12-8開關(guān)磁阻型閥門電動執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、核電站環(huán)境具有高溫、高輻射的特點，對閥門電動執(zhí)行機構(gòu)的性能和可靠性有較高的要求。國內(nèi)現(xiàn)有的閥門電動執(zhí)行器，在系統(tǒng)性能和可靠性上有待提高，因此研究能在惡劣環(huán)境下高性能、高可靠工作的閥門電動執(zhí)行機構(gòu)，具有現(xiàn)實而深遠的意義。在此背景下，本文研究和開發(fā)了核電站用高可靠12/8結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻調(diào)速型閥門電動執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)，本課題來源于江蘇省科技支撐項目工業(yè)部分—核電站用高可靠開關(guān)磁阻調(diào)速型閥門電動執(zhí)行機構(gòu)研制（項目編號BE2012136）。為提高閥門電

2、動執(zhí)行機構(gòu)控制性能，簡化硬件電路結(jié)構(gòu)，本系統(tǒng)采用“DSP+CPLD”構(gòu)成的數(shù)字控制器，構(gòu)建了硬件平臺，實現(xiàn)了閥門電動執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)的閥門力矩控制、開關(guān)磁阻電機（SR電機）調(diào)速控制系統(tǒng)與上位機通訊功能等基本功能;為了提高閥門電動執(zhí)行機構(gòu)的可靠性，本文研究了系統(tǒng)停電后繼續(xù)運行、繞組短路容錯控制等功能。具體研究內(nèi)容有以下幾個方面:
　　(1)根據(jù)具體項目要求和開關(guān)磁阻電機的理論基礎(chǔ)，設(shè)計了以開關(guān)磁阻電機為執(zhí)行器的閥門電動執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)框圖

3、;分析了開關(guān)磁阻電機的常見控制方法，并對幾種控制方法進行了比較。
　　(2)基于項目中的具體要求，設(shè)計了電動執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，包括主控制器、功率變換器、電流電壓檢測電路、電源電路、上位機通信電路、過流過壓保護電路、母線電壓保護電路、堵轉(zhuǎn)保護電路，搭建了整個硬件的實驗平臺。
　　(3)在開關(guān)磁阻電機出現(xiàn)部分繞組短路故障的情況下，提出變角度模糊容錯控制方法，通過Matlab/Simulink與FLUX2D軟件聯(lián)合仿真測試此

4、算法在開關(guān)磁阻電機控制系統(tǒng)上的正確性。
　　(4)對閥門電動執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)運行的非正常停電故障狀況時的系統(tǒng)中斷，提出了由蓄電池為系統(tǒng)供電的方法，設(shè)計了相應(yīng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和蓄電池充電電路;編寫了蓄電池應(yīng)用在閥門電動執(zhí)行機構(gòu)時的軟件程序流程圖。
　　(5)在實驗室環(huán)境下依照硬件和軟件平臺，對閥門電動執(zhí)行機構(gòu)下的開關(guān)磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)進行研究和調(diào)試，并對實驗結(jié)果進行了分析。實驗表明該系統(tǒng)能夠較好的滿足核電站用閥門電動執(zhí)行機構(gòu)的應(yīng)用要求。