断路器数字化测试恒流源装置及其控制算法
发布时间：2021-02-17 18:33
断路器在工业、农业和日常生活等领域应用得比较广,是配电系统中大量使用的重要电气产品。低压断路器的保护特性包括过流保护特性和过载保护特性,即断路器的脱扣动作时间与过流以及过载脱扣动作电流的关系特性。对于断路器保护特性测试,需要提供精确、稳定、高效的测试电流,保证测试结果可靠性。恒流源装置提供连续可调且精确稳定的大电流,从而对断路器进行保护特性测试。现有恒流源测试装置在测试断路器保护特性时,输出测试电流会受到负载阻抗变化以及外界干扰的影响。针对这一情况,论文设计了阻抗在线识别及前馈补偿结合PID复合控制算法。采用阻抗识别算法读取两段时间的负载电压和电流信号,列出两组关于负载阻抗的一阶微分方程,联立方程组得到负载电阻及电感,可以实时读取负载阻抗变化,用于前馈补偿控制,提高输出电流精度。同时采用PID控制技术克服外界干扰,跟踪参考电流,使输出电流更加稳定。并且采用阻抗在线识别进行前馈补偿,减少PID控制技术的跟踪时间,达到检验效率高效的目标。首先,对恒流源装置控制算法进行分析,搭建恒流源Simulink仿真环境,在不同算法下,测试分析输出电流。在实际设计中,探究恒流源装置电路结构与组成,包括整...
【文章来源】：温州大学浙江省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
恒流源装置的工作原理
阻抗变化以及电网电压波动时，该装置能够快速自调整以使输出控制输出电流大小，断路器保护特性的检测效率和精度得到提高。控制技术分析 控制基本原理的应用和更新反映了脉冲宽度调制的重要性，加速了电子变换器技术的应用领域涉及开关电源，斩波电路和电流变换器。自从 2弦 PWM 技术以来，经过几代人的多年研究，正弦逆变技术已经越来到民用，商业，军事和科学研究。随着电力电子技术的快速发展，提出了更高的要求。路的控制中，脉冲宽度调制(PWM)起着重要作用，主要是利用微宽度调制信号[38]。脉宽调制输出一系列幅值相等的脉冲信号，是来实现，用这些幅值相等的脉冲信号替换正弦波或所要求的波形。原理：形状不同但冲量相等的脉冲作用于惯性系统具有基本相同的脉冲宽度调制基于该理论。
方法仅适用于同步调制。(5) 梯形波与三角波比较法上述各种方法没有考虑直流电压利用问题，以使输出波形尽可能接近正弦波。例如SPWM 法的直流电压利用率仅为 86.6%。因此，提出了一种提高直流电压利用率的新方法：梯形波与三角波比较法。该方法的调制信号使用梯形波，载波使用三角波，两个波形的幅度相等。通过在调制信号和载波信号的交叉点处，接通和断开开关装置来实现PWM。由于梯形波调制波的幅度和三角形载波的幅度相等，调制信号中包含的基波分量的幅度超过三角波的幅度，从而提高了直流电压利用效率。然而，由于梯形波本身具有低次谐波，因此输出波形中存在五次和七次低次谐波。2.2.3 SPWM 逆变电路调制方法所需的波形作为调制信号并经过载波信号，得到相应的 PWM 波，大多载波信号采用等腰三角波或者锯齿波。任何逐渐变化的调制信号波和载波信号的切换点，以实现开关设备的开启和关闭控制，产生的脉冲的宽度与信号幅度的脉冲成比例，从而产生理想的 PWM。当正弦波用作调制信号时，得到的输出波形是 SPWM 波；其他所需波形作为调制信号，也可以获得相应的等效 PWM 波。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SPWM调制的交流恒流源系统设计[J]. 赵琛,张益,裴方晟,陶泽勇. 电子设计工程. 2018(11)
[2]断路器的性能综述[J]. 吴佳阔,高阳,高广政,钟宏宇,赵家志,赵俊. 山东工业技术. 2017(19)
[3]浅谈低压配电设计中断路器灵敏度校验[J]. 任飞宇. 浙江建筑. 2017(04)
[4]智能断路器在线监测系统研究[J]. 李毅,蒋浩,龚付高,夏珩轶,种俊龙. 高压电器. 2017(10)
[5]超高稳定度大直流恒流源的设计[J]. 占清,朱自科,陈勇,张自长,曾舒帆,李亚娟. 电子器件. 2017(03)
[6]具有剩余电流保护功能断路器测试台[J]. 王文广,吴健,邱书明,畅振堂,程少炜. 电气传动. 2016(11)
