电磁开关磁链闭环控制技术研究

来源 :福州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guoguangyun_09
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着光伏、风力、电动汽车等新能源领域的迅速发展,对电磁开关性能指标和工作可靠性提出了更高的要求。针对接触器、永磁真空断路器等典型电磁开关的智能控制技术一直都是开关电器领域研究的热点。本文依托国家自然科学基金青年项目“基于电磁操作机构的开关电器人工智能控制技术的研究”,引入现代控制相关理论对接触器这一典型电磁开关的智能控制技术展开研究,论文主要完成以下几个方面的工作:(1)以保留电流闭环控制优势的同时规避其缺陷为出发点,首次提出磁链外环控制电流内环的双闭环控制结构,并通过理论推导与仿真分析,证明恒磁链控制相较于电流闭环控制具有显著优势。在接触器起动过程构建电压积分磁链观测器,用于短时观测磁路磁链;在接触器保持过程,引入状态空间法,设计闭环磁链状态观测器,解决了磁路磁链无法直接测量的难题。所设计磁链观测器能够准确观测磁路磁链,为接触器磁链闭环控制打下坚实的基础。(2)证明了电磁系统线圈电流、磁路磁链及动铁心位移三者之间的单调对应关系。通过电压积分磁链观测器求得磁链构建磁链反求电流模型,之后结合接触器动态微分方程组,构建接触器本体的动态仿真程序;在此基础上融入联合仿真技术,进行磁链闭环控制模块与接触器本体的逐点闭环仿真,从而完成基于磁链闭环控制的智能接触器联合仿真,为后续控制方案的开发提供良好的平台。(3)基于接触器保持过程中动静铁心之间气隙突然增大会导致闭环观测磁链跃升的现象,提出接触器节能保持自校正控制:通过预设的梯度使磁路磁链循环下降,当动静铁心即将弹开时做出判断,迅速拉升磁链参考值,同时计算出最优保持磁链,随后以此磁链保持,有效降低了接触器的保持电流,减少了长时间保持时的电能损耗。采用NI c RIO设备构建了电磁开关快速控制原型验证系统,证实了磁链闭环控制和接触器节能保持自校正方案的可行性。论文引入现代控制相关技术,首次提出磁链外环控制电流内环的双闭环控制结构,完成了接触器动态特性仿真与控制方案设计。研究成果可为接触器的仿真及控制技术的研究提供有益的参考和借鉴。
其他文献
随着风电技术的不断发展,风电装机容量在全球范围内有了大幅度的提升。但是随之而来的是由于风电的随机性与不确定性带来的新的挑战,风电出力的随机性必然造成功率的波动,若不加以处理直接大规模并网,势必带来功率大幅波动、电能质量降低,更严重地甚至会导致电力系统紊乱等问题。随着储能技术的兴起与不断发展,采用混合储能系统有针对地实现不同频段波动的吸收,是目前我国的主要研究方向。因此如何有效利用混合储能系统解决高
学位
输电线路的可靠性影响着电网的安全性能。在我国东南沿海多山地带,近几年台风灾害频发,经常出现断线停电故障,在部分微地形区域,输电线路尤其是输电铁塔受局部极端风场影响,倒塔事故时有发生,对电网的安全运行造成了严重威胁。风振系数是表征结构风振响应程度的重要参数,是铁塔抗风设计的关键指标之一,现行规范DL/T5551-2018计算铁塔风振系数主要是针对常规地形良态风场,而对于微地形环境中的铁塔风振系数有待
学位
罕见的极端天气事件可能会导致大范围停电事故,造成重大的社会经济损失。传统的电力系统可靠性原则无法在这类高影响-低概率(High-impact Lowprobability,HILP)事件中保证电力的持续供应。配电网因其复杂的结构和落后的运行方式,受灾时会产生更为严重的后果。近年来,为了加强配电网应对如飓风、大雪等极端事件的能力,电力系统弹性应运而生。本文主要针对配电网弹性增强进行研究,提出了通过深
学位
近年来,多智能体系统受到了越来越多研究者的关注,广泛应用于工业、农业和军事领域。协同控制是多智能体技术研究的基本方向之一,可以实现多个智能体协调工作共同完成大量复杂的单个系统无法完成的任务。一个核心之处在于分布式控制协议的设计,要求智能体仅获取来自自身以及周边环境的信息进行自主决策,最终达到一个全局的控制效果。多智能体系统协同性问题起源于自然现象并取得了大量理论与应用成果,主要包括一致性控制、包围
学位
织物瑕疵作为影响产品质量的第一因素,不仅大幅度降低产品的价值,而且直接影响消费者对品牌的信任。目前,国内的大多数纺织工厂仍然依靠人工目视的方式检测织物中的瑕疵,这种验布方式效率低,漏检率高,验布标准参差不齐,一定程度上影响了纺织行业的发展。传统机器视觉检测作为可替代人工检测的手段,虽然其在某些领域有成熟应用,但是面对复杂多变的布料瑕疵也是束手无策。近几年深度学习在机器视觉方面的快速应用为解决织物瑕
学位
永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有结构简单、效率高、数学模型简单等特点,近些年来被广泛应用于工业伺服、纺织机械等领域。随着微处理器性能的快速提升,一些复杂的高性能控制算法可以被应用到PMSM控制系统中,模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)作为一种先进控制算法,已发展为电机驱动系统中具有一定潜力的高性
学位
中国是世界第二大石油消费国和最大的原油进口国,发展电动汽车以取代传统燃油车是保障国家能源安全的一种有效手段。当前国内电动汽车充电桩的建设落后于电动汽车保有量增长的同时,充电桩损坏与失修的概率较高,成为制约电动汽车使用和发展的关键原因之一。首先,本文明确电动汽车直流充电桩中故障率最高的部件为直流充电模块,并以电动汽车直流充电模块前级AC/DC整流电路广泛应用的三相Vienna整流器作为研究对象,之后
学位
电力变压器、互感器、电力电缆等油浸式电力设备在电力系统中有着关键性作用,其中最重要的电力设备就是电力变压器,它是电网能量转化、能量传输的核心,是电力系统安全稳定运行的关键节点,其工作情况直接关系到整个电网能否稳定运转。变压器油纸绝缘长期运行下容易发生各种老化,包括热老化与电老化,从而破坏变压器的绝缘导致安全事故。为了避免发生绝缘老化事故,本文对油纸绝缘的老化特性进行研究,并根据老化特性建立老化状态
学位
随着可再生能源的不断开发和利用,以及智能电网技术的逐渐成熟,越来越多的分布式能源接入智能电网中。分布式的经济调度问题(Economic Dispatch Problem,EDP)是智能电网中的基本能源管理问题,它通过调度各个分布式能源发电机的输出功率,在满足机组的约束条件下,以最小的运行成本来满足负载需求。由于能够满足智能电网的可伸缩性和互操作性要求,并且对于单点故障的容错性更强,基于多智能体一致
学位
With the continuous development of our country’s economy and the gradual upgrading of the market consumption structure,customer demand for products has gradually shifted from the previous batch to ind
学位