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基于CPLD断路器操动机构的控制及其结构优化设计分析
资料介绍
随着电子技术，计算机技术和信息处理技术的进步，开关电器正向智能化发展。作为重要的保护电器，操动机构及其相应控制单元的性能和质量对高压断路器的工作性能和可靠性起着极其重要的作用。 近年来永磁操动机构结构的合理设计一直是一个研究热点，传统的双稳态的设计结构以及铁心等其它导磁回路的结构设计使得永磁机构的本体比较庞大与笨重，存在着耗材量大，保持力低等缺点，现在电子计算机的数值计算优势使得对传统的永磁机构的结构进行合理的设计变得可行。 另外，传统的永磁机构的控制采用分立性的电子元件搭成的模拟电路进行控制，在控制逻辑与控制精度上存在着较大的缺陷。而采用以单片机为代表性的智能CPU控制芯片控制系统在可靠性还尚需提高，因此采用一种智能逻辑操作以及有较高可靠性的控制系统就成为必要了。 本文在前人的设计基础上，拟采用一种数值分析方法，对传统永磁机构的结构进行一定的优化设计，同时设计了基于CPLD逻辑器件的永磁机构的控制器。论文主要分以下几个部分。 第一部分，在介绍中压断路器的双稳态永磁操动机构的基础上，建立永磁操动机构的有限元电磁场模型。按照永磁操动机构的结构特点和实际工作条件，采用有限元法计算了双稳态永磁操动机构的静态磁场分布，分析了永磁操动机构的保持力大小和永磁材料的结构、布置方式以及尺寸的关系，得到永磁机构的优化结构。 第二部分，在永磁机构结构优化的基础上，设计了基于CPLD技术的真空断路器永磁操动机构的智能控制单元。该控制单元不仅能完成断路器的合分闸操作，还具有过流欠压分闸，合分闸闭锁等功能。 随后，对控制断路器的逻辑功能进行了仿真，并在断路器上进行了相关试验。永磁操动机构的控制单元电子化实现了其小型化和免维护。
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