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基于线圈电流波形识别的真空永磁断路器智能控制器的研究与设计

马力  
【摘要】: 本文首先对双稳态永磁操动机构的原理、静态、动态特性及控制系统进行研究分析。建立了相应的数学模型,并对动态过程进行了分析。通过动态特性的计算,获得永磁操动机构线圈电流随时间变化的曲线。以此理论为基础,本文研究了一种根据永磁机构驱动线圈电流波形来判断触头状态的控制方法,通过对驱动线圈的电流波形检测作为分合闸是否到位的依据,避免了因为位置开关故障导致的可靠性问题。 本文设计和实现了基于线圈电流波形识别的智能控制器,该控制器采用C8051F005微处理器,采用分合闸线圈电流波形作为分合闸控制依据。除此之外,本文设计的控制器还具有自动巡检功能和完善的报警功能。本文将嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ引入到了智能控制器的软件系统中,μC/OS-Ⅱ的多任务机制有效地提高系统的资源利用率。通过引入实时操作系统μC/OS-Ⅱ,不仅提高了系统的实时性和可靠性,也使得软件设计更加模块化,提高了开发效率也便于软件后期维护和修改。 本文还设计了相应的PC端监控软件,该软件为控制器的监控提供了一个直观的人机界面,控制器上传的状态信息、电流波形信息、模块故障信息状态、驱动能源状态信息等在控制界面上实时直观地显示出来。通过该软件亦能对断路器发出分合闸命令、进行远程的参数设置和数据索取。


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