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为了有效控制高压GIS(Gas Insulated Switchgear,GIS)隔离开关电机操动机构的分、合闸运动过程,提高操作过程的智能化水平,满足国家智能化电网规划建设的需要,本文以550kV GIS隔离开关电机操动机构为研究对象,分析了电机操动机构运动特性,设计了隔离开关电机操动机构控制系统。主要研究工作如下:(1)研究隔离开关与电机操动机构的动力及运动特性配合关系,分析电机操动机构的可控性。建立电机操动机构的运动及动力学模型,通过分析隔离开关传动连杆与电机操动机构的相对运动过程,得到触头侧行程与电机操动机构侧转角的对应关系。采用解析法计算电机操动机构在分、合闸运动过程中,驱动电机主轴侧的等效负载转矩和等效转动惯量。分析电机操动机构工作特性,对电机操动机构可控性进行分析,采用脉宽调制技术调节驱动电机绕组电压,实现对隔离开关触头速度的有效控制。(2)分析隔离开关电机操动机构的运动过程及同步关合技术,提出电机操动机构运动过程分段式PID控制策略。针对驱动电机工作在启动状态时,电机转速变化范围大,常规PID控制参数固定,导致其输出控制量达到饱和状态这一缺点,提出在隔离开关电机操动机构的运动过程中不同行程阶段采用不同控制参数的PID控制策略,以满足控制系统在整个运动过程中能够对电机操动机构进行有效的调速控制,并实现其选相关合技术。(3)设计隔离开关电机操动机构控制系统。研制以TMS320F28335为核心处理器的控制装置,主要包括A/D转换模块、PWM隔离驱动模块及IGBT逆变电路等外围硬件电路。软件程序设计部分采用模块化的编程思想,完成控制电路的软件程序编写,实现隔离开关电机操动机构动作过程的智能化控制。(4)开展电机操动机构的联机实验。建立550kV GIS隔离开关电机操动机构实验平台,完成了常规分、合闸实验和调速合闸实验。结果表明,隔离开关电机操动机构的速度特性满足隔离开关机械性能要求且具有良好的可控性。完成隔离开关选相关关合实验的相关软件设计及硬件电路调试,初步结合40.5kV隔离开关完成零点关合实验以验证上述所设计控制系统的有效性。结果表明,本文设计的控制系统,能够对开关触头运动过程进行良好的控制,实现零点关合时间误差在±1ms以内。