基于永磁操作机构的馈电开关研究与设计

发布时间：2017-11-02 14:08

  本文关键词：基于永磁操作机构的馈电开关研究与设计

  更多相关文章： 馈电开关 永磁操作机构 故障保护 LMD TMS320F28335

【摘要】：我国是一个煤炭资源大国,煤炭在能源中的主体地位短期内不可能改变。但是由于环境的压力,降低煤炭在生产过程中的高损耗、高污染刻不容缓,对我国煤炭开采进一步的数字化、智能化、高效率提出了更高的要求。同时由于煤矿井下环境恶劣、空气潮湿、负荷波动大,井下供电系统容易发生漏电、过流、过压、欠压等故障。若不能及时发现和处理上述故障,将会造成严重的安全事故。因此,研究设计高性能矿用馈电开关对煤矿事业的发展具有重要的意义。本文介绍了矿用馈电开关的国内外发展现状及研究趋势,并针对煤矿井下小电流接地系统的特点,对各种供电故障及其保护原理进行了分析与讨论,进而研究设计了一种功能全面的矿用馈电开关保护装置。首先,本文对井下的常见供电系统故障进行了分析,之后结合实际情况,针对各种供电故障特征提出了相应的可行性保护方案。其中,通过总分馈电开关之间的CAN总线通讯实现选择性漏电故障保护方案,提高了系统可靠性;选用永磁操作机构作为执行机构,优化了馈电开关整体性能。然后,研究了系统电参量数据采集分析的相关算法——快速傅里叶变换(FFT)与局部均值分解(LMD)。结合实际情况,使用Matlab与PSCAD软件对这两种算法进行了仿真与研究,并根据系统要求合理选择了算法各项参数。其次,完成了系统硬件与软件的整体设计。硬件方面以TMS320F28335为主控制芯片,并结合各种数字芯片为辅,合理设计了各项电路参数。在不影响功能的前提下,采用降额设计,保证了系统长时间运行的硬件可靠性;软件方面采用C语言与汇编语言结合完成了系统程序设计,实现了各项保护功能。最后,根据实验室现有条件,进行了系统有关功能的实验。结果表明,本文设计的馈电开关能够较好的实现所设计的功能。同时根据实验结果表明的不足之处,提出了几点改进意见。
【关键词】：馈电开关 永磁操作机构 故障保护 LMD TMS320F28335
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD611.3
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-18
• 变量注释表18-20
• 1 绪论20-24
• 1.1 研究背景及意义20-21
• 1.2 馈电开关国内外研究现状及发展趋势21-22
• 1.3 馈电开关设计的基本要求22
• 1.4 本课题研究主要内容22-23
• 1.5 本章小结23-24
• 2 馈电开关故障保护原理及其实现方案24-48
• 2.1 我国煤矿井下供电系统现状24-25
• 2.2 漏电故障及其保护25-37
• 2.3 过流故障及其保护37-43
• 2.4 过压、欠压故障及其保护43
• 2.5 永磁操作机构43-46
• 2.6 本章小结46-48
• 3 电网参数采集算法分析与仿真研究48-62
• 3.1 傅里叶变换的基本理论48-51
• 3.2 本系统实际应用FFT算法分析与仿真51-53
• 3.3 LMD算法原理与仿真53-57
• 3.4 LMD算法分析单相接地故障特征57-61
• 3.5 本章小结61-62
• 4 馈电开关系统硬件设计62-84
• 4.1 系统硬件功能分析62-63
• 4.2 系统硬件电路设计63-83
• 4.3 系统硬件抗干扰设计83
• 4.4 本章小结83-84
• 5 馈电开关系统软件程序设计84-100
• 5.1 TMS320F28335软件开发环境84
• 5.2 主程序设计84-85
• 5.3 数据采集处理程序设计85-87
• 5.4 故障保护功能程序设计87-91
• 5.5 人机交互模块程序设计91-95
• 5.6 CAN通信模块程序设计95-98
• 5.7 本章小结98-100
• 6 馈电开关系统调试与实验100-107
• 6.1 硬件测试及实验平台搭建100-102
• 6.2 系统实验102-106
• 6.3 本章小结106-107
• 7 总结与展望107-109
• 7.1 全文总结107
• 7.2 后续工作展望107-109
• 参考文献109-113
• 附录113-114
• 作者简历114-116
• 学位论文数据集116

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本文编号：1131860