一种磁悬浮轴承功率放大器控制方法

贺永玲，胡叨福

（珠海格力电器股份有限公司，广东珠海，519070）

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磁悬浮轴承通过电磁力将转轴稳定悬浮，具有无机械摩擦、损耗小、无润滑的特点，适用于高速旋转的场合[1]。磁悬浮轴承的功率放大器将控制电压信号转换为相应控制电流输入电磁铁中，生成控制力，是磁悬浮轴承系统能量转换的关键部分，也是影响磁悬浮轴承稳定性的关键因素之一，磁悬浮轴承功率放大器的主电路拓扑有单臂式、半桥式、单相全桥式、多桥臂式等多种结构[2]。

对于主动式磁悬浮轴承，其电流仅需单向流动，一般采用半桥式结构开关功率放大器。一套主动式磁悬浮轴承系统中，需要对转轴的前径向XY、后径向XY、轴向Z共五个自由度进行控制，故共有10个电磁线圈，需要10个半桥式功率放大器[3]。对于半桥结构的开关功率放大器的驱动电路，通常需要2路相互隔离的控制电源，一路用于上桥臂开关管的驱动，一路用于下桥臂开关管的驱动，10个开关功率放大器，至少需要11路相互隔离电源，其中，上桥臂的驱动电源相互隔离，所有下桥臂的驱动电源可共用。这样所需要的电源数目众多，设计十分复杂，而且可靠性也难以保证，可使用自举电路来实现功率放大器的单一电源供电，实现自举有一个关键问题是如何保证自举电容电压始终都能满足开关管驱动电压的要求，这是保证开关功率放大器可靠运行的关键。现有技术中，对自举电容初始化充电以及正常运行时的充电有深入的研究，这些技术可实现自举电容的充分充电，以达到开关功率放大器的可靠运行。……