本文選題：隔離開關(guān)　切入點(diǎn)：無刷直流電機(jī)　出處：《煤炭科學(xué)研究總院》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：目前,國(guó)內(nèi)隔離開關(guān)分?jǐn)嘣囼?yàn)時(shí)采用人工驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),人工驅(qū)動(dòng)存在受人為經(jīng)驗(yàn)影響、穩(wěn)定性差、危險(xiǎn)性高等問題,氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜、能量利用率低、可控性差等弊端。針對(duì)現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)方式的缺陷,提出一種由電機(jī)驅(qū)動(dòng)隔離開關(guān)分?jǐn)嘣囼?yàn)的機(jī)構(gòu),并對(duì)電機(jī)機(jī)構(gòu)展開了深入的研究。通過研究隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、分?jǐn)嘣囼?yàn)過程,分析不同類型電機(jī)的響應(yīng)特性和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,確定無刷直流電機(jī)作為煤礦隔離開關(guān)分?jǐn)嘣囼?yàn)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)。研究無刷直流電機(jī)的工作原理,完成了電機(jī)的組成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并確定技術(shù)參數(shù),建立電機(jī)電磁模型,進(jìn)行有限元仿真分析,并對(duì)電機(jī)的可控性進(jìn)行論證。對(duì)無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)建模和仿真,設(shè)計(jì)了自整定模糊PI模塊、參考電流模塊、電流滯環(huán)比較模塊和直流電源逆變模塊等,并通過MATLAB軟件simulink仿真集成環(huán)境對(duì)其進(jìn)行了仿真分析。結(jié)果證明自整定模糊PI控制策略適合于無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng),與常規(guī)PI控制策略相比具有響應(yīng)特性強(qiáng)、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)煤礦隔離開關(guān)分?jǐn)嘣囼?yàn)用電機(jī)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)。分析電機(jī)機(jī)構(gòu)瞬態(tài)操作的動(dòng)作特征,利用DSP強(qiáng)大的控制功能對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),分別設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)和各個(gè)分支部分,主要包括橋式逆變電路、IGBT驅(qū)動(dòng)電路及信號(hào)采集電路等,并編譯相應(yīng)軟件程序。最后,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備搭建試驗(yàn)平臺(tái),根據(jù)煤礦行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT 111—2011中關(guān)于隔離開關(guān)分?jǐn)嘣囼?yàn)的要求,并對(duì)80、200A礦用隔爆型真空電磁起動(dòng)器中隔離開關(guān)進(jìn)行分?jǐn)嘣囼?yàn)。驗(yàn)證了煤礦隔離開關(guān)分?jǐn)嘣囼?yàn)無刷直流電機(jī)機(jī)構(gòu)的可行性和可靠性,對(duì)隔離開關(guān)分?jǐn)嘣囼?yàn)及開關(guān)同步關(guān)合技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義。
[Abstract]:At present, the artificial drive mechanism or pneumatic drive mechanism is used in the test of disconnecting switch in our country. The artificial drive is affected by human experience, the stability is poor, the danger is high, the pneumatic drive structure is too complex, and the energy utilization ratio is low. Aiming at the defects of the current drive mode, a mechanism of breaking test by motor drive isolator switch is put forward, and the motor mechanism is studied deeply. By studying the structural characteristics of the isolating switch, the process of breaking test is discussed. Based on the analysis of the response characteristics and starting torque of different types of motors, the brushless DC motor is determined as the driving motor for breaking test of coal mine isolation switch. The working principle of brushless DC motor is studied. The structure of the motor is designed and the technical parameters are determined, the electromagnetic model of the motor is established, the finite element simulation analysis is carried out, the controllability of the motor is demonstrated, and the control system of the brushless DC motor is modeled and simulated. The self-tuning fuzzy Pi module, the reference current module, the current hysteresis comparison module and the DC power inverter module are designed. The simulation results show that the self-tuning fuzzy Pi control strategy is suitable for brushless DC motor control system and has strong response characteristics compared with conventional Pi control strategy. Design the motor mechanism control system for the break test of the coal mine isolator switch, analyze the action characteristics of the transient operation of the motor mechanism, use the powerful control function of DSP to design the whole structure of the control system, and design the whole structure of the control system by using the powerful control function of DSP. The whole structure and each branch of the control system are designed respectively, including the bridge inverter circuit, IGBT driving circuit and signal acquisition circuit, and the corresponding software program is compiled. Finally, the test platform is built with the existing equipment in the laboratory. According to the requirements of the coal industry standard MT 111-2011 on the break off test of the disconnector, The break-down test of the disconnector in the explosion-proof vacuum electromagnetic starter used in 80Y200A mine has been carried out, and the feasibility and reliability of the brushless DC motor mechanism in the breakup test of the coal mine isolator have been verified. It is of great significance to the development of isolating switch breaking test and switch synchronous closing technology.
【學(xué)位授予單位】：煤炭科學(xué)研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD684

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本文編號(hào)：1561295