真空斷路器磁電速度傳感器的設(shè)計與優(yōu)化.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在電力輸配電系統(tǒng)中,真空斷路器是應(yīng)用最為廣泛的開關(guān)設(shè)備。當(dāng)系統(tǒng)一切正常時,真空斷路器起到控制作用,用來將線路或者線路中的設(shè)備從系統(tǒng)中接入或者斷開;當(dāng)系統(tǒng)中線路或者設(shè)備出現(xiàn)問題時,真空斷路器起到保護(hù)作用,用來將出現(xiàn)問題的線路快速從系統(tǒng)中切斷,以便保護(hù)其他沒有出現(xiàn)問題的設(shè)備正常運(yùn)行。所以,真空斷路器在電力輸配電系統(tǒng)中起著控制和保護(hù)兩種作用,其狀態(tài)參數(shù)是否正常關(guān)系著整個系統(tǒng)能否正常運(yùn)行。
  本文選取了動觸頭分合閘平均速度這一對真空斷路

2、器開斷性能起著至關(guān)重要作用的狀態(tài)參數(shù)作為檢測信號,綜合運(yùn)用現(xiàn)代傳感器技術(shù)和有限元分析理論設(shè)計出一個磁電速度傳感器,用來對真空斷路器分合閘速度進(jìn)行檢測。主要做了以下內(nèi)容:
  首先,分析了磁電速度傳感器不需要外接電源,輸出阻抗小,不需要高增益放大器,電路簡單,性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)上選擇了壽命更長的動鐵型磁電傳感器,通過對輸出感應(yīng)電動勢公式的變換以及對永磁體磁場分布的有限元分析推測出雙線圈的結(jié)構(gòu)可以改善傳感器靈敏度,利用有限元分析軟

3、件對同匝數(shù)的雙線圈和單線圈結(jié)構(gòu)輸出特性進(jìn)行比較,結(jié)果表明雙線圈的傳感器靈敏度更高。從而確定了傳感器結(jié)構(gòu)。
  然后,結(jié)合真空斷路器中安裝傳感器的空間大小,通過計算對永磁體、線圈以及線圈骨架的尺寸有了初步的設(shè)計。根據(jù)傳感器輸出特性方程推測雙線圈反串聯(lián)的連接方式可以改善傳感器的線性度,利用有限元分析軟件中場計算功能對這種結(jié)構(gòu)下磁通量變化情況進(jìn)行計算,將后處理的數(shù)據(jù)結(jié)果導(dǎo)入數(shù)據(jù)處理軟件中,對傳感器線性度和靈敏度這兩個重要性能指標(biāo)進(jìn)行直觀

4、分析。結(jié)果表明雖然雙線圈反串聯(lián)結(jié)構(gòu)比正串聯(lián)結(jié)構(gòu)靈敏度小一些,但線性度改善很多。從而確定了線圈的連接方式,同時由靈敏度公式得出測速的理論依據(jù)。
  最后,分析了線圈徑向匝數(shù)、線圈軸向?qū)訑?shù)以及兩線圈之間的距離的大小的變化對傳感器性能的影響,利用有限元分析軟件中的參數(shù)化分析對傳感器線圈以及兩線圈之間的距離尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,確定最優(yōu)尺寸,完成了磁電傳感器的優(yōu)化過程。之后,通過實(shí)驗對最優(yōu)化后的磁電傳感器結(jié)構(gòu)的合理性以及性能的可靠性進(jìn)行了分析

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