煤矿隔离开关分断试验用电机机构研究
本文选题:隔离开关 切入点:无刷直流电机 出处:《煤炭科学研究总院》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:目前,国内隔离开关分断试验时采用人工驱动机构或气动驱动机构,人工驱动存在受人为经验影响、稳定性差、危险性高等问题,气动驱动结构过于复杂、能量利用率低、可控性差等弊端。针对现有驱动方式的缺陷,提出一种由电机驱动隔离开关分断试验的机构,并对电机机构展开了深入的研究。通过研究隔离开关的结构特点、分断试验过程,分析不同类型电机的响应特性和起动转矩,确定无刷直流电机作为煤矿隔离开关分断试验用驱动电机。研究无刷直流电机的工作原理,完成了电机的组成结构设计并确定技术参数,建立电机电磁模型,进行有限元仿真分析,并对电机的可控性进行论证。对无刷直流电机控制系统建模和仿真,设计了自整定模糊PI模块、参考电流模块、电流滞环比较模块和直流电源逆变模块等,并通过MATLAB软件simulink仿真集成环境对其进行了仿真分析。结果证明自整定模糊PI控制策略适合于无刷直流电机控制系统,与常规PI控制策略相比具有响应特性强、鲁棒性好等优点。设计煤矿隔离开关分断试验用电机机构控制系统。分析电机机构瞬态操作的动作特征,利用DSP强大的控制功能对控制系统进行整体结构设计,分别设计控制系统整体结构和各个分支部分,主要包括桥式逆变电路、IGBT驱动电路及信号采集电路等,并编译相应软件程序。最后,结合实验室现有设备搭建试验平台,根据煤矿行业标准MT 111—2011中关于隔离开关分断试验的要求,并对80、200A矿用隔爆型真空电磁起动器中隔离开关进行分断试验。验证了煤矿隔离开关分断试验无刷直流电机机构的可行性和可靠性,对隔离开关分断试验及开关同步关合技术的发展具有重要的意义。
[Abstract]:At present, the artificial drive mechanism or pneumatic drive mechanism is used in the test of disconnecting switch in our country. The artificial drive is affected by human experience, the stability is poor, the danger is high, the pneumatic drive structure is too complex, and the energy utilization ratio is low. Aiming at the defects of the current drive mode, a mechanism of breaking test by motor drive isolator switch is put forward, and the motor mechanism is studied deeply. By studying the structural characteristics of the isolating switch, the process of breaking test is discussed. Based on the analysis of the response characteristics and starting torque of different types of motors, the brushless DC motor is determined as the driving motor for breaking test of coal mine isolation switch. The working principle of brushless DC motor is studied. The structure of the motor is designed and the technical parameters are determined, the electromagnetic model of the motor is established, the finite element simulation analysis is carried out, the controllability of the motor is demonstrated, and the control system of the brushless DC motor is modeled and simulated. The self-tuning fuzzy Pi module, the reference current module, the current hysteresis comparison module and the DC power inverter module are designed. The simulation results show that the self-tuning fuzzy Pi control strategy is suitable for brushless DC motor control system and has strong response characteristics compared with conventional Pi control strategy. Design the motor mechanism control system for the break test of the coal mine isolator switch, analyze the action characteristics of the transient operation of the motor mechanism, use the powerful control function of DSP to design the whole structure of the control system, and design the whole structure of the control system by using the powerful control function of DSP. The whole structure and each branch of the control system are designed respectively, including the bridge inverter circuit, IGBT driving circuit and signal acquisition circuit, and the corresponding software program is compiled. Finally, the test platform is built with the existing equipment in the laboratory. According to the requirements of the coal industry standard MT 111-2011 on the break off test of the disconnector, The break-down test of the disconnector in the explosion-proof vacuum electromagnetic starter used in 80Y200A mine has been carried out, and the feasibility and reliability of the brushless DC motor mechanism in the breakup test of the coal mine isolator have been verified. It is of great significance to the development of isolating switch breaking test and switch synchronous closing technology.
【学位授予单位】:煤炭科学研究总院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TD684
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本文编号:1561295
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