面向智能电网的永磁机构通用控制器的研制

【摘要】：电能是现代社会中最广泛的二次能源。电力工业的发展水平,直接关系到社会和经济的安全与发展。然而在电力系统快速发展的同时,与环境、用户需求等之间也存在着许多问题和矛盾。基于这种情况,提出了智能电网的概念。 智能断路器是智能电网的一个重要组成部分。断路器的同步控制是其智能化的一个核心,可以有效减小合闸涌流,消除分闸重燃过电压。永磁机构的出现更是为断路器的智能化创造了很好的条件。针对这种情况,本文设计了一种面向智能电网的永磁机构通用控制器。 本文从永磁机构的工作原理出发,首先深入分析和比较了三种永磁机构的异同点,论证了研制开发通用型永磁机构控制器的可行性。其次,在充分借鉴、吸收了课题组在微机型永磁机构控制器中取得的成功经验的基础上,制定了通用控制器的总体设计方案。在硬件设计方面,率先采用超级电容作为永磁机构的操作电源。其在设计思想上采用了“免调试”和“即插即用”的概念；结构设计上采用了分面板、背插式结构,使装置的调试和维护简单方便；功能设计上采用了以TMS320F2812为核心的单CPU结构,相对于常规的"DSP+MPU"的主从式结构,既简化了系统设计又提高了系统的可靠性。。在软件设计方面,引入嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ,论证了其在F2812上移植的可行性,详细介绍了μC/OS-Ⅱ的移植实现过程。将软件按功能划分为九个任务,确定了任务间的调度机制,着重分析了其中三个主要任务的实现过程和详细的程序流程设计。 最后简要介绍了控制器的调试环境,进行了继电保护和开关动作特性试验。试验结果表明,本文设计的永磁机构通用控制器的各项指标都达到了设计目标。