高压断路器有限转角永磁电机操动机构两种定子结构

为了提高高压断路器操作性能,研究了一种高压断路器新型操动机构——有限转角永磁电机操动机构。针对高压断路器的机械要求,对有限转角永磁电机的定、转子结构和主要参数(电负荷、磁负荷、极对数、气隙及极弧系数等)进行了设计。电机的设计过程中提出了两种定子结构,本文采用有限元方法对两种定子结构的电机进行了有限元分析和动态特性仿真,一方面验证电机设计的合理性,另一方面得到了电机在分合闸过程中主要参数的特性曲线(电磁转矩、电流、转速和转角等)。通过对有限元仿真结果的分析,两种定子结构电机具有各自不同的特点,都能够提供较高的满足分/合闸速度要求的机械特性。与断路器的联机实验测得了合闸过程中动触头的行程曲线,验证了电机机构能够满足断路器的合闸操作要求,这为高压断路器采用电机操动机构提供依据。     

高压断路器新型电机操动机构的动态特性

研究一种高压断路器新型电机操动机构,设计分析永磁直线直流电机及其运动特性。根据40.5kV真空断路器机械特性的要求,设计了一台配有制动保持装置的电机操动机构。利用有限元方法建立电机操动机构的仿真模型,对永磁直线直流电机的基本特性和起动过程进行动态特性仿真,得到了电机运行时的电磁推力、电流、速度等曲线,并进行了分析。结果表明,电机操动机构能够提供足够的合分闸速度,满足真空断路器开断和关合的要求。     

高压断路器新型电机操动机构的动态特性分析

研究了两种高压断路器新型电机操动机构,设计分析了两种电机操动机构及其运动特性.根据40.5 kV户内真空断路器的操作特性要求,研究了永磁直线直流电机和有限转角永磁无刷直流电机操动机构.对两种电机的结构和特性参数进行的初步的设计,同时利用有限元方法对两种电机的基本特性和起动过程进行了动态特性仿真,得到了电机运行时的电磁推力、电流、速度等曲线.通过有限元的仿真结果的分析,一方面调整了电机设计参数,最终得到符合操作特性要求的电机操动机构;另一方面表明两种电机操动机构在起动性能、运行方式及机构的复杂性、控制方面等方面特点,为高压断路器采用电机操动机构提供了可靠的依据.     

高压断路器直线电机操动机构的动态特性分析

研究了一种高压断路器直线电机操动机构,设计分析了永磁直线直流电机及其运动特性。基于40.5 kV真空断路器机械特性的要求,设计了一台配有制动保持装置的永磁直线直流电机操动机构,利用有限元方法建立了电机的仿真模型,对永磁直线直流电机的基本特性和起动过程进行了特性仿真,得到了电机运行时的电磁推力、电流、速度等曲线并进行了分析,得出了电机操动机构能够提供的机械特性,为真空断路器采用直线电机操动机构提供了依据。     

126kV真空断路器永磁摆角电机操动机构的设计与动态特性分析

为提高断路器的可靠性并结合高压开关设备的智能化发展方向,针对126 kV真空断路器设计了一种新型永磁摆角电机驱动操动机构。根据126 kV真空灭弧室的性能要求对该操动机构进行了运动学分析,提出驱动电机的设计参数,采用场-路-运动耦合法对驱动电机的动态性能进行了有限元分析,在此基础上建立了断路器的虚拟样机模型并对其动力学特性进行仿真研究。基于仿真结果制成了永磁摆角电机操动机构样机并与真空断路器进行了联机分合阐操作试验。试验结果表明,永磁摆角电机操动机构能可靠实现126 kV真空断路器的分合闸操作并能满足断路器灭弧室的速度特性要求,验证了操动机构设计的合理性。此外,仿真计算与试验结果基本吻合,验证了仿真分析的正确性。     

智能化构架下的电机操动机构驱动电机设计

以高压开关智能化构架为背景,基于126 kV真空断路器反力特性和操作速度要求确定驱动电机的设计目标,针对断路器驱动电机特殊的工况对智能化电器驱动电机的结构设计和电磁设计方案进行论述.建立驱动电机的有限元仿真模型并搭建126 kV真空断路器电机操动机构驱动电机的试验平台,结果表明电机可以满足设计要求和断路器分合闸的性能要...     

