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高压开关电机操动机构可变负载测试系统的设计

高压开关电机操动机构可变负载测试系统的设计

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作者：贺安东沈阳工业大学

学位级别：硕士

为了检测电机操动机构在不同负载特性下的转矩、转速、行程、三相绕组电流等动态特性,提高操动机构的可靠性,满足国家智能化电网规划建设的需要,本文以设计的可变负载为研究对象,仿真分析了可变负载的运动特性,研制了可变负载装置,设计... 详细信息

为了检测电机操动机构在不同负载特性下的转矩、转速、行程、三相绕组电流等动态特性,提高操动机构的可靠性,满足国家智能化电网规划建设的需要,本文以设计的可变负载为研究对象,仿真分析了可变负载的运动特性,研制了可变负载装置,设计了高压开关电机操动机构性能检测系统。主要研究工作如下：(1)根据驱动电机带不同高压开关在分合闸过程中转角变化范围、负载力矩特性等,设计可变行程及负载反力的电机操动机构测试机械平台。选取机械平台中的运动部分,采用虚拟样机技术建立可变负载的运动及动力学模型。仿真分析机械平台的运动特性、系统中各部件的结构、运动变化规律及部件间的制约关系,给出机械平台在转动过程中负载力矩特性等,确定可变负载机械平台的设计指标,负载转矩可以达到900N-m;负载的行程也可在0-180°内变化,每次调整位置变化最小精度约为10°。(2)研制可变行程及负载反力的电机操动机构机械平台,开展机械平台与驱动电机联机验证实验,将所得到的数据进行分析处理,得到负载反力特性与仿真的结果做比较,验证机械平台运行的可靠性和有效性。根据电机操动机构动作过程的要求,搭建以机械平台为核心的测试系统,选取要采集的电流、电压、转矩、转速参数,采样频率5kHZ,设计选取合适的传感器和外围电路,实现在操作过程中对电机性能的实时检测。(3)通过组态软件开发高压开关电机操动机构性能测试系统上位机程序。上、下位机之间数据通讯通过串口实现,通讯协议为标准的Modbus协议,实现数据在上、下位机可靠传输。根据软件工程和测控系统实际模型提出以被测电机机构对象为核心的程序框架,基于模块化思想,划分测控平台软件系统功能模块,设计简洁、实用的人机交互界面,实现软件系统要能够满足电机机构性能检测任务要求。(4)开展测试系统与电机操动机构联机实验,检测电机操动机构的转速、转矩、行程、电机三相绕组电流等动态特性,又开展了电机饱和特性实验,评估电机饱和特性,电容电压增大到350V时,电机趋于磁饱和,此时,电机输出的最大转矩约为1030N·m。为电机操动机构的设计与研发提供参考。

关键词：可变负载电机操动机构电机性能检测上位机

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