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不加控制的磁力轴承是一个不稳定的开环系统,因此需要加入控制系统进行闭环控制。功率放大器(简称功放)做为磁力轴承控制系统的驱动单元,其输出特性对系统的稳定性以及动态特性具有重要影响。磁力轴承功放根据实现方式的不同分为模拟功放和数字功放两类,数字功放以其抗干扰能力强、控制算法灵活等优点逐渐在磁力轴承系统中得到广泛应用,本文对两电平功放和三电平功放的数学模型进行建模并设计一款基于DSP28335的数字功放以验证不同参数对功放的影响。首先对磁力轴承功放的特性进行了分析并深入探讨了电流响应速度、控制力响应速度、电流纹波、开关频率等参数对磁力轴承系统的影响。通过比较各类调制方式和功率主电路的优缺点确定了PWM调制+半桥结构的功放硬件电路设计方案。根据负载线圈两端电平的不同将功放分为了两电平功放和三电平功放两类,通过求解电压方程得到了两电平功放和三电平功放稳态时的电流纹波表达式,运用傅立叶变换对功放输出电流信号进行了分解并使用SIMULINK软件建立了两电平功放和三电平功放的闭环模型。由两电平功放和三电平功放的仿真结果可知三电平功放具有更好的电流输出特性。其次对功放电路进行了详细地设计和选型并研制了一块实验用功放板。以CCS3.3开发软件为平台对ePWM模块和A/D模块进行了配置,实现了0%-100%占空比可变的PWM波的输出、数字PI调节和负载电流的采集。最后搭建了系统实验平台并对两电平数字功放的输出特性进行测试。根据测试结果可知,该两电平数字功放能够实现给定信号的稳定跟踪并具有较好的线性度。在母线电压下观察其对功放电流响应速度的影响并验证了两电平功放输出纹波电流与母线电压成正比这一结论。通过给定不同频率的正弦波信号测量功放的输出电流波形并绘制出功放的幅频响应曲线和相频响应曲线。当负载为电感6.3mH、电阻为1Ω的电磁线圈,母线电压为90V时,根据频率响应曲线可知功放的输出带宽理论上达到了7.2KHz,实际可用带宽为600Hz,根据该功放设计的磁力轴承最高转速理论上可达36000r/min。