电磁轴承是利用可控的电磁力将转子无接触地悬浮起来的一种支承元件,这一特性使电磁轴承与传统轴承相比具有无法比拟的优点,在高速旋转机械领域有着广泛的应用前景。在电磁轴承系统中,功率放大器(简称功放)是向电磁铁线圈提供相应的控制电流以产生所需要的电磁力,对系统的特性具有重要的作用。 本文首先介绍了功率放大器的分类,阐述了线性功率放大器的工作原理及其特性,然后讨论了开关功率放大器中的两电平和三电平开关功率放大器的工作原理及其特性。在分析了目前开关功率放大器所采用的调制技术,比较了各种调制技术的优缺点的基础上,设计了具有电流内环的两电平PWM调制开关功率放大器的电路,并进行了调试,测试了开关功率放大器的相关特性,实验结果基本达到了设计要求。 结合DSP TMS320F240的快速处理能力和具有适合控制的事件管理器,本文设计和调试了基于DSP的三电平PWM调制开关功率放大器的硬件电路,并给出了实验结果。 本文还探讨了大功率开关功率放大器的各种实现技术并对其在电磁轴承系统中运用的可行性进行了分析,并给出了两电平PWM调制开关功率放大器和三电平开关功率放大器的改进方案。