12 kV真空断路器永磁直线电机操动机构特性分析

为解决12 kV真空断路器(Vacuum Circuit Breaker, VCB)传统操动机构和旋转电机操动机构结构复杂、可靠性低、动作分散性大以及有槽直线电机操动机构定位力引起推力脉动、振动、噪声及速度控制退化等而导致其难以精确分、合闸的问题,提出无槽圆筒形永磁直线同步电机操动机构。根据12 kV真空断路器分、合闸特性要求,对无槽圆筒形永磁直线同步电机(Slotless Tubular Permanent Magnet Linear Synchronous Motor, STPMLSM)的结构和参数进行设计,推导出其数学模型。利用有限元法对该电机操动机构的静、动态特性进行仿真分析,得到启动过程中电磁推力与时间的关系,分合闸过程中断路器动触头行程与时间、速度与时间的关系。结果表明:所设计的电机操动机构结构参数能够满足断路器分合闸特性要求,且推力波动得到有效抑制,为各电压等级断路器采用此类电机操动机构提供可靠依据。     

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。     

高压断路器操动机构驱动电机及其控制技术研究

高压断路器操动机构用电机驱动提高了断路器运行的可靠性与可控性,因此设计了一套适用于126 kV真空断路器的电机操动机构。基于操动机构动力学分析结果确定驱动电机转矩、转速要求,提出一种有限转角永磁无刷电机设计方案,研制样机进行联机试验完成动作要求检验。在此基础上,设计分段转矩控制策略,结合驱动电机输出转矩需求将操动机构的运动过程分为4个阶段,从降低触头碰撞、避免预击穿现象发生、提高断路器工作可靠性角度对各阶段电机输出转矩进行动态调节。结果表明：所研制的驱动电机配合分段转矩控制策略,在保证灭弧室对操动机构动作时间、动作速度要求的前提下,实现了操动机构的运动过程优化和工作可靠性提高,促进了断路器智能化操作进程。     

基于DSP高压断路器电机机构智能监测系统研究

设计了一种高压断路器电机机构智能监测系统。详细阐述了基于DSP下位机数据采集系统软、硬件结构的设计、CAN总线通信网络的构建以及上位机监控软件的实现。该智能监测系统通过检测电机操动机构及断路器等电气、机械参数、电网的实时数据,完成运算、数据存储等功能。同时驱动断路器动作来跟踪理想速度特性曲线,并将上述数据适时上传后,通过上位机进行监测,实现对断路器、电机机构的机械性能,电网的实时参数和二次回路完好性进行全面监测。结合40.5 kV户内真空断路器及电机操动机构进行了空载试验,结果表明系统硬件电路简单、实时性好,功能完善,上位机监测界面友好,信息量大,完全满足断路器监测系统的要求,为断路器的智能化操作奠定了坚实的基础。     

ZN72-40.5/D型真空断路器

通常,真空断路器的负载特性与永磁操动机构出力特性具有完美的匹配。笔者介绍了配用永磁机构的ZN72-40.5/D型真空断路器,其性能优越,可靠性高,具有良好的应用前景。     

基于游梁式抽油机负载特性的算法实现与断相保护电路

根据油田游梁式抽油机的负载特性,基于反时限滞后算法设计了抽油机节能控制器,利用该控制器可以调节电动机的工作特性,随负载的变化而变化,使工作特性与负载特性相匹配,达到最佳节能目的。同时,在电机控制电路中,采用一个中间继电器和两个高分断空气自动开关构成了断相保护电路,使节能电机运行更加可靠     

真空断路器弹簧操动机构中凸轮机构的优化设计

对与真空断路器相配的弹簧操动机构而言,其输出力特性和开关负载特性的合理匹配取决于凸轮机构的合理设计。按全程输出力大于阻力的原则,采用分段多项式方法确定了凸轮轮廓线。凸轮机构的理论计算与试验结果比较吻合,表明该方法能够有效地实现凸轮机构的优化设计,在满足操动机构运动特性的前提下,可降低弹簧刚度和输出力。     

