关键词:
交流接触器
电磁结构仿真
合闸相角优化
PWM分时控制
位移闭环控制
摘要:
随着智能电网的发展要求不断提高,电器设备作为智能电网比较重要的一环,如何让电器设备更加智能化和高可靠化成为了电器领域研究的热点问题。交流接触器作为低压电器应用广泛的电器设备之一,分析它在运行中的状态,并通过优化控制策略来提高可靠性和稳定性。这对其他电器实现智能化、高可靠化的研究具有重要的借鉴意义,也将有助于电器智能化的进一步发展。
文章从交流接触器的吸合过程出发,基于CJX2-5011型交流接触器建立仿真模型并进行分合闸控制实验,分析合闸相角和线圈电压对交流接触器吸合过程的影响。分别从减小触头弹跳和优化吸合时间的角度,建立交流接触器的动态性能优化模型。
首先,利用交流接触器触头系统试验平台对交流接触器进行分合闸试验,获取吸合过程中的动态数据。同时建立交流接触器电磁系统的有限元仿真模型,为后续交流接触器的动态特性分析和优化研究提供数据基础。
其次,利用仿真模型分析合闸相角和线圈电压在交流接触器吸合过程中对动态性能的影响,并结合实验结果分析最佳合闸相角的范围以及线圈电压在吸合过程中的调节策略。
然后,从合闸相角的角度将吸合末速度和弹跳时间作为评价指标,并确定它们与合闸相角的函数关系,在最佳合闸相角范围内根据熵权法-功效系数法对其进行最优选择,确定最佳合闸相角;从线圈电压的角度在不同PWM分时控制组合下测试交流接触器动态特性,通过支持向量机回归方法搭建预测模型,并通过改进灰狼算法来优化参数,确定PWM控制占空比组合与吸合时间和闭合末速度的对应关系。在最优合闸相角和占空比的控制策略下,交流接触器的弹跳得到了抑制。
最后,从吸合时间的一致性要求出发,建立基于位移反馈控制的动态仿真模型。通过交流接触器电磁结构的磁路模型分析动铁心位移与电压、电流之间的关系,为无位移传感器控制提供条件;结合位移与吸力的关系建立交流接触器的动态位移闭环控制仿真模型;通过与PWM分时控制策略的结果对比得出,交流接触器在不同电压和合闸相角下,位移反馈闭环控制的闭合时间更加可靠,并且能够在一定程度上减小了弹跳。