[7]220kV SF6断路器事故原因分析及处理方法[J]. 周壹锋. 中国高新技术企业. 2016(21)
[8]低压断路器大电流检测试验设备研究[J]. 张昊,谢秋慧,蔡春皓,傅培刚,赵勇,朱明磊,居洪泉,吴非,郑轮. 机电工程. 2016(04)
[9]断路器过电流保护脱扣器的设计研究[J]. 顾惠民. 电器与能效管理技术. 2016(02)
[10]高可靠性永磁机构真空断路器研究[J]. 冯英,辛超,叶祖标,王承玉,武建文,胡兆明. 高压电器. 2015(12)
本文编号：3038373
【文章来源】：温州大学浙江省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
恒流源装置的工作原理
阻抗变化以及电网电压波动时，该装置能够快速自调整以使输出控制输出电流大小，断路器保护特性的检测效率和精度得到提高。控制技术分析 控制基本原理的应用和更新反映了脉冲宽度调制的重要性，加速了电子变换器技术的应用领域涉及开关电源，斩波电路和电流变换器。自从 2弦 PWM 技术以来，经过几代人的多年研究，正弦逆变技术已经越来到民用，商业，军事和科学研究。随着电力电子技术的快速发展，提出了更高的要求。路的控制中，脉冲宽度调制(PWM)起着重要作用，主要是利用微宽度调制信号[38]。脉宽调制输出一系列幅值相等的脉冲信号，是来实现，用这些幅值相等的脉冲信号替换正弦波或所要求的波形。原理：形状不同但冲量相等的脉冲作用于惯性系统具有基本相同的脉冲宽度调制基于该理论。
方法仅适用于同步调制。(5) 梯形波与三角波比较法上述各种方法没有考虑直流电压利用问题，以使输出波形尽可能接近正弦波。例如SPWM 法的直流电压利用率仅为 86.6%。因此，提出了一种提高直流电压利用率的新方法：梯形波与三角波比较法。该方法的调制信号使用梯形波，载波使用三角波，两个波形的幅度相等。通过在调制信号和载波信号的交叉点处，接通和断开开关装置来实现PWM。由于梯形波调制波的幅度和三角形载波的幅度相等，调制信号中包含的基波分量的幅度超过三角波的幅度，从而提高了直流电压利用效率。然而，由于梯形波本身具有低次谐波，因此输出波形中存在五次和七次低次谐波。2.2.3 SPWM 逆变电路调制方法所需的波形作为调制信号并经过载波信号，得到相应的 PWM 波，大多载波信号采用等腰三角波或者锯齿波。任何逐渐变化的调制信号波和载波信号的切换点，以实现开关设备的开启和关闭控制，产生的脉冲的宽度与信号幅度的脉冲成比例，从而产生理想的 PWM。当正弦波用作调制信号时，得到的输出波形是 SPWM 波；其他所需波形作为调制信号，也可以获得相应的等效 PWM 波。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SPWM调制的交流恒流源系统设计[J]. 赵琛,张益,裴方晟,陶泽勇. 电子设计工程. 2018(11)
[2]断路器的性能综述[J]. 吴佳阔,高阳,高广政,钟宏宇,赵家志,赵俊. 山东工业技术. 2017(19)
[3]浅谈低压配电设计中断路器灵敏度校验[J]. 任飞宇. 浙江建筑. 2017(04)
[4]智能断路器在线监测系统研究[J]. 李毅,蒋浩,龚付高,夏珩轶,种俊龙. 高压电器. 2017(10)
[5]超高稳定度大直流恒流源的设计[J]. 占清,朱自科,陈勇,张自长,曾舒帆,李亚娟. 电子器件. 2017(03)
[6]具有剩余电流保护功能断路器测试台[J]. 王文广,吴健,邱书明,畅振堂,程少炜. 电气传动. 2016(11)
[7]220kV SF6断路器事故原因分析及处理方法[J]. 周壹锋. 中国高新技术企业. 2016(21)
[8]低压断路器大电流检测试验设备研究[J]. 张昊,谢秋慧,蔡春皓,傅培刚,赵勇,朱明磊,居洪泉,吴非,郑轮. 机电工程. 2016(04)
[9]断路器过电流保护脱扣器的设计研究[J]. 顾惠民. 电器与能效管理技术. 2016(02)
[10]高可靠性永磁机构真空断路器研究[J]. 冯英,辛超,叶祖标,王承玉,武建文,胡兆明. 高压电器. 2015(12)
本文编号：3038373
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3038373.html
