高压真空断路器电机直驱操动机构控制策略研究

发布时间：2021-05-14 09:33

　　高压断路器是输配电系统中重要的开关设备,操动机构是其实现分合闸操作的核心机械装置。其中,高压断路器电机直驱操动机构,结构简单,响应速度快,结合现代电机控制理论,能够实现电机位置和速度的精确控制。现阶段,高压断路器电机直驱操动机构主要是与SF₆高压断路器相结合,但存在诸多缺点,相比之下,真空断路器能够避免这些问题,并且随着真空泡加工工艺的提升,可切断电压等级也在不断提升。因此,将高压真空断路器和电机直驱操动机构相结合,更加适应当今时代的发展理念,并能够提升国家自主科研能力。本论文针对高压真空断路器电机直驱操动机构控制策略进行研究。首先,为实现更加优良的直驱电机伺服控制性能,从永磁同步电机结构方面入手,详细分析了永磁同步电机的参量矢量化过程,进而引出了相应的电机矢量控制方法。其次,由于仿真分析及电机设计均需要明确负载特性,因此,对真空断路器电机直驱操动机构的结构及工作原理进行介绍,依据运动学及动力学原理,建立操动机构负载特性模型。同时,给出分合闸曲线设计方法。然后,为了实现直驱电机伺服控制系统参数自适应,提升控制性能,对基于波波夫超稳定理论的模型参考自适应多参数辨识方... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 高压断路器概述
        1.2.1 高压断路器结构
        1.2.2 高压断路器分类及应用状况
    1.3 电机操动机构概述
        1.3.1 新型电机操动机构介绍
        1.3.2 电机操动机构主要功能
        1.3.3 国内外研究状况
    1.4 论文主要研究内容
第2章 永磁同步电机的控制原理
    2.1 永磁同步电机简介
    2.2 永磁同步电机矢量模型
        2.2.1 电机参量的矢量化
        2.2.2 PMSM的电压矢量方程
        2.2.3 PMSM的转矩矢量方程
    2.3 永磁同步电机矢量控制方法
    2.4 本章小结
第3章 电机直驱操动机构结构及驱动电机控制策略研究
    3.1 电机直驱操动机构简述
    3.2 电机直驱操动机构结构分析
        3.2.1 运动学方程
        3.2.2 动力学方程
        3.2.3 分合闸运动曲线设定
    3.3 电机直驱操动机构驱动电机矢量控制策略(MTPA)
    3.4 本章小结
第4章 电机直驱操动机构的驱动电机多参数在线辨识
    4.1 基于Popov超稳定理论的MRAS多参数辨识
    4.2 模糊PI控制器
        4.2.1 模糊控制基本原理
        4.2.2 模糊PI控制器设计
    4.3 仿真分析
    4.4 本章小结
第5章 电机直驱操动机构伺服系统设计及实验验证
    5.1 硬件设计
    5.2 软件设计
    5.3 实验验证
        5.3.1 三相联动合闸实验
        5.3.2 三相联动分闸实验
        5.3.3 单相及两相分闸实验
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
个人简历、攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于四线旋转变压器及AD2S1200的叉车线控转向永磁同步电机角度解码研究[J]. 汪剑鸣,袁臣虎,刘瑞,李凯.  电工技术学报. 2015(S2)
[2]智能高压开关设备技术发展[J]. 韩书谟,钟建英,尹军华,蒋晓旭.  智能电网. 2013(01)
[3]高压断路器操作智能化的研究现状[J]. 王晓波,马凤宝,董笑飞.  自动化博览. 2013(07)
[4]基于真空灭弧室和SF6灭弧室串联的混合断路器技术发展与研究现状[J]. 程显,廖敏夫,段雄英,葛国伟,邹积岩.  高压电器. 2012(07)
[5]万能式断路器操作机构运动特性仿真分析[J]. 吴翊,胡正勇,黄蓉蓉,陈胜.  低压电器. 2011(12)
[6]高压断路器有限转角永磁电机操动机构两种定子结构[J]. 李永祥,林莘,徐建源.  电工技术学报. 2010(05)
[7]高压断路器液压操动机构特性分析[J]. 刘伟,徐兵,杨华勇,伍中宇.  机械工程学报. 2010(10)
[8]基于旋转变压器的永磁同步电机转子位置检测电路设计[J]. 袁登科,李晓霞.  电机与控制应用. 2009(09)
[9]断路器的灭弧原理及参数简介[J]. 关汝杰,陈士平.  农村电工. 2009(04)
[10]高压断路器直线伺服电机操动机构及其控制技术[J]. 林莘,王德顺,徐建源.  中国电机工程学报. 2008(27)

博士论文
[1]混合断路器相关理论与实验研究[D]. 程显.大连理工大学 2012
[2]永磁同步电机多参数在线辨识研究[D]. 刘侃.湖南大学 2011

硕士论文
[1]126kV真空断路器电机操动机构的研究[D]. 李昊旻.沈阳工业大学 2014
[2]126kV真空断路器电机操动机构仿真与设计[D]. 张永刚.沈阳工业大学 2013
[3]交流永磁同步电机伺服系统的仿真及实现[D]. 龚云飞.哈尔滨工业大学 2006



本文编号：3185416