高压开关电机操动机构可变负载测试系统的设计

发布时间：2017-08-15 16:28

  本文关键词：高压开关电机操动机构可变负载测试系统的设计

  更多相关文章： 可变负载 电机操动机构 电机性能检测 上位机

【摘要】：为了检测电机操动机构在不同负载特性下的转矩、转速、行程、三相绕组电流等动态特性,提高操动机构的可靠性,满足国家智能化电网规划建设的需要,本文以设计的可变负载为研究对象,仿真分析了可变负载的运动特性,研制了可变负载装置,设计了高压开关电机操动机构性能检测系统。主要研究工作如下：(1)根据驱动电机带不同高压开关在分合闸过程中转角变化范围、负载力矩特性等,设计可变行程及负载反力的电机操动机构测试机械平台。选取机械平台中的运动部分,采用虚拟样机技术建立可变负载的运动及动力学模型。仿真分析机械平台的运动特性、系统中各部件的结构、运动变化规律及部件间的制约关系,给出机械平台在转动过程中负载力矩特性等,确定可变负载机械平台的设计指标,负载转矩可以达到900N-m；负载的行程也可在0-180°内变化,每次调整位置变化最小精度约为10°。(2)研制可变行程及负载反力的电机操动机构机械平台,开展机械平台与驱动电机联机验证实验,将所得到的数据进行分析处理,得到负载反力特性与仿真的结果做比较,验证机械平台运行的可靠性和有效性。根据电机操动机构动作过程的要求,搭建以机械平台为核心的测试系统,选取要采集的电流、电压、转矩、转速参数,采样频率5kHZ,设计选取合适的传感器和外围电路,实现在操作过程中对电机性能的实时检测。(3)通过组态软件开发高压开关电机操动机构性能测试系统上位机程序。上、下位机之间数据通讯通过串口实现,通讯协议为标准的Modbus协议,实现数据在上、下位机可靠传输。根据软件工程和测控系统实际模型提出以被测电机机构对象为核心的程序框架,基于模块化思想,划分测控平台软件系统功能模块,设计简洁、实用的人机交互界面,实现软件系统要能够满足电机机构性能检测任务要求。(4)开展测试系统与电机操动机构联机实验,检测电机操动机构的转速、转矩、行程、电机三相绕组电流等动态特性,又开展了电机饱和特性实验,评估电机饱和特性,电容电压增大到350V时,电机趋于磁饱和,此时,电机输出的最大转矩约为1030N·m。为电机操动机构的设计与研发提供参考。
【关键词】：可变负载 电机操动机构 电机性能检测 上位机
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM306
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 电机操动机构的研究现状10-11
• 1.2.2 电机操动机构性能检测的研究现状11-12
• 1.3 课题研究内容和目标12-13
• 第2章 可变负载的设计与研究13-23
• 2.1 高压开关的运动过程分析13-14
• 2.2 可变负载的设计14-18
• 2.2.1 负载主轴行程的改变14-16
• 2.2.2 负载反力的改变16-18
• 2.3 使用虚拟样机技术进行仿真18-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 电机测试系统平台的搭建和调试23-34
• 3.1 可变负载的研制23-24
• 3.2 电机操动机构测试系统24-29
• 3.2.1 电机转速的采集24-26
• 3.2.2 电机转矩的采集26-27
• 3.2.3 电机三相电流的采集27-28
• 3.2.4 电机主轴行程的采集28-29
• 3.3 测试系统验证实验29-33
• 3.3.1 电机参数30-31
• 3.3.2 验证试验31-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第4章 上位机的开发34-44
• 4.1 通信协议的建立34-35
• 4.2 下位机程序的编写35-36
• 4.3 上位机程序的编写36-44
• 4.3.1 组态软件的开发环境概述38-41
• 4.3.2 上位机界面41-44
• 第5章 联机实验及数据分析44-48
• 5.1 待测电机数据采集实验44-46
• 5.2 待测电机饱和特性实验46-47
• 5.3 本章小结47-48
• 第6章 结论48-49
• 参考文献49-52
• 在学研究成果52-53
• 致谢53

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨涛;黄瑜珑;李大卫;徐国政;;高压断路器电机操动机构技术的研究[J];清华大学学报(自然科学版);2010年04期

2 刘林平;周友明;方春恩;;基于虚拟样机技术的永磁机构真空开关运动特性研究[J];低压电器;2009年23期

3 林莘;王德顺;马跃乾;;新一代高压断路器直线伺服电动机操动机构[J];电气时代;2007年02期

4 崔彦彬;高志;曹云鹏;;基于ADAMS的高压断路器操动机构动力学仿真研究[J];机械设计与制造;2006年04期

5 汤敬秋,崔彦彬;高压断路器操动机构的运动仿真及分析-Pro/E模块的应用[J];机械传动;2005年04期

6 吴冬青,唐文献,李莉敏;虚拟样机技术在断路器开发中的应用研究[J];机电一体化;2003年04期

7 林莘,徐建源,高会军;永磁操动机构动态特性计算与分析[J];中国电机工程学报;2002年06期

8 刘根旺,赵利军,马瑞萍;测试仪器的发展及其对军用测试领域的影响[J];计算机自动测量与控制;2001年02期

9 吴学慧;监控系统中组态工具的制作方法[J];计算机系统应用;2001年04期

10 王凌峰,吴海鑫,陈彦彪,姜晓东,陈祥献;工控组态软件中数据处理的设计和实现[J];微计算机信息;2000年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 李永祥;126kV高压真空断路器永磁电机操动机构研究[D];沈阳工业大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 吴志恒;高压GIS隔离开关电机操动机构控制系统研究[D];沈阳工业大学;2015年

2 周春;基于DSP的开关磁阻电机调速系统实验平台设计[D];浙江大学;2004年

，

本文编号：679194