35kV真空断路器永磁操动机构的研制

文章给出了真空断路器永磁操动机构的磁场计算方法，分析了永磁机构中的磁场分布和铁心受力。在计算的基础上研制了35kV真空断路器永磁操动机构样机并进行了实验。该永磁机构采用了圆柱形双稳态永磁机构，并通过对线圈和弹簧的设计与调试得到了满意的断路器分合闸性能。     

变负载无线充电系统的恒流充电技术

基于磁耦合共振原理,设计了一套采用平板磁心结构的变负载恒流充电无线电能传输系统。利用等效电路模型分析影响传输功率、系统效率和充电电流的主要因素。根据超级电容恒流充电过程中等效负载电阻动态变化规律,采用不同阻值的功率电阻模拟其充电特性。首先,分析二次侧Buck变换器对充电电流的调节作用,得到占空比与充电电流的关系,采用PI控制算法实现变负载的恒流充电;其次,通过理论分析和仿真实现磁耦合机构参数优化设计;最后,搭建系统实验平台对系统设计方法进行验证。在传输距离为15cm且负载电阻为0.5~5?时,实现29A的恒流充电。当负载电阻为3.2?时,系统效率和传输功率分别为87.7%和2.58k W。     

27.5 kV永磁机构真空断路器动作特性仿真与试验研究

针对27.5kV永磁机构真空断路器并根据其动作特点,进行了基于Ansoft和Matlab软件的静态、动态特性仿真。首先,建立有限元模型,利用Ansoft软件包对永磁机构的静态特性进行仿真。其次,根据耦合电压平衡方程和达朗贝尔机械运动特征方程,在静态仿真基础上采用Matlab构建永磁机构断路器的运动模型,对永磁机构动铁心、断路器动触头运动特性进行了仿真分析。最后,对设计的样机进行了动态测试,测试结果表明仿真的正确性。     

游梁式抽油机用节能电机性能的计算模型

针对油田工况,为了通过优化方法设计出高起动转矩的游梁式抽油机用节能电机,在考虑磁饱和的影响及磁路和电路耦合的同时,采用二维有限元方法,建立了节能电机的数学模型;计算分析了节能电机的起动转矩、起动电流以及在不同负载下的功率因数、转矩、电流以及效率。实测结果证明该节能电机不仅具有体积小,重量轻,耗材少等优点,而且在低负荷下,运行效率及功率因数高且节能明显,符合油田实际要求,计算结果与实测值进行比较,误差满足工程要求,从而在理论上证明了节能电机设计方案的合理性。     

一种新型真空断路器控制电路的设计与分析

提出了永磁操动机构真空断路器的一种新型控制电路。就其工作机理和动作模式进行分析，并且通过计算机仿真和物理实验的对比，验证了分析的正确性。这种控制电路应用于自行研制的双稳态单线圈结构的永磁机构上。     

基于动态电位判断的负载状态在线检测技术研究

研究了基于动态电位判断的负载状态在线检测技术,设计了可识别直流固态功率控制器带载状态的在线检测电路。通过实时动态的判断采样电阻两端的电位差和负载公共端电位的方法来检测电路的带载状态,解决了传统的负载状态检测电路只有在负载回路工作时才能检测电路带载状态的不足。经过电路分析与实验,表明无论功率开关是处于开通还是关断状态,该负载状态在线检测电路均可以在不超过10μs的时间内准确地检测出负载的连接状态。     

Electrical load detection for SSPC regardless of power source switching status

The existing solid state power controller (SSPC) can output several statuses of loads and power sources, but the output statuses are not enough to detect load connection status, especially when the power source is switched off. In this paper, a detection circuit is designed in SSPC to judge the load connection status effectively, regardless of whether the power source is switch on or off. The circuit is constructed by three modules of which mechanism and logic state truth table are presented. Moreover, the delay characteristic of resistor–capacitor (RC) circuit is analyzed and formulated by a theoretical way. Experiment results show that the presented method can detect the load status accurately whether the electric power source system is powered on or off, which is more effective than existing SSPC. Additionally, it is verified that the theoretically calculated voltage in RC delay circuit is much closer to the actual measured voltage than the conventional approach.