[發明專利]一種接觸器的單磁鏈閉環自校正控制裝置及方法

有效

• 申請號: 202110544099.1
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113270293B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 湯龍飛;陳煒
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H01H47/22
• 分類號: H01H47/22;H01H47/32
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳鼎桂;蔡學俊

本發明涉及一種接觸器的單磁鏈閉環自校正控制裝置，包括依次連接的整流橋、三態驅動電路和嵌入式控制系統；所述嵌入式控制系統包括磁鏈閉環調節器、磁鏈尋優檢測模塊、時序模塊、切換開關、電壓積分磁鏈觀測器和磁鏈閉環狀態觀測器；所述磁鏈閉環調節器、磁鏈尋優檢測模塊、時序模塊依次連接；所述切換開關與嵌入式控制系統包括磁鏈閉環調節器、磁鏈尋優檢測模塊、時序模塊、電壓積分磁鏈觀測器和磁鏈閉環狀態觀測器分別連接；所述磁鏈閉環狀態觀測器還與磁鏈尋優檢測模塊連接。本發明實現自動優化磁鏈，改善磁鏈閉環控制下，接觸器吸合過程的觸頭彈跳及保持過程的節能水平。

技術領域

本發明涉及電器控制領域，具體涉及一種接觸器的單磁鏈閉環自校正控制裝置及方法。

背景技術

電網系統愈加智能化和復雜化，而接觸器正是其核心組成部分之一，性能指標直接影響整個電網控制系統的安全、穩定。針對傳統交流接觸器存在觸頭彈跳嚴重、保持功耗高，運行噪聲大等問題，已有大量學者在本體設計和智能控制上做了改進。目前，脈沖寬度調制(PWM)技術已廣泛應用于接觸器控制中，大多控制策略均是在線圈電壓或電流閉環控制的基礎上進行復雜的優化控制，提高了接觸器的動態性能。保持過程在恒流閉環下，因外界振動導致動靜鐵心間氣隙突然增大時，線圈電流會被迫上升，電流閉環進入惡性循環，從而停止激磁，加劇動鐵心的分離。這一電流閉環控制在保持過程中的固有缺陷制約著接觸器在高振動、強沖擊環境中的應用。由于接觸器大部分時間工作在保持狀態，消耗大量的電能，因此實現接觸器的節能保持具有重要的經濟效益。較高的保持電流雖然可以一定程度上提高保持可靠性，但仍無法從根本上避免電流閉環的固有缺陷，同時也會增加線圈損耗；而較低的保持電流更容易使接觸器陷入電流閉環的惡性循環中，降低保持可靠性。因此，設計一種智能控制方案，避免電流閉環保持的固有缺陷，兼顧節能保持和可靠保持，對接觸器的運行可靠性及經濟性起著至關重要的作用。

目前已有學者提出磁鏈外環控制電流內環的雙閉環結構，取得較好的彈跳抑制及節能保持效果。但雙閉環控制結構導致外環磁鏈的響應速度嚴重受制于內環電流的控制速度，不利于磁鏈的快速調節，且并未給出磁鏈參數的自校正方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種接觸器的單磁鏈閉環自校正控制裝置及方法，實現自動優化磁鏈，改善磁鏈閉環控制下，接觸器吸合過程的觸頭彈跳及保持過程的節能水平。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種接觸器的單磁鏈閉環自校正控制裝置，包括依次連接的整流橋、三態驅動電路和嵌入式控制系統；所述嵌入式控制系統包括磁鏈閉環調節器、磁鏈尋優檢測模塊、時序模塊、切換開關、電壓積分磁鏈觀測器和磁鏈閉環狀態觀測器；所述磁鏈閉環調節器、磁鏈尋優檢測模塊、時序模塊依次連接；所述切換開關與嵌入式控制系統包括磁鏈閉環調節器、磁鏈尋優檢測模塊、時序模塊、電壓積分磁鏈觀測器和磁鏈閉環狀態觀測器分別連接；所述磁鏈閉環狀態觀測器還與磁鏈尋優檢測模塊連接。

進一步的，所述三態驅動電路設有電壓傳感器和電流傳感器。

進一步的，所述磁鏈閉環調節器采用滯環控制方法來構建，具體如下:實際磁鏈ψ與磁鏈參考值ψ_ref比較，得到磁鏈誤差△ψ，△ψ0時，采用+1態電路，使磁鏈快速上升；0△ψε時，采用0態電路，使磁鏈緩慢下降；而△ψε時，采用-1態電路，使磁鏈快速下降；之后選定的電壓狀態輸入選擇表，將其轉換成S₁、S₄的驅動信號，用于控制三態驅動電路。

一種接觸器的單磁鏈閉環自校正控制裝置的控制方法，包括以下步驟：

在三態驅動電路中加入電壓、電流傳感器，測得線圈的電壓u_coil、電流i_coil送入磁鏈觀測器，實時計算積分磁鏈及閉環狀態磁鏈

時序模塊控制接觸器進入起動、保持和分斷過程，同時控制切換開關選擇合適的磁鏈觀測值來合成實際磁鏈