基于LabVIEW的操动机构运动参数检测

发布时间：2022-01-06 06:27

　　真空开关作为电力系统中控制和保护的重要设备之一,它的性能高低直接决定了电网运行的安全与否,特别是在高电压、大电流领域的应用,更是迫切需要开展真空开关基础理论相关技术研究。真空开关主要通过操动机构带动灭弧室内的动静触头完成分合闸动作。分闸过程中在动、静触头之间不可避免会产生电弧,如何实现对电弧进行有效的控制并保证电弧能成功熄灭是该领域研究的关键,因此,开展电弧基础理论调控理论研究,实现真空开关在不同领域的应用具有重要的研究意义。电弧特性主要包括静态特性和动态特性。其中动态特性对开关的综合性能有着重要的影响。由于真空灭弧室的特殊性,给动态特性的研究带来了重大挑战。一方面,操动机构的运动参数具有速度快,运行时间短等特点,给诊断带来了困难,现有的诊断技术存在安装精度低、易受外界因素干扰等局限;另一方面真空电弧是在屏蔽罩中产生,难以实现电弧动态图像的采集。为了研究电弧的动态特性,势必首先实现操动机构运动参数的高精度诊断,同时需要实现在操动机构作用下的电弧图像动态过程有效采集。基于此,本文选用不带屏蔽罩的玻璃真空灭弧室进行电弧实验,完善了真空开关电弧实验平台,实现电弧的产生并通过高速摄像机采集分闸... 

【文章来源】：大连交通大学辽宁省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１真空开关电弧实验主电路??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｍａｉｎ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｒｃ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??

的充电电压（７ｅ?＝２６０．３＝２６０Ｖ。??ｆ?＝?２＾ｊＬＣ?（２－１）??Ｕｃ＝２ｎＩＰｆＬ?（２．２）??本实验采用交流电，电弧在电流过零时熄灭，因此真空开关电弧持续燃烧的时长为??电流周期的一半。根据公式（２．３），其中Ｔ为交流电流周期，ｔ为电弧燃烧时间，／＝５０Ｈｚ，??则ｋｌ／２ｒ，经计算，在工频电流下真空开关电弧的燃烧时间为ｌ〇ｍｓ。??Ｔ?＝?ｊ?（２．３）??２．１．２真空电弧实验触发电路??真空电弧触发电路主要有高压触发部分和能量续流部分，其工作原理如图２．２所示。??高压触发部分由Ｔｌ、Ｒｌ、Ｄｌ、Ｃｌ、Ｔ２、Ｄ２组成，实验前，先对电容Ｃ１充电，然后闭??合开关ＳＢ。随着电容放电，Ａ、Ｂ间产生了能够击穿真空间隙的高电压。真空间隙发生??击穿后，由Ｔ３、Ｒ３、Ｄ３、Ｒ２、Ｃ２组成的能量续流部分为电弧补充能量，形成金属蒸??气，维持电弧燃烧［４２］。??ＳＢ?Ｅ?Ｒ４??’?｜?—??ＳｉｉｉｃｏｎＰｉｌｅ??Ｔ，?Ｅ３?＾?Ｒ２??——＾——？！丄口?Ｈ???－２２０Ｖ?５?＞?－１１０Ｖ?Ｋ?Ｃ２??图２．２触发电路原理图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｒｉｇｇｅｒ?ｃｉｒｃｕｉｔ??２．２电弧图像的采集系统??真空开关分闸过程通常在］０ｍｓ内完成，时间极短。一般用于产品检测的相机采集??速率低，Ｉｓ内大概能采集２０帧图像，无法有效捕获电弧燃烧的序列图像，并且人类视??８??

?大连交通大学全日制专业硕士学位论文???一’：：一也―一??＃：?，?ＨＢＢＥＢＲＲ??－…－咖－??图２．３?ＣＭＯＳ高速相机??Ｆｉｇ．?２．３?ＣＭＯＳ?ｈｉｇｈ?ｓｐｅｅｄ?ｃａｍｅｒａ??２．２．２?ＣＭＯＳ工作原理??ＣＭＯＳ电路是互补型金属氧化物半导体电路，其基本结构是一个Ｐ沟道ＭＯＳ场效??应晶体管和一个Ｎ沟道ＭＯＳ场效应晶体管，是能实现一定逻辑功能的单极性晶体管集??成电路，其电路图如图２．４所示。ＣＭＯＳ反相器工作时只有一个ＭＯＳ管导通。当以低??电平输入时，ＰＭＯＳ管导通，ＮＭＯＳ管截止，以高电平输出，如图２．４（ｂ）所示；当以高??电平输入时，ＮＭＯＳ管截止，ＰＭＯＳ管导通，以低电平输出，如图２．４（ｃ）所示。??Ｖｄｄ??Ｖｄｄ???°??ｐｍｏｓＨ?Ｐ?Ｈ?ｌ?Ｈ?ｉ??Ｉ?Ｄ?“０■”?电平??啤入?辑出?“〇”电平?“１”宅平?Ｍ??—?厂丨?—??＿Ｉ?ｒ?°?Ｉ?７?４?＾??｜?ｓ??〇??ＮＭＯＳ??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??图２．４?ＣＭＯＳ电路基本结构示意图??Ｆｉｇ．?２．４?Ｂａｓｉｃ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＣＭＯＳ??ＣＭＯＳ电路的特点是：①功耗低，ＣＭＯＳ电路为互补结构，理论上功耗为０；②逻??辑摆幅大，近似等于电源电压？，③抗干扰能力强，电路工作稳定；④适用电压范围广??泛，与其他电路接口容易；⑤反应速度快，可控性好；⑥输入阻抗高；⑦温度稳定??１０??

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本文编号：3571923