基于PIC单片机真空断路器永磁操作机构控制系统设计

为提高电器设备的可靠性,保证电网安全运行,提出真空断路器操作机构控制系统的设计方案。基于PIC单片机设计控制系统硬件电路和软件程序,包括IGBT驱动电路和RS485通讯电路,并对IGBT动作过电压缓冲技术和通讯抗干扰技术进行研究。控制系统能够控制永磁机构驱动动触头运动,满足真空断路器的操作要求。     

智能高压隔离开关新型电动机机构

基于现有高压隔离开关操动机构存在的局限性并满足智能电网发展的需要,本文提出了智能高压隔离开关新型电动机机构。采用永磁电动机直接驱动隔离开关动触头实现分合闸操作,通过高性能伺服控制系统,实现高压隔离开关动触头运动过程的可控性,从而使机构的出力特性与负载反力特性达到     

采用模糊控制和脉冲宽度调制技术的同步真空开关位置伺服控制器设计

为保证真空开关动作时间长期稳定性,针对同步真空开关性能受开关动作时间分散性的影响,采用了位置伺服控制使真空开关动触头实现预定的最佳参考轨迹运动。在分析控制电压、环境温度、闲置时间等因素对永磁机构真空开关运动及操作时间影响的基础上,给出了同步真空开关位置伺服控制原理;设计了基于模糊控制和脉冲宽度调制(PWM)技术的同步真空开关位置伺服控制器,并对35kV同步真空开关进行了伺服控制性能测试。测试结果表明,真空开关动触头能很好地跟踪参考轨迹运动,开关合分闸时间分散性在±0.2ms范围内,满足IEC62271-302标准对开关操作时间一致性的要求。     

高压断路器电动机驱动操动机构的研究

为提高高压断路器的工作特性,研究了一种运用三相永磁同步电动机(PMSM)直接驱动断路器的新型操动机构。运用MATLAB/Simulink建立了控制系统的仿真模型,基于TMS320LF2407A硬件平台设计和实现了一个断路器的控制系统。仿真计算和试验测量表明,PMSM驱动的操动机构可根据预先设定的操作特性曲线实现对断路器的操作。研究说明用电动机来驱动高压断路器操动机构的方法可行,能满足高压断路器操作的要求。     

基于虚拟样机技术的永磁机构真空开关运动特性研究

采用虚拟样机技术建立了一种单稳态永磁操作机构真空开关ADAMS仿真模型,结合M atlab实现了多场耦合仿真,完整真实地再现了永磁机构真空开关的合、分闸动作过程,获得动铁心及动触头的运动曲线。通过对永磁操动机构参数优化,减小了触头弹跳,获得了预期的分、合闸特性参数。     

新型126 kV电机直驱高压真空断路器伺服控制系统研究

高压断路器的稳定工作是电力系统正常运行的关键,为了优化其分合闸控制的性能,研究了一种由永磁同步电机(PMSM)驱动的高压真空断路器操动机构及由DSP作为主控模块的伺服控制系统。构建了一台由126 kV真空断路器、永磁同步电机、DSP及外围控制系统组成的实验装置进行实验。针对与电机转矩惯量比相关的定子尺寸与永磁体厚度进行了优化分析,并设计了与真空断路器性能匹配的控制系统程序流程。通过采用最大转矩电流比控制策略控制电机,可以实现真空断路器按预设的参考曲线进行分合闸操作。实验结果表明,基于DSP控制的电机直驱高压真空断路器分合闸特性满足技术要求,稳定性好。     

真空开关高动作稳定性的永磁操动机构控制系统

基于永磁操动机构的真空开关被广泛应用在电力系统中,以确保真空开关在不同环境下操动的精度和动作时间稳定,可以有效提高电力系统的稳定性.该文首先对10kV真空开关操动机构的分合闸动态特性进行分析计算,并建立仿真实验模型;利用径向基函数(RBF)神经网络与模糊PID自适应控制相结合的技术设计算法控制器,对机构的线圈电流与位移特性进行实时检测控制;通过仿真实验证明了该控制器在提高机构动作稳定性上的可行性.搭建实验测试平台,进行合闸对比实验,未加入算法控制器时,操动机构总体合闸时间在22.7～31.8ms;加入算法控制器后,合闸时间稳定在25.5～26.1ms.同时该算法控制器将机构合闸时间分散性由原来的±1.5ms降低为±0.3ms左右,不同环境温度下分散性依然可以保持在±0.3ms左右,证明加入该控制系统后,提高了动作时间的稳定性和有效性.     

