隨著計(jì)算機(jī)微型化及通信等技術(shù)的不斷突破,智能化已成為當(dāng)今電網(wǎng)的主流發(fā)展趨勢(shì)。在電網(wǎng)設(shè)備中,以低壓電器為首的配電設(shè)備在生活生產(chǎn)等眾多領(lǐng)域中得到了普遍應(yīng)用,如今,在人們的實(shí)際生活當(dāng)中,能夠接觸到且使用范圍最廣泛的低壓電器當(dāng)屬斷路器,故使低壓斷路器具備智能化控制效果已成為熱門(mén)研究項(xiàng)目之一。電流檢測(cè)及過(guò)載保護(hù)是低壓電器智能化技術(shù)的重要組成部分,同樣也是低壓斷路器的關(guān)鍵研究部分。近年來(lái),出現(xiàn)了許多檢測(cè)斷路器中電流的研究成果,其中以電子式斷路器為首,使用電流互感器對(duì)電流進(jìn)行精確測(cè)量,但由于其體積過(guò)大,無(wú)法安裝在使用基數(shù)最為龐大的微型斷路器中,而小型斷路器受到體積的制約,使其智能化的研究成果相對(duì)較少。因此,如何在有限的空間中實(shí)現(xiàn)電流檢測(cè)的目的,對(duì)于實(shí)現(xiàn)微型斷路器的智能化具有重要意義。本文提出了一種基于電熱耦合效應(yīng)的電熱式電流檢測(cè)方法,這種方法具備所需的空間小、能夠?qū)崿F(xiàn)電隔離且能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)電流大小等優(yōu)點(diǎn)。本課題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金:新型熱電磁混合式智能小型斷路器及智能低壓配電微系統(tǒng)研究（項(xiàng)目編號(hào):51777129）。首先,本文使用Solidworks軟件建立了一個(gè)球形封閉電流測(cè)量腔模型,該模型用來(lái)替代... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：60 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1雙金屬片保護(hù)原理示意圖

第2章電熱式電流檢測(cè)方法9圖2.1DZ47-60型小型斷路器結(jié)構(gòu)圖Fig.2.1StructurediagramofDZ47-60miniaturecircuitbreakerDZ47-60型小型斷路器的適用范圍需滿足如下幾個(gè)方面的要求：（1）工作溫度：環(huán)境溫度大于-5℃，小于40℃。且24小時(shí)內(nèi)平均溫度不超過(guò)30℃。（2）工作高度：安裝地點(diǎn)的海拔高度不得超過(guò)2000m。（3）工作濕度：工作環(huán)境的空氣相對(duì)濕度在環(huán)境溫度為25℃時(shí)不超過(guò)90%，在環(huán)境溫度為40℃時(shí)不超過(guò)50%。2.2電熱式電流檢測(cè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)概述本文結(jié)合了熱過(guò)載式斷路器和電子式斷路器電流檢測(cè)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了一種基于新型電流檢測(cè)方法的電熱式斷路器。它的電流檢測(cè)部分由單片機(jī)系統(tǒng)、發(fā)熱元件、熱電阻以及溫度傳感器組合而成。斷路器工作時(shí)，發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量經(jīng)溫度傳感器將溫升情況傳遞到單片機(jī)系統(tǒng)中，將電流的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成溫度信號(hào)，供單片機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再根據(jù)編譯好的程序預(yù)測(cè)當(dāng)前電流大校這種方法相比電子式斷路器中的電流互感器來(lái)說(shuō)，有效減小了測(cè)量體積，便于安裝在MCB中實(shí)現(xiàn)其智能化，還可實(shí)現(xiàn)主電路與保護(hù)電路的隔離。在電熱式斷路器出廠前，應(yīng)確定下來(lái)發(fā)熱元件的結(jié)構(gòu)。并結(jié)合散熱情況使用熱平衡方程列出相關(guān)等式，求解出系統(tǒng)辨識(shí)所需的“電流-溫升”數(shù)學(xué)模型，利用電流與對(duì)應(yīng)溫升數(shù)據(jù)結(jié)合系統(tǒng)辨識(shí)算法，求出電熱式斷路器在不同溫度時(shí)對(duì)應(yīng)的測(cè)量結(jié)構(gòu)中的未知參數(shù)，確認(rèn)無(wú)誤后將參數(shù)固化，即可借助單片機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)辨識(shí)算法，由溫升數(shù)據(jù)求出當(dāng)前電流值的大校為避免發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量經(jīng)絕緣層后受周?chē)諝鉁囟人绊�，布置了一個(gè)溫度補(bǔ)償傳感器，PT100鉑電阻結(jié)合溫度傳感器等硬件電路將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，將此電信號(hào)傳遞給單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)、A/D轉(zhuǎn)換以及預(yù)測(cè)電流等操作，當(dāng)電流過(guò)載時(shí)，單片機(jī)

沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文10系統(tǒng)發(fā)出過(guò)載保護(hù)的相關(guān)指令，通過(guò)電磁脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作來(lái)對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)，控制主回路的通斷狀態(tài)。工作原理圖如圖2.2所示。圖2.2電熱式電流檢測(cè)原理圖Fig.2.2Schematicdiagramofelectrothermalcurrentdetection其中，1－被測(cè)元件；2－PT100電阻；3－絕緣層；4－溫度補(bǔ)償PT100電阻；5－硬件電路；6－單片機(jī)；7－電磁脫扣機(jī)構(gòu)。電熱式電流檢測(cè)法代替了傳統(tǒng)雙金屬片式斷路器的雙金屬片以及電子式斷路器中的電流互感器來(lái)進(jìn)行電流的測(cè)量，比雙金屬片測(cè)得的結(jié)果更加科學(xué)準(zhǔn)確，比電流互感器的體積更加小巧。且由于將電流轉(zhuǎn)換為溫度信號(hào)，可將電流中的高頻干擾有效降低，達(dá)到濾波的效果，使電路故障次數(shù)有效減少。因此，該種方法對(duì)微型斷路器的智能化具有重要作用。2.3電熱式電流檢測(cè)辨識(shí)數(shù)學(xué)模型2.3.1電熱式電流測(cè)量腔的建立電熱式電流檢測(cè)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2.3。銅板通電生熱，鉑熱電阻與銅板相結(jié)合，鉑電阻的阻溫特性根據(jù)生熱銅板的溫度改變阻值，用以測(cè)量銅板的溫度。并將其安裝在一個(gè)相對(duì)封閉的測(cè)量腔內(nèi)，在銅板與外殼之間充滿導(dǎo)熱硅脂，使測(cè)量腔內(nèi)的熱量通過(guò)硅脂向球形外殼外散熱。外殼材質(zhì)選擇為ABS塑料，銅板兩端各有一個(gè)圓孔。圖2.3電熱式電流測(cè)量腔構(gòu)造圖Fig.2.3Structurediagramofelectrothermalcurrentmeasuringcavity

【參考文獻(xiàn)】：
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