為了提升真空斷路器電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)性能,降低合閘時(shí)動(dòng)觸頭碰撞損耗和彈跳時(shí)間,并為儲(chǔ)能電容充電,本文以126kV真空斷路器電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)了真空斷路器電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能裝置和控制系統(tǒng),主要內(nèi)容如下:（1）本文研究了斷路器分合閘時(shí)的運(yùn)動(dòng)過程,分析計(jì)算了真空斷路器電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性,包括分合閘負(fù)載轉(zhuǎn)矩、速度、行程和合閘能量,獲得了該斷路器電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)分合閘過程的負(fù)載轉(zhuǎn)矩曲線、速度折算曲線、動(dòng)觸頭行程曲線和合閘能量1500J。（2）針對(duì)該斷路器合閘過程中動(dòng)觸頭彈跳和碰撞損耗問題,提出了分段定占空比控制策略,設(shè)計(jì)了4種PWM調(diào)控方案,通過斷路器合閘分段仿真實(shí)驗(yàn)表明,斷路器在采用方案3進(jìn)行合閘調(diào)控時(shí),電機(jī)操縱機(jī)構(gòu)啟動(dòng)時(shí)間短,動(dòng)觸頭剛合動(dòng)能低,而且在超程階段能夠通過增加輸出轉(zhuǎn)矩抑制動(dòng)觸頭彈跳,因此方案3是最佳的合閘調(diào)控方案。根據(jù)斷路器合閘過程對(duì)供電電壓范圍150V-400V要求,研究設(shè)計(jì)了移相全橋儲(chǔ)能變換器,通過理論計(jì)算獲得了該變換器的元器件參數(shù),并設(shè)計(jì)了儲(chǔ)能裝置仿真系統(tǒng),仿真研究表明,變換器能夠輸出400V工作電壓,滿足儲(chǔ)能設(shè)計(jì)要求,而且功率管實(shí)現(xiàn)了零電壓開斷軟開關(guān)功能。（3）為了證明本... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

45kV瓷柱式SF6電機(jī)驅(qū)動(dòng)斷路器及其控制系統(tǒng)

動(dòng)主軸與曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向始終同向，因此提高了電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行可靠性[35]。李慶民教授開展應(yīng)用永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的研究，主要是通過仿真研究的方式，完成對(duì)動(dòng)觸頭分合閘過程的操動(dòng)控制，但是沒有進(jìn)行相應(yīng)斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)裝置的開發(fā)[36]。本研究所與平高集團(tuán)展開合作，對(duì)斷路器電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)本體和控制技術(shù)進(jìn)行了全方面研究，研制了斷路器及其電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)樣機(jī)和配套的控制裝置，并進(jìn)行了大量的斷路器分合閘開斷實(shí)驗(yàn)和電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制實(shí)驗(yàn)研究，取得了豐碩的研究成果。斷路器電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)如圖1.2所示。a電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)b控制系統(tǒng)圖1.2電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)Fig.1.2Motoroperatingmechanismandcontrolsystem1.3隔離型直流變換器發(fā)展現(xiàn)狀1.3.1隔離型直流變換器簡(jiǎn)介在研究中為了給儲(chǔ)能電容器組充電，設(shè)計(jì)了一套直流變換器儲(chǔ)能電路，由于儲(chǔ)能裝置完全自主設(shè)計(jì)，首要考慮安全問題，因此選用隔離式直流變換器作為高壓斷路器電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能拓?fù)潆娐贰榱烁用鞔_隔離式直流變換器工作原理，本文對(duì)隔離式直流變換器的工作特性和控制方式進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。隔離式直流變換器的功能是實(shí)現(xiàn)直流電壓的升降壓調(diào)節(jié)，由于應(yīng)用廣泛，隔離式直流變換器也發(fā)展了多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其主要表現(xiàn)形式有推挽式、正激式、半橋式、反激式以及全橋式直流變換器等[37]。在形式各異的變換器中，反激式直流變換器相較于較其他種類的變換器，電子器件少，成本低，但是輸出電壓穩(wěn)定性差，而且電源只能在功率管下一個(gè)周期才能響應(yīng)負(fù)載變化，因此反激式變換器的輸出特性和動(dòng)態(tài)特性都比較差[38]。正激式

8第2章斷路器電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析及其仿真研究2.1電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介斷路器電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)由電機(jī)及其傳動(dòng)部件和電機(jī)控制器組成，傳動(dòng)部件主要由單一結(jié)構(gòu)的拐臂、絕緣拉桿和轉(zhuǎn)動(dòng)主軸組成，絕緣拉桿頂端安裝有斷路器動(dòng)觸頭，為了降低合閘動(dòng)觸頭碰撞損耗，在絕緣拉桿上安裝有超程彈簧。由于電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)在斷路器分合閘過程中要克服大的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和要求具有一定的可控性，因此驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型選用了直流電機(jī)。當(dāng)電機(jī)控制器接收到合閘指令時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)主軸通過法蘭盤帶動(dòng)傳動(dòng)主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)64°，其中0-36°旋轉(zhuǎn)角度為斷路器動(dòng)觸頭開距行程，36°-64°旋轉(zhuǎn)角度為斷路器動(dòng)觸頭超程行程。為了保證斷路器合閘結(jié)束時(shí)能夠停止運(yùn)動(dòng)，在絕緣拉桿和傳動(dòng)連桿之間設(shè)計(jì)了死點(diǎn)。126kV瓷柱式電機(jī)驅(qū)動(dòng)真空斷路器如圖2.1所示。a結(jié)構(gòu)圖b實(shí)物圖圖2.1126kV瓷柱式電機(jī)驅(qū)動(dòng)真空斷路器Fig.2.1.126kVporcelainpostmotordrivevacuumcircuitbreaker圖2.1中1為斷路器滅弧室，2為超程彈簧，3為傳動(dòng)連桿，4為絕緣拉桿，5為拐臂，6為轉(zhuǎn)動(dòng)主軸，7為法蘭盤，8為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，9為驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器。在圖2.1中可以看出，新型斷路器電機(jī)操動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件結(jié)構(gòu)單一，比較傳統(tǒng)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)省去了繁瑣的傳動(dòng)裝置，而且配備了專用的電機(jī)和控制器。在電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)中，搭配了位置傳感器、電流傳感器和電壓傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)分合閘過程的操動(dòng)控制，同時(shí)為了拓展斷路器電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的功能應(yīng)用，充分體現(xiàn)電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的智能控制優(yōu)勢(shì)，在未來電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，可以在滅弧室中安裝檢測(cè)動(dòng)觸頭溫度的溫度傳感器、滅弧室濕度的濕度傳感器、斷路器機(jī)械振動(dòng)的加速度傳感器等，實(shí)現(xiàn)斷路器電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文

【參考文獻(xiàn)】：
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