一類新型永磁作動機構的建模與控制.pdf

1、高壓斷路器作為電力傳輸系統(tǒng)中維持電網正常工作的關鍵節(jié)點，要求其執(zhí)行機構具有高可靠性和穩(wěn)定性，傳統(tǒng)的機械式作動機構由于復雜的結構和高故障率已經不能滿足要求。永磁作動機構具有結構簡單、節(jié)能、可靠性高、無噪聲、沒有機械磨損以及較長使用壽命等特點。因此將永磁作動機構作為高壓斷路器的執(zhí)行機構控制高壓斷路器的開合閘成為斷路器領域研究的熱點。但是，永磁作動機構模型復雜，難于控制，一般電磁力建模方法不準確，同時相對幾十毫秒時間，線圈對動態(tài)電流的延時非常

2、嚴重，對控制的要求比較高。
　　本文設計了永磁高壓斷路器作動機構控制實驗系統(tǒng)，系統(tǒng)設計包括永磁高壓斷路器硬件系統(tǒng)設計和軟件系統(tǒng)設計。硬件系統(tǒng)設計分為永磁作動機構設計和硬件電路設計，對永磁作動機構的設計，提出一種采用永磁體作為可動核心的設計方案，這種結構具有節(jié)能和增大驅動能力的功能。硬件電路設計包括控制板設計和功率驅動電路設計，控制板主要完成信號采集和處理以及控制量的計算，通過脈寬調制控制功率驅動電路的輸出電壓，完成永磁作動機構開合

3、閘動作。軟件系統(tǒng)設計包括主程序設計和中斷子程序設計。
　　永磁高壓斷路器開合閘動態(tài)建模作為其控制過程的核心，是重點也是難點，分為合閘動態(tài)建模和分閘動態(tài)建模。主要通過達朗貝爾原理建立永磁體和動觸頭在各個階段的動態(tài)模型。針對電磁力模型，提出一種等效磁路法和實驗法相結合的建模方法，首先采用等效磁路法得到含永磁體作用的電磁力模型，然后基于該模型設計了電磁力與氣隙、電流的測量實驗方案，利用MTS809力學實驗系統(tǒng)獲取實驗數據，采用最小二乘法