本文關鍵詞：隔離開關操作機構的控制研究

  更多相關文章： 隔離開關 電機操作機構 矢量控制 轉速跟蹤 能耗制動

【摘要】：隔離開關是電力系統(tǒng)中最常見的設備之一,具有倒閘操作、隔離電壓和分合小電流的作用。隔離開關的操作機構經(jīng)常出現(xiàn)拒分、拒合、無響應以及分合閘不到位的情況,為了解決隔離開關操作機構出現(xiàn)的分合閘問題,本文建立一個電機操作機構的控制模型。通過控制電機轉軸側的轉速,帶動作為傳動機構的四連桿機構使動觸頭精確分合閘,對得到的動態(tài)特性曲線進行分析研究。首先,本文依次對操作機構中的驅動電機、傳動機構、負載特性進行理論分析,建立起數(shù)學模型。對于驅動電機采用異步電機經(jīng)坐標變換加矢量控制的原理,將其等效為直流電機模型進行調速。對于傳動機構,將其建立起一個輸入-輸出模型,電機轉軸側的角位移視為傳動機構的輸入量,而觸頭側的直線位移則為其對應的輸出量,從而將觸頭側84mm的直線位移等效到轉軸側64°的角位移,從而只需對電機角位移進行控制。對于負載特性,則分別計算出開距階段的恒定機構重力為90N、摩擦力以及超程階段的彈簧預壓力初始值1600N和彈簧剛度力30N/cm,利用這些參數(shù)建立起負載特性曲線。接著建立場-路-運動耦合模型,將電樞回路電流、磁場力和轉子運動方程相結合,建立微分方程,求解出電機角位移、速度隨時間變化曲線并以此作為給定曲線。在基于轉子磁場定向的控制方法以及脈寬調制技術上在Simulink中建立起電機控制模型對電機進行閉環(huán)轉速控制,在恒負載下對得到的給定轉速曲線進行轉速跟蹤,并對電機旋轉過程的啟制動電流、定子電壓、電磁轉矩、轉速進行分析,得到的該曲線符合異步電機的啟制動特性,在運行過程中能很好地對電機轉速進行跟蹤。將上文所得負載特性加入電機控制仿真模型中,通過改變負載特性中的彈簧預壓力參數(shù)和彈簧剛度參數(shù)來改善電機的制動效果,仿真結果證明隨著剛度參數(shù)和預壓力參數(shù)的增加,制動加速度也隨著增加,制動效果得到明顯改善。通過仿真得出彈簧預壓力和彈簧剛度的最佳參數(shù)值為2400N和50N/cm,在該參數(shù)下能使電機達到精確角位移64°。最后將電機制動理論中的能耗制動引入該控制模型中,仿真結果證明能耗制動的加入能顯著提高其制動性能。經(jīng)過多次仿真,得到能耗制動引入的最佳時間為0.055秒和制動電阻引入的最佳阻值為4Ω,在該參數(shù)下能達到電機的精確合閘位移64°。且在仿真過程中發(fā)現(xiàn),為了避免電機進入死區(qū),制動電阻應控制在4Ω以上。
【關鍵詞】：隔離開關 電機操作機構 矢量控制 轉速跟蹤 能耗制動
【學位授予單位】：上海電力學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM564.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 隔離開關在系統(tǒng)中的作用11-12
• 1.2 隔離開關常見的故障種類12
• 1.3 隔離開關機構的組成及機構故障12-15
• 1.3.1 隔離開關操作機構的組成12-14
• 1.3.2 隔離開關操作機構的機械故障14-15
• 1.4 論文的主要內容15-17
• 2 電動操作機構基本結構及數(shù)學模型研究17-30
• 2.1 操作機構基本結構17-18
• 2.2 操作機構各部分結構及數(shù)學模型18-24
• 2.2.1 驅動電機結構及數(shù)學模型18-21
• 2.2.2 傳動機構的數(shù)學模型21-23
• 2.2.3 負載特性的數(shù)學模型23-24
• 2.3 場-路-運動耦合數(shù)學模型24-28
• 2.4 本章小結28-30
• 3 電動機的速度跟蹤控制研究30-46
• 3.1 系統(tǒng)各部分控制方法30-36
• 3.1.1 電動機動態(tài)控制理論30-31
• 3.1.1.1 電動機控制基礎－矢量控制30-31
• 3.1.2 電動機系統(tǒng)控制方法31-36
• 3.1.2.1 交流異步電動機控制技術原理32-34
• 3.1.2.2 變頻器PWM控制技術34-36
• 3.2 基于轉子磁場定向的矢量控制模型36-39
• 3.2.1 矢量控制的基本思路36-37
• 3.2.2 矢量控制方程及其解耦作用37-39
• 3.3 特定速度曲線跟蹤控制39-45
• 3.3.1 控制模塊介紹39-42
• 3.3.2 轉速曲線跟蹤仿真42-45
• 3.4 本章小結45-46
• 4 電機控制模型改進研究46-60
• 4.1 帶負載電機模型及仿真轉速曲線46-48
• 4.2 改變彈簧參數(shù)改進控制方法研究48-54
• 4.2.1 改變彈簧剛度改進控制方法研究48-51
• 4.2.2 改變彈簧預壓力改進控制方法研究51-54
• 4.3 引入能耗制動改進控制研究54-59
• 4.3.1 電機的能耗制動54-56
• 4.3.2 模型的建立和仿真56-59
• 4.4 本章小結59-60
• 5 結論60-62
• 參考文獻62-64
• 攻讀碩士學位期間公開發(fā)表的論文64-65
• 致謝65

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 徐靜,阮毅,陳伯時;異步電機按定子磁場定向的轉差頻率控制[J];電機與控制學報;2003年01期

2 汪倩;陳德桂;李興文;游一民;孫志強;;一種分析多連桿永磁操動機構動態(tài)特性的方法[J];中國電機工程學報;2006年07期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉志嶺;永磁真空斷路器同步關合仿真及智能控制器的研制[D];遼寧工程技術大學;2012年

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本文編號：999920