基于永磁操动机构的矿用高压开关控制器研究

论文摘要

论文针对目前矿用高压开关对可靠性和稳定性的需求,研究了一种基于双稳态永磁机构矿用高压开关控制器,具有完整的永磁机构控制单元,包括对开关状态监测、拒动监测与闭锁控制等;同时可以实现过载、短路、绝缘监视、过欠压和漏电保护等功能,能够对电压、电流和功率等参数进行监测并通过CAN总线远程通信进行控制。在深入分析了双稳态永磁机构的静态磁场耦合模型、动态特性的基础上,初步得出了永磁机构电感、通电电流与动铁芯运动时间之间的关系以及永磁机构动铁芯位移、速度等参量与时间的关系。根据机构电磁特性,提出了在适当时刻施加反向激磁,利用电磁缓冲降低机械冲击的技术。通过试验证明该技术能够改善分合闸性能并提高永磁机构寿命。

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1 绪论

1.1 课题的研究目的和意义

1.2 课题的研究背景

1.3 本文的主要工作和章节安排

2 双稳态永磁机构原理

2.1 传统操动机构与永磁机构的比较

2.2 双稳态永磁机构的结构及工作原理

2.3 双稳态永磁机构的磁路分析

3 机构电磁分析和电磁缓冲技术研究

3.1 永磁机构的建模

3.2 永磁机构真空断路器动态特性分析

3.3 永磁机构电磁缓冲技术研究

4 硬件设计

4.1 硬件结构

4.2 电容充电电路设计

4.3 电容电压检测电路设计

4.4 分合闸线圈驱动电路设计

4.5 IGBT驱动电路设计

4.6 位移传感器的选择

4.7 相电压变送电路

4.8 零序电压和零序电流变送器的设计

4.9 绝缘监视电路设计

4.10 复式电源设计

4.11 微控制器电路设计

4.12 基准电压源电路设计

4.13 显示模块电路设计

4.14 CAN总线通信电路设计

5 软件设计

5.1 软件总体结构设计

5.2 电容充电程序设计

5.3 分合闸程序设计

5.4 数字滤波器设计

5.5 漏电保护程序算法

5.6 过载、短路保护程序设计

5.7 绝缘监视程序设计

5.8 MSCAN通信程序设计

6 操动机构缓冲控制试验

6.1 缓冲试验电路设计

6.2 电子缓冲试验

结论

参考文献

致谢

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