永磁机构真空断路器二次控制系统的应用研究

介绍了一种以微处理器为控制核心,基于IGBT驱动的永磁机构真空断路器二次控制系统。整个系统结构包括直流电源模块、IGBT驱动模块、输入信号采集模块及微处理器模块。另外针对目前永磁机构真空断路器二次控制系统存在的一些问题,设计了防跳回路、电容电压监测电路、线圈连续性监测电路,用以完善永磁机构真空断路器的二次控制系统功能,提升永磁机构真空断路器的综合性能。     

高压断路器电机驱动操动机构控制方法

为了提高高压断路器的工作特性,研究了一种永磁同步电机(PMSM)驱动的高压断路器操动机构及其控制方法。搭建了一台126k V高压断路器电机驱动操动机构样机。根据断路器分合闸的技术要求设计了分合闸运动曲线,通过永磁同步电机位置伺服控制,可以控制断路器按照预先给定的运动曲线进行分合闸操作。实验结果证明,通过电机驱动操动机构控制的断路器的分合闸操作满足技术要求,并且运动特性稳定,一致性好。     

10 kV真空断路器永磁机构驱动电路设计

为提高断路器可靠性和智能化水平,减少操作机构故障率,设计基于EXB 841的10 kV真空断路器永磁机构IGBT驱动电路。在分析智能化电网和高压断路器各部件故障类的基础上,对比弹簧机构反力特性、永磁机构反力特性与真空灭弧室反力特性,分析永磁机构电压平衡方程和运动方程,设计10 kV真空断路器永磁机构IGBT驱动电路,并测试驱动效果。试验结果表明:驱动电路设计合理,能够可靠驱动IGBT导通和关断。     

电压矢量定向的PMSM转子初始位置测量方法及应用

永磁同步电动机控制系统采用矢量控制时需要精确的转子位置信号以实现磁场定向控制。从永磁同步电动机的数学模型出发,提出了一种新型的基于电压矢量定向的转子位置测量方法,可以实现安装绝对值编码器的永磁同步电动机的转子初始位置补偿角的计算。在永磁同步电动机驱动控制系统中对该方法进行了实验验证和应用。实验结果表明,使用该方法的永磁同步电动机转子初始位置测量算法简便,无需电流传感器工作,初始定位不存在抖动,系统编程容易实现。     

基于环路统一设计的永磁同步电动机四象限矢量控制系统

永磁同步电动机(PMSM)控制系统直流侧大多由不控整流提供,不能实现电机的四象限运行,且不控整流会对电网造成污染.将PWM整流器应用到永磁同步电动机控制系统中.PWM整流器采用基于电网电压前馈的矢量控制,永磁同步电动机控制系统采用基于转子磁场定向的矢量控制,构成了永磁同步电动机四象限矢量控制系统.分析了PWM整流器和永磁同步电动机的数学模型,总结其相似性,并以此为基础对环路进行设计.最后将该控制方法应用于系统中,实现了电机的四象限运行.     

基于微处理器和IGBT模块的单稳态永磁机构控制器设计

介绍了一种以MSP430F149单片机为核心,基于绝缘栅双极晶体管（IGBT）的单稳态永磁机构控制系统。设计了硬件电路及主控软件,提出了保证IGBT驱动电路可靠工作的实现方法,该控制器采用RS一485通信实现了与上位监控系统的数据交互,实现了永磁机构真空断路器的智能控制。     

