基于彈跳抑制機(jī)理分析的同步開關(guān)技術(shù)研究.pdf

1、論文以某公司10 kV高壓無功補償裝置（High Voltage Compensator，HVC）投切時引起的浪涌電流沖擊負(fù)面效應(yīng)為研究背景，立足ABB同步開關(guān)技術(shù)前沿，進(jìn)行永磁接觸器同步開關(guān)彈跳抑制研究。永磁接觸器的彈跳所引起的瞬間電流畸變率（Total Harmonic Distortion of Current, THDi）高達(dá)50％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電網(wǎng)GB/T-14549-93國標(biāo)要求，導(dǎo)致同網(wǎng)10kV可控硅閥組頻繁燒毀，造成了不可

2、估量的經(jīng)濟(jì)損失。論文針對業(yè)內(nèi)對永磁接觸器過零投切控制的迫切需求，首次提出了正反電壓同步開關(guān)驅(qū)動控制策略，在不改變接觸器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)的前提下抑制其彈跳發(fā)生，有效降低HVC投切時對電網(wǎng)的浪涌電流沖擊。論文主要研究內(nèi)容如下：
　　鑒于穩(wěn)定的合閘響應(yīng)時間對實現(xiàn)永磁接觸器過零投切控制的重要性，對影響接觸器合閘時間的驅(qū)動電源電壓、環(huán)境溫度等因素的作用效果進(jìn)行了統(tǒng)計分析。研究這些因素對合閘響應(yīng)時間分散性的影響規(guī)律，探索最佳合閘時刻點，兼顧不同的

3、合閘初相角對接觸器響應(yīng)時間的影響分析。基于電壓過零檢測模塊S函數(shù)，進(jìn)行HVC仿真模擬，為進(jìn)行精確的彈跳抑制提供理論參考。
　　為深入研究彈跳發(fā)生的內(nèi)在機(jī)理，建立永磁接觸器操動機(jī)構(gòu)的靜態(tài)Maxwell仿真模型，據(jù)此進(jìn)行電磁力與位移的作用關(guān)系分析，給出量化計算原則，使得永磁接觸器的結(jié)構(gòu)、參數(shù)和能耗達(dá)到最優(yōu)。研究永磁體單獨作用(即無激磁電流)下的磁力線和磁場分布規(guī)律，據(jù)此進(jìn)行短路環(huán)的作用效果分析，為從電磁設(shè)計角度解決永磁接觸器彈跳抑制問

4、題提供設(shè)計準(zhǔn)則。
　　分析永磁接觸器彈跳的動力學(xué)機(jī)理，研究動鐵芯從一個穩(wěn)態(tài)到另一個穩(wěn)態(tài)過渡過程的機(jī)-電-磁多場耦合作用動態(tài)特性。為提高開通或關(guān)斷控制能力，分析永磁操動機(jī)構(gòu)動作時間各個階段位移及速度變化情況；通過調(diào)整永磁接觸器驅(qū)動電壓及作用時間來控制電磁力，給出使其在合閘行程結(jié)束時控制力值為零的電壓控制規(guī)律，為從控制角度抑制接觸器彈跳問題提供算法基礎(chǔ)。
　　設(shè)計基于DSP2812的永磁接觸器同步開關(guān)彈跳控制硬件平臺，研究單電壓