本文關(guān)鍵詞：隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)的控制研究

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【摘要】：隔離開關(guān)是電力系統(tǒng)中最常見的設(shè)備之一,具有倒閘操作、隔離電壓和分合小電流的作用。隔離開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)拒分、拒合、無響應(yīng)以及分合閘不到位的情況,為了解決隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)出現(xiàn)的分合閘問題,本文建立一個(gè)電機(jī)操作機(jī)構(gòu)的控制模型。通過控制電機(jī)轉(zhuǎn)軸側(cè)的轉(zhuǎn)速,帶動(dòng)作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的四連桿機(jī)構(gòu)使動(dòng)觸頭精確分合閘,對(duì)得到的動(dòng)態(tài)特性曲線進(jìn)行分析研究。首先,本文依次對(duì)操作機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、負(fù)載特性進(jìn)行理論分析,建立起數(shù)學(xué)模型。對(duì)于驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用異步電機(jī)經(jīng)坐標(biāo)變換加矢量控制的原理,將其等效為直流電機(jī)模型進(jìn)行調(diào)速。對(duì)于傳動(dòng)機(jī)構(gòu),將其建立起一個(gè)輸入-輸出模型,電機(jī)轉(zhuǎn)軸側(cè)的角位移視為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入量,而觸頭側(cè)的直線位移則為其對(duì)應(yīng)的輸出量,從而將觸頭側(cè)84mm的直線位移等效到轉(zhuǎn)軸側(cè)64°的角位移,從而只需對(duì)電機(jī)角位移進(jìn)行控制。對(duì)于負(fù)載特性,則分別計(jì)算出開距階段的恒定機(jī)構(gòu)重力為90N、摩擦力以及超程階段的彈簧預(yù)壓力初始值1600N和彈簧剛度力30N/cm,利用這些參數(shù)建立起負(fù)載特性曲線。接著建立場(chǎng)-路-運(yùn)動(dòng)耦合模型,將電樞回路電流、磁場(chǎng)力和轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程相結(jié)合,建立微分方程,求解出電機(jī)角位移、速度隨時(shí)間變化曲線并以此作為給定曲線。在基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的控制方法以及脈寬調(diào)制技術(shù)上在Simulink中建立起電機(jī)控制模型對(duì)電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制,在恒負(fù)載下對(duì)得到的給定轉(zhuǎn)速曲線進(jìn)行轉(zhuǎn)速跟蹤,并對(duì)電機(jī)旋轉(zhuǎn)過程的啟制動(dòng)電流、定子電壓、電磁轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速進(jìn)行分析,得到的該曲線符合異步電機(jī)的啟制動(dòng)特性,在運(yùn)行過程中能很好地對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行跟蹤。將上文所得負(fù)載特性加入電機(jī)控制仿真模型中,通過改變負(fù)載特性中的彈簧預(yù)壓力參數(shù)和彈簧剛度參數(shù)來改善電機(jī)的制動(dòng)效果,仿真結(jié)果證明隨著剛度參數(shù)和預(yù)壓力參數(shù)的增加,制動(dòng)加速度也隨著增加,制動(dòng)效果得到明顯改善。通過仿真得出彈簧預(yù)壓力和彈簧剛度的最佳參數(shù)值為2400N和50N/cm,在該參數(shù)下能使電機(jī)達(dá)到精確角位移64°。最后將電機(jī)制動(dòng)理論中的能耗制動(dòng)引入該控制模型中,仿真結(jié)果證明能耗制動(dòng)的加入能顯著提高其制動(dòng)性能。經(jīng)過多次仿真,得到能耗制動(dòng)引入的最佳時(shí)間為0.055秒和制動(dòng)電阻引入的最佳阻值為4Ω,在該參數(shù)下能達(dá)到電機(jī)的精確合閘位移64°。且在仿真過程中發(fā)現(xiàn),為了避免電機(jī)進(jìn)入死區(qū),制動(dòng)電阻應(yīng)控制在4Ω以上。
【關(guān)鍵詞】：隔離開關(guān) 電機(jī)操作機(jī)構(gòu) 矢量控制 轉(zhuǎn)速跟蹤 能耗制動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：上海電力學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM564.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 隔離開關(guān)在系統(tǒng)中的作用11-12
• 1.2 隔離開關(guān)常見的故障種類12
• 1.3 隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)的組成及機(jī)構(gòu)故障12-15
• 1.3.1 隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)的組成12-14
• 1.3.2 隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)的機(jī)械故障14-15
• 1.4 論文的主要內(nèi)容15-17
• 2 電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)及數(shù)學(xué)模型研究17-30
• 2.1 操作機(jī)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)17-18
• 2.2 操作機(jī)構(gòu)各部分結(jié)構(gòu)及數(shù)學(xué)模型18-24
• 2.2.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)及數(shù)學(xué)模型18-21
• 2.2.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型21-23
• 2.2.3 負(fù)載特性的數(shù)學(xué)模型23-24
• 2.3 場(chǎng)-路-運(yùn)動(dòng)耦合數(shù)學(xué)模型24-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 3 電動(dòng)機(jī)的速度跟蹤控制研究30-46
• 3.1 系統(tǒng)各部分控制方法30-36
• 3.1.1 電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)控制理論30-31
• 3.1.1.1 電動(dòng)機(jī)控制基礎(chǔ)－矢量控制30-31
• 3.1.2 電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)控制方法31-36
• 3.1.2.1 交流異步電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)原理32-34
• 3.1.2.2 變頻器PWM控制技術(shù)34-36
• 3.2 基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制模型36-39
• 3.2.1 矢量控制的基本思路36-37
• 3.2.2 矢量控制方程及其解耦作用37-39
• 3.3 特定速度曲線跟蹤控制39-45
• 3.3.1 控制模塊介紹39-42
• 3.3.2 轉(zhuǎn)速曲線跟蹤仿真42-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 4 電機(jī)控制模型改進(jìn)研究46-60
• 4.1 帶負(fù)載電機(jī)模型及仿真轉(zhuǎn)速曲線46-48
• 4.2 改變彈簧參數(shù)改進(jìn)控制方法研究48-54
• 4.2.1 改變彈簧剛度改進(jìn)控制方法研究48-51
• 4.2.2 改變彈簧預(yù)壓力改進(jìn)控制方法研究51-54
• 4.3 引入能耗制動(dòng)改進(jìn)控制研究54-59
• 4.3.1 電機(jī)的能耗制動(dòng)54-56
• 4.3.2 模型的建立和仿真56-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 5 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間公開發(fā)表的論文64-65
• 致謝65

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 徐靜,阮毅,陳伯時(shí);異步電機(jī)按定子磁場(chǎng)定向的轉(zhuǎn)差頻率控制[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2003年01期

2 汪倩;陳德桂;李興文;游一民;孫志強(qiáng);;一種分析多連桿永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的方法[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2006年07期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉志嶺;永磁真空斷路器同步關(guān)合仿真及智能控制器的研制[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：999920