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基于DSP的VS1-12/M型永磁真空断路器同步控制系统的研究

刘经纬

   真空断路器广泛应用于各种供配电系统中,在电网中起着控制和保护的双重作用。永磁操动机构的出现为实现真空断路器的同步控制提供了物质基础,同步控制技术能有效减少高压开关动作涌流和过电压,提高开关的开断能力和系统稳定性。对永磁操动机构真空断路器的同步控制系统进行研究是保证电力系统安全可靠运行的基础,也是近年来断路器智能化的研究热点之一。 本文以VS1-12/M型永磁真空断路器为研究对象,进行了同步控制系统的设计,并利用MATLAB相关工具箱对控制系统进行了仿真和分析,为实现VS1-12/M型永磁真空断路器的智能化提供了参考。 论文首先分析了VS1-12/M型永磁真空断路器的结构和工作原理,并通过计算得到了VS1-12/M型永磁真空断路器的动态特性。然后以VS1-12/M型永磁真空断路器同步关合电容器为例进行同步控制技术的分析,并重点研究了预击穿和控制电压对同步控制技术的影响,为同步控制系统的设计奠定了基础。 在同步控制系统的设计中,本文以TI公司的DSP TMS320LF2407A为同步控制系统的硬件核心。文中给出了同步控制系统的总体硬件结构,硬件设计主要包括DSP主控模块设计、数据采集模块设计、通信模块设计、充电模块设计、开关量驱动模块设计和人机接口模块设计,并且利用TMS320LF2407A本身具有的CAN(Controller Area Network)2.0模块,通过CAN总线实现断路器和上位机的通信,实现远距离同步控制分合闸功能。软件设计则以DSP集成开发环境CCS作为同步控制系统软件的开发平台,采用C语言和汇编语言混编的方式进行系统软件程序的开发。文中给出了同步控制系统的总体软件结构和各个子程序,其中子程序有信号发送与接收模块子程序、零点计算子程序及输入/输出模块子程序等。同时,在设计中充分考虑了断路器工作环境的复杂性,进行了同步控制系统的电磁兼容性设计,提高了同步控制系统的抗干扰能力。 最后,为了验证同步控制系统能否实现同步控制,利用MATLAB搭建仿真平台,对其进行了仿真,仿真结果表明所设计的同步控制系统可靠有效。……   
[关键词]:永磁机构;真空断路器;DSP;同步控制系统;CCS
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:河南理工大学2010年