首先通過(guò)共用橋臂的方法減少了對(duì)功率器件數(shù)量的需求，滿足工業(yè)上實(shí)際應(yīng)用的需求。目前已應(yīng)用在磁懸浮壓縮機(jī)一體機(jī)中，使得新型控制器與傳統(tǒng)控制器相比體積成本大大降低，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的高度集成化。共橋臂磁懸浮軸承控制器如圖1所示。所有繞組共用一個(gè)公共橋臂，實(shí)現(xiàn)器件數(shù)量的減小。

反向共橋臂電力電子控制器

進(jìn)一步的，針對(duì)多軸共橋臂磁懸浮軸承電力電子控制器中公共橋臂需要承受各繞組電流之和，帶來(lái)電流應(yīng)力大和損耗大的問(wèn)題，發(fā)明了反向共橋臂電力電子控制器，如圖2所示。將一半的繞組電流反向，這樣公共橋臂電流之和是一半正向電流和一半反向電流之和，大大降低電流應(yīng)力和損耗。

反向共橋臂電力電子控制器

進(jìn)一步的，在磁懸浮軸承一個(gè)平面的兩軸中，利用每一軸兩個(gè)繞組電流之和等于兩倍直流偏置的原理，發(fā)明了多軸無(wú)共橋臂電力電子控制器，如圖3所示。在這種結(jié)構(gòu)中，兩軸的各兩個(gè)繞組電流之和相等，方向相反，可以進(jìn)一步省去共橋臂而直接采用Y接法。

串聯(lián)繞組磁懸浮軸承電力電子控制器

另外，針對(duì)多軸磁懸浮軸承采用共橋臂控制器電壓利用率只有直流母線電壓一半的缺點(diǎn)，發(fā)明了串聯(lián)繞組磁懸浮軸承電力電子控制器，如圖4所示。在N軸磁懸浮軸承2N個(gè)繞組中，采用2N+1個(gè)半橋橋臂順序串聯(lián)，可以控制每個(gè)繞組最大電壓達(dá)到全直流母線電壓，從而提高電流環(huán)帶寬。

磁懸浮軸承容錯(cuò)型控制器

另一方面，針對(duì)磁懸浮軸承電力電子器件開(kāi)路失效故障，發(fā)明了一系列的磁懸浮軸承容錯(cuò)型控制器。以單軸為例,如圖5所示，采用一個(gè)三相全橋功率模塊接入單軸磁軸承兩個(gè)繞組，可以工作在電流流入中間橋臂和流出中間橋臂兩個(gè)模式。因?yàn)榇艖腋≥S承的電磁力與電流方向無(wú)關(guān)，兩種模式均能實(shí)現(xiàn)懸浮控制。設(shè)置其中一種工作模式為正常模式，檢測(cè)出故障后立刻切換到第二種備用模式，就能保持磁懸浮軸承在器件開(kāi)路故障下繼續(xù)穩(wěn)定懸浮。圖5是單軸磁軸承控制器的一種容錯(cuò)模式，之前圖1-圖4的每種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都可以類(lèi)似的設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的容錯(cuò)控制器。

圖5  磁懸浮軸承容錯(cuò)型電力電子控制器（單軸為例）