隐极式PMSM无电流传感器调速控制系统研究

隐极式永磁同步电机采用正弦波电流控制方案实现速度闭环控制时,一般采用直轴电流指令等于零的控制方法,通过控制交轴电流来实现对转矩和转速的控制,因此需要电流测量传感器,调理电路以及AD转换器,增加了驱动控制系统的硬件成本。该文从隐极式永磁同步电机的数学模型出发,提出了直轴电压指令值等于零的新型控制策略,该控制策略可以实现隐极式永磁同步电机的速度环无电流传感器矢量控制,并在基于TMS320F2808 DSP的电机驱动控制系统中得到了实验验证和应用。使用结果表明,应用该控制策略的隐极式永磁同步电机速度环控制具有运行平稳,电流噪声小,系统实现成本低等优点。     

基于电磁斥力—永磁保持式机构的快速真空开关分闸运动特性分析北大核心CSCD

针对直流电网对快速真空开关分闸要求高的问题,提出了一种基于电磁斥力—永磁保持式机构的快速真空开关。利用有限元方法对永磁保持机构保持力和电磁斥力—永磁保持式机构分闸动作过程多物理场进行仿真分析,得出了永磁体厚度和静铁心内部厚度对永磁保持机构保持力的影响,掌握了变化量对机构分闸动作过程的影响。通过对基于电磁斥力—永磁保持式机构的快速真空开关样机的分闸特性测试,与仿真结果具有高度一致性,证明其正确性,对后续此类机构的优化设计具有指导意义。     

永磁真空开关在低压无功补偿装置中的应用

“十二五”规划以来,为了改善内蒙古地区城市低压电网无功功率补偿不足等问题,提出了一种新型永磁真空开关控制的低压无功补偿装置,该装置由微控制器、投切电容器用永磁真空开关、熔断器、电容器等部件组成.通过DSP控制器从电网采集三相电压、电流等数据,并通过DSP控制器调节配电网各项参数.应用结果表明,该装置能有效调节内蒙古低压电网无功功率补偿不足,改善电能质量,降低能耗等问题,具有较好的实用意义.     

基于双信号检测及跟踪的真空断路器永磁机构控制方法研究

为了提高真空断路器永磁机构同步操作能力,有效抑制电力系统暂态过程。在断路器操作过程中,对多传感器输出信号进行检测,并采用双闭环PID控制方法对永磁机构进行控制,实现对目标参考触头行程、激磁线圈电流曲线的跟踪。以12 kV真空断路器单稳态永磁机构为控制对象,研制了以数字信号处理器(DSP)为核心的操作控制系统。结果表明控制系统采用上述控制方法,能够有效控制永磁机构触头行程与线圈电流,使触头运动特性处于受控状态,提高了控制系统的鲁棒性及控制精度,实现断路器关合时间误差在±0.3 ms以内,为同步关合的实际操作奠定基础。     

基于分数阶PID控制的永磁直驱电机仿真研究

研究了将一种基于分数阶PID控制的新型控制器引入到永磁直驱同步电机控制当中,取代基于传统工程设计的PI调节器,改善电机的调速性能。在dq同步旋转坐标系下建立了永磁同步发电机组数学模型,通过PWM控制技术得到发电机侧变流器所需的驱动信号,实现功率的传输,运用Matlab/Simulink工具箱对PMSM系统进行仿真。结果表明,验证了所提控制方法的正确性,相对传统PI调节器,分数阶PID控制器的控制系统动态性能优良,鲁棒性好。     

一种优化的永磁同步电动机直接转矩控制开关表

分析了零电压矢量在永磁同步电机在直接转矩控制系统中的作用,零电压矢量减小定子磁链幅值和转矩。基于开关次数最小提出了一种选择零电压矢量的策略,给出了一种新型含零电压矢量开关表。仿真结果表明,在新型开关表控制下永磁同步电机直接转矩控制系统能正常驱动。相比于传统开关表,使用新型开关表永磁同步电机直接转矩控制系统的开关次数降低了近56%,进而显著降低了开关损耗。     

永磁同步电动机无位置传感器数字控制系统的设计

为了克服机械式位置传感器的诸多弊病,以无位置传感器永磁同步电动机在变频空调中的应用为背景,设计出一款无位嚣传感器基于滑模观测器的PMSM数字驱动控制系统,实现了永磁同步电动机在无位置传感器的情况下磁场定向控制驱动控制系统。