[實用新型]一種相控斷路器三相永磁操動機構的無模型控制系統

有效

• 申請號: 201721118133.4
• 申請日: 2017-09-02
• 公開（公告）號: CN207183197U
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 盛曉云;李孝尊;劉軍;李紅梅;洪天炘;汪和龍;仝海濤;劉潤東;徐寧;周亞男;王道靜;鄭嶺;田躍飛;宋云燕;朱德斌;崔超;張恒果
• 申請（專利權）人: 安徽華電工程咨詢設計有限公司;合肥工業大學
• 主分類號: H01H71/32
• 分類號: H01H71/32;H01H71/68
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及相控斷路器領域，特別涉及一種相控斷路器三相永磁操動機構的無模型控制系統。

背景技術

相控概念始于上世紀70年代，在我國，相控技術已被成熟應用于特高壓直流輸電線路換流站高壓濾波器組和大型變壓器的投切控制，其實質是根據不同負載，如并聯電容器、架空輸電線、空載變壓器等的特性，控制開關在電壓或者電流的最佳相位完成合閘和分閘，有效削弱開關瞬態電磁效應。采用相控技術對開關實現選相控制，能有效地削弱開關分、合閘暫態沖擊電壓或電流涌流，有利于減小斷路器觸頭損耗，延長斷路器壽命，改善無功設備運行環境，提高電網電能質量。

現有的相控斷路器三相永磁操動機構在使用時存在一定的弊端，操作過電壓導致投切失敗，電容電流開斷能力有限，投切過電壓、過電流損害無功設備絕緣，無功投切過程存在暫態涌流和操作過電壓以及暫態諧波，不僅對電網設備安全運行造成潛在不利影響，同時在對于諧波要求高的場合，可能直接危害用電負荷的穩定運行，在使用過程中帶來了一定的不利影響，為此，我們提出一種相控斷路器三相永磁操動機構的無模型控制系統。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于提供一種相控斷路器三相永磁操動機構的無模型控制系統，可以有效解決背景技術中的問題。

為實現上述目的，本實用新型采取的技術方案為：

一種相控斷路器三相永磁操動機構的無模型控制系統，包括三相永磁操動機構線圈和斷路器合閘單元，所述三相永磁操動機構線圈的下方設有電磁鐵芯，且三相永磁操動機構線圈的上方設有速度及電流檢測單元，所述速度及電流檢測單元的一側設有A/D轉換器，所述A/D轉換器的一側固定安裝有系統控制器，所述系統控制器的一側設有速度外環控制器，且速度外環控制器的下方設有FPGA占空比發生器，所述速度外環控制器的一側設有電流內環控制器，所述FPGA占空比發生器的一側設有單相全橋驅動單元，且單相全橋驅動單元的下方設有IGBT模塊，所述IGBT模塊的下方設有斷路器，且斷路器的下方設有負載元件，所述斷路器合閘單元的一側設有斷路器分閘單元。

優選的，所述斷路器合閘單元活動安裝在三相永磁操動機構線圈的下方。

優選的，所述A/D轉換器固定安裝在速度及電流檢測單元的一側。

優選的，所述速度外環控制器固定安裝在系統控制器的一側。

優選的，所述IGBT模塊固定安裝在單相全橋驅動單元的下方。

與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果：該相控斷路器三相永磁操動機構的無模型控制系統，根據速度外環、電流內環的輸入輸出數據分別建立速度外環和電流內環的超局部模型，再基于建立的超局部模型分別設計速度外環控制器、電流內環控制器，構成雙閉環無模型控制的相控斷路器三相永磁操動機構控制系統，較之現有的雙閉環PID控制方案，具有動態響應速度快、超調量少、穩態控制精度高的技術優勢，相控斷路器三相永磁操動機構控制系統受到未知擾動或實際擾動變化與離線實驗數據發生偏差時，現有技術方案利用通過對控制電壓與溫度的離線實驗，通過三相永磁操動機構線圈控制勵磁電流的大小，并將實驗數據制成查找表固化到控制系統中，對控制誤差予以補償，提高選相投切的精度，本實用新型采用的無模型控制，基于計及系統未建模動態和未知擾動的超局部模型的準確建立，無需建立查找表，不僅簡化了控制系統設計，而且兼具選相投切精度高及魯棒性強的技術優勢，整個裝置簡單，操作方便，控制和投切的效果相對于傳統方式更好。

附圖說明

圖1為本實用新型一種相控斷路器三相永磁操動機構的無模型控制系統的整體結構示意圖。

圖2為本實用新型一種相控斷路器三相永磁操動機構的無模型控制系統的局部視圖。

圖中：1、三相永磁操動機構線圈；2、電磁鐵芯；3、速度及電流檢測單元；4、A/D轉換器；5、系統控制器；6、速度外環控制器；7、FPGA占空比發生器；8、電流內環控制器；9、單相全橋驅動單元；10、IGBT模塊；11、斷路器；12、負載元件；13、斷路器合閘單元；14、斷路器分閘單元。

具體實施方式

為使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本實用新型。