机车真空断路器电磁操动机构控制系统研究

发布时间：2025-05-27 22:17

　　在我国高速铁路迅速发展的背景下,机车真空断路器智能化已经成为研究的热点问题。同步控制是机车真空断路器智能化发展方向之一,而操动机构动作时间的分散性是影响同步分合精度的主要因素,因此通过控制系统的研究减小机车真空断路器动作时间分散性具有重要意义。本文以机车真空断路器新型电磁操动机构为控制对象,首先对其合闸过程动态特性进行分析,考虑到机车实际运行特点,电压和环境温度是导致电磁机构动作时间分散的主要原因,并针对以上两因素对电磁机构动作时间的影响进行研究。研究表明电压和温度变化对动作时间的影响是通过改变励磁线圈电流实现的,可以通过控制励磁线圈电流以减小机车真空断路器动作时间分散性。其次,建立了新型电磁操动机构数学模型,选择全桥电路拓扑结构作为储能电容放电电路,在Simulink中搭建了滞环控制系统,对电磁机构励磁线圈电流进行控制。仿真结果表明在理想情况下,通过滞环控制能够在电压和温度变化时将电磁机构合闸动作时间稳定在34ms附近,减少了电磁机构动作时间分散性。考虑到系统的固有延迟,实际励磁线圈电流波动变大,影响电磁操动机构合闸动作特性。最后,为了减小系统延迟对控制系统的影响,采用模型预测方法对全...

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.3基于贝叶斯算法电磁机构动作时间预测流程图

文献[18]以轨道交通断路器作为研究对象,综合考虑了控制电压,温度等环境因素以及触头磨损、结构老化等因素对分合闸时间的影响,提出了一种在线参数辨识的贝叶斯网络动作时间补偿法,贝叶斯网络动作时间预测模型结果表明预测误差保持在0.25ms以内,能够在温度电压等因素变化的前提下对动作时....

图1.4永磁机构双闭环控制系统架构图

文献[19]选取126kV双端口真空开关为主要研究对象,分析了永磁机构工作原理和动态特性之后,结合现代智能控制理论,在对两个机构单独进行励磁电流、位移反馈双闭环控制的基础上,进行双机构电流和位移控制误差的协调控制,在励磁阶段对电流进行控制,在运动阶段对位移进行控制,整体上实现了断....

图1.5永磁机构模糊PID控制结构图

文献[21]在Simulink中建立永磁机构仿真模型,以动铁心位移参量作为控制量,对常规PID和模糊PID两种控制方法进行对比,后者获得了理想的刚分速度和刚和速度。图1.5所示为永磁机构模糊PID控制结构图。文献[22]以12kV真空断路器永磁操动机构为控制对象,采用双闭环控制方....

图1.6滞环及PI控制的电容恒流充电控制

2014年,沈阳工业大学的刘闯等人,针对TDV10型主断路器,设计了电磁操动机构来代替其原有的气动机构。电磁操动机构的选用解决了气动机构易发生故障的问题[24]。2015年,许闰为前者设计的电磁操动机构设计了控制器,其针对大行程的驱动机构,选择电容器供电的励磁电路,实现了电磁机构....

本文编号：4047631