一種電磁軸承用三電平PWM開關功率放大器的失效機制

隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對旋轉(zhuǎn)機械的性能要求越來越高。在許多場合，傳統(tǒng)的滾動、滑動軸承等支承技術已逐漸無法滿足工業(yè)發(fā)展的需求，支承技術已經(jīng)成為高性能旋轉(zhuǎn)機械的主要發(fā)展瓶頸。基于此，具有革命性的支承技術——磁軸承技術得到了國內(nèi)外專家學者的廣泛重視。

隨著我國十二五規(guī)劃的發(fā)布，先進裝備制造業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)都成為今后重點發(fā)展的對象，而支承技術是推進這些產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量。電磁軸承已經(jīng)在這些行業(yè)中的許多場合得到了初步的應用，相信隨著電磁軸承技術的成熟，電磁軸承會擁有更廣泛的應用前景。不過，由于國內(nèi)電磁軸承起步較晚，許多關鍵性技術還不夠成熟，有許多亟待解決的問題，這是目前電磁軸承的推廣應用中存在的主要障礙。因此，對電磁軸承的關鍵性技術進行研究對我國電磁軸承的發(fā)展具有重要意義。

功率放大器是電磁軸承中負責能量轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)，對電磁軸承的性能和可靠性都有著重要的影響。目前，電磁軸承大都采用三電平PWM開關功率放大器。三電平PWM開關功率放大器優(yōu)點是電流紋波小，諧波含量低，但調(diào)制技術復雜，電路可靠性不高，這對于電磁軸承的可靠運行造成了比較大的影響，特別是在一些高轉(zhuǎn)速場合中，一旦電磁軸承出現(xiàn)故障，造成的后果會非常嚴重。因此，對電磁軸承用三電平PWM開關功率放大器的可靠性進行研究對提高電磁軸承的可靠性具有重要的意義。

在《中國電機工程學報》（Proceedings of the CSEE）2010年12月第36期上發(fā)表的《一種電磁軸承用三電平PWM開關功率放大器的失效機制》中，周丹博士和祝長生教授等科研成員首次提出電磁軸承用三電平PWM開關功率放大器的失效現(xiàn)象，并結(jié)合不同的載波形式，給出了具體的失效機制和失效過程。

論文給出了電磁軸承用三電平PWM開關功率放大器在實際使用中出現(xiàn)的失效現(xiàn)象。在分析了電磁軸承用三電平PWM開關功率放大器的工作原理和電路結(jié)構(gòu)的基礎上，深入研究了電磁軸承用三電平PWM開關功率放大器失效的機制，并結(jié)合不同的載波形式給出了電磁軸承用三電平PWM開關功率放大器失效的過程。仿真和試驗結(jié)果與理論分析完全吻合，證明了理論分析的正確性?；趯﹄姶泡S承用三電平PWM開關功率放大器失效機制的研究，最后提出了一些避免失效的措施，并通過仿真和試驗證明了這些措施的有效性。

總而言之，文章的研究旨在加深電磁軸承用三電平PWM開關功率放大器的基礎研究，提高電磁軸承用三電平PWM開關功率放大器的可靠性，從而提高電磁軸承的性能和可靠性，推進電磁軸承進一步的開發(fā)和應用，努力為我國電磁軸承技術的發(fā)展做出貢獻。