一种电磁轴承用三电平PWM开关功率放大器的失效机制

随着现代工业的不断发展，人们对旋转机械的性能要求越来越高。在许多场合，传统的滚动、滑动轴承等支承技术已逐渐无法满足工业发展的需求，支承技术已经成为高性能旋转机械的主要发展瓶颈。基于此，具有革命性的支承技术——磁轴承技术得到了国内外专家学者的广泛重视。

随着我国十二五规划的发布，先进装备制造业、新能源产业都成为今后重点发展的对象，而支承技术是推进这些产业发展的重要力量。电磁轴承已经在这些行业中的许多场合得到了初步的应用，相信随着电磁轴承技术的成熟，电磁轴承会拥有更广泛的应用前景。不过，由于国内电磁轴承起步较晚，许多关键性技术还不够成熟，有许多亟待解决的问题，这是目前电磁轴承的推广应用中存在的主要障碍。因此，对电磁轴承的关键性技术进行研究对我国电磁轴承的发展具有重要意义。

功率放大器是电磁轴承中负责能量转换的重要环节，对电磁轴承的性能和可靠性都有着重要的影响。目前，电磁轴承大都采用三电平PWM开关功率放大器。三电平PWM开关功率放大器优点是电流纹波小，谐波含量低，但调制技术复杂，电路可靠性不高，这对于电磁轴承的可靠运行造成了比较大的影响，特别是在一些高转速场合中，一旦电磁轴承出现故障，造成的后果会非常严重。因此，对电磁轴承用三电平PWM开关功率放大器的可靠性进行研究对提高电磁轴承的可靠性具有重要的意义。

在《中国电机工程学报》（Proceedings of the CSEE）2010年12月第36期上发表的《一种电磁轴承用三电平PWM开关功率放大器的失效机制》中，周丹博士和祝长生教授等科研成员首次提出电磁轴承用三电平PWM开关功率放大器的失效现象，并结合不同的载波形式，给出了具体的失效机制和失效过程。

论文给出了电磁轴承用三电平PWM开关功率放大器在实际使用中出现的失效现象。在分析了电磁轴承用三电平PWM开关功率放大器的工作原理和电路结构的基础上，深入研究了电磁轴承用三电平PWM开关功率放大器失效的机制，并结合不同的载波形式给出了电磁轴承用三电平PWM开关功率放大器失效的过程。仿真和试验结果与理论分析完全吻合，证明了理论分析的正确性。基于对电磁轴承用三电平PWM开关功率放大器失效机制的研究，最后提出了一些避免失效的措施，并通过仿真和试验证明了这些措施的有效性。

总而言之，文章的研究旨在加深电磁轴承用三电平PWM开关功率放大器的基础研究，提高电磁轴承用三电平PWM开关功率放大器的可靠性，从而提高电磁轴承的性能和可靠性，推进电磁轴承进一步的开发和应用，努力为我国电磁轴承技术的发展做出贡献。