基于CPLD斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析.pdf

1、隨著電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息處理技術(shù)的進(jìn)步，開(kāi)關(guān)電器正向智能化發(fā)展。作為重要的保護(hù)電器，操動(dòng)機(jī)構(gòu)及其相應(yīng)控制單元的性能和質(zhì)量對(duì)高壓斷路器的工作性能和可靠性起著極其重要的作用。 近年來(lái)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)一直是一個(gè)研究熱點(diǎn)，傳統(tǒng)的雙穩(wěn)態(tài)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)以及鐵心等其它導(dǎo)磁回路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得永磁機(jī)構(gòu)的本體比較龐大與笨重，存在著耗材量大，保持力低等缺點(diǎn)，現(xiàn)在電子計(jì)算機(jī)的數(shù)值計(jì)算優(yōu)勢(shì)使得對(duì)傳統(tǒng)的永磁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)變得可行。

2、 另外，傳統(tǒng)的永磁機(jī)構(gòu)的控制采用分立性的電子元件搭成的模擬電路進(jìn)行控制，在控制邏輯與控制精度上存在著較大的缺陷。而采用以單片機(jī)為代表性的智能CPU控制芯片控制系統(tǒng)在可靠性還尚需提高，因此采用一種智能邏輯操作以及有較高可靠性的控制系統(tǒng)就成為必要了。 本文在前人的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，擬采用一種數(shù)值分析方法，對(duì)傳統(tǒng)永磁機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)設(shè)計(jì)了基于CPLD邏輯器件的永磁機(jī)構(gòu)的控制器。論文主要分以下幾個(gè)部分。 第一部分

3、，在介紹中壓斷路器的雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，建立永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的有限元電磁場(chǎng)模型。按照永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際工作條件，采用有限元法計(jì)算了雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的靜態(tài)磁場(chǎng)分布，分析了永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的保持力大小和永磁材料的結(jié)構(gòu)、布置方式以及尺寸的關(guān)系，得到永磁機(jī)構(gòu)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)。 第二部分，在永磁機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于CPLD技術(shù)的真空斷路器永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的智能控制單元。該控制單元不僅能完成斷路器的合分閘操作，還具有過(guò)流欠壓分