發(fā)布時間：2017-08-24 15:01

  本文關鍵詞：永磁直線電機操動的高壓斷路器控制技術研究

  更多相關文章： 高壓斷路器 永磁直線電機 操動機構 TMS320F2812 自抗擾

【摘要】：“智能電網(wǎng)”概念所代表的電力行業(yè)新方向日益受到人們的關注,它對斷路器等電力一次設備提出更高的性能要求。由于斷路器所保護設備的價值遠遠大于斷路器本身,因而其可靠運行能力一直是研制新型操動機構的首要考慮因素。目前常用兩種操動機構：液壓操動機構和彈簧操動機構。液壓操動機構出力大,一般應用于電壓等級更高的場合,但是受到環(huán)境溫度的限制,并且需要實時監(jiān)測液壓油是否滲漏。彈簧操動機構成本低,降低了制造工藝難度,但是由于零件眾多,存在著可靠性隱患。而當前研究的熱點永磁操動機構,又難以克服應用于高壓領域的技術瓶頸。本文提出了高壓斷路器用永磁直線電機操動機構控制系統(tǒng),利用圓筒型永磁直線電機直接驅(qū)動高壓斷路器滅弧室的開合。在分析斷路器滅弧室結構和其技術指標基礎上,提出控制目標和控制要求,綜合選擇控制策略并搭建仿真模型,并基于TMS320F2812搭建了控制平臺,初步驗證了該控制系統(tǒng)的可行性。本文的工作為進一步將永磁直線電機應用在高壓斷路器操動領域奠定了基礎。首先,介紹高壓斷路器的背景,分析126kV自能式六氟化硫斷路器的分合閘過程,提出操動機構的控制目標和負載特性；在對電機的結構、自感進行分析的基礎上,建立電機的定子坐標系、旋轉坐標系下的數(shù)學模型。然后,介紹常用的永磁電機控制方法,結合本應用對象選擇id=0的雙閉環(huán)解耦控制方案,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,并應用自抗擾控制技術改進控制性能;提出了便于移植自抗擾控制器到DSP等控制平臺的分段線性化的方法,仿真結果驗證了自抗擾技術的先進性。最后,基于TMS320F2812設計電機操動機構的硬件平臺,包括電流采樣電路、驅(qū)動電路、短路保護電路、過流保護電路、溫度保護電路和位置信號電平整形電路。并在CCS集成開發(fā)環(huán)境中設計軟件系統(tǒng)。進行了實驗驗證,實現(xiàn)了電流控制、轉速閉環(huán)實驗。
【關鍵詞】：高壓斷路器 永磁直線電機 操動機構 TMS320F2812 自抗擾
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM561;TM359.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-14
• 第1章 緒論14-24
• 1.1 選題背景14-15
• 1.2 高壓斷路器的背景介紹15-19
• 1.2.1 高壓斷路器滅弧室的發(fā)展和趨勢15-17
• 1.2.2 高壓斷路器操動機構的發(fā)展及特點17-19
• 1.3 電機操動機構和控制方法的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀19-22
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容22-24
• 第2章 高壓斷路器操動要求與電機建模24-36
• 2.0 引言24
• 2.1 高壓斷路器的操動要求24-28
• 2.1.1 斷路器的分合閘特性和反力特性24-27
• 2.1.2 斷路器操動機構的速度曲線27-28
• 2.2 圓筒型永磁直線電機特性和建模28-35
• 2.2.1 圓筒型永磁直線電機的結構特點和靜態(tài)特性29-31
• 2.2.2 圓筒型永磁直線電機的數(shù)學模型31-33
• 2.2.3 圓筒型永磁直線電機模型的不確定因素33-35
• 2.3 本章小結35-36
• 第3章 高壓斷路器用永磁直線電機操動系統(tǒng)的控制36-58
• 3.1 引言36
• 3.2 控制策略的分析和選擇36-40
• 3.2.1 電流電壓極限圓36-37
• 3.2.2 磁鏈定向控制37-40
• 3.3 操動系統(tǒng)控制模型40-43
• 3.4 自抗擾控制技術43-57
• 3.4.1 自抗擾控制技術簡介43
• 3.4.2 自抗擾控制器的結構43-46
• 3.4.3 電機操動系統(tǒng)的自抗擾控制器穩(wěn)定性46-48
• 3.4.4 電機操動系統(tǒng)的自抗擾控制器設計和參數(shù)整定48-51
• 3.4.5 仿真結果分析51-54
• 3.4.6 自抗擾控制中非線性方程的分段線性化54-57
• 3.5 本章小結57-58
• 第4章 控制系統(tǒng)軟硬件平臺設計與實現(xiàn)58-78
• 4.1 引言58
• 4.2 硬件電路設計58-73
• 4.2.1 DSP控制器59
• 4.2.2 IGBT模塊59-60
• 4.2.3 電流采樣電路的設計60-61
• 4.2.4 速度和位置檢測電路的設計61-63
• 4.2.5 IGBT驅(qū)動電路的設計63-67
• 4.2.6 短路保護電路的設計和優(yōu)化67-72
• 4.2.7 溫度保護電路設計72-73
• 4.3 控制系統(tǒng)的軟件設計73-77
• 4.3.1 控制系統(tǒng)的主程序74
• 4.3.2 控制系統(tǒng)的中斷服務程序74-77
• 4.4 本章小結77-78
• 第5章 高壓斷路器用永磁直線電機操動系統(tǒng)的實驗研究78-86
• 5.1 引言78
• 5.2 高壓斷路器用永磁直線電機操動系統(tǒng)的實驗驗證78-83
• 5.2.1 系統(tǒng)調(diào)試和測試79-82
• 5.2.2 實驗結果82-83
• 5.3 電機操動機構分散性的實驗研究83-84
• 5.4 本章小結84-86
• 第6章 總結與展望86-88
• 6.1 全文總結86
• 6.2 課題展望86-88
• 參考文獻88-92
• 攻讀碩士研究生期間學術成果92-93
• 致謝93

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