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永磁接触器是一种基于新原理的开关电器,有节能降噪等诸多优点,具有广阔的市场推广应用前景。永磁接触器需要-控制电路来实现其各种控制、保护和智能化功能,因此,其控制技术进行深入研究与开发,对提高永磁接触器的静动态性能具有重要的理论意义和工程应用价值。
本文在分析永磁操动机构的工作原理的基础上,以圆柱形永磁机构为研究对象,分析了分合闸过程动力学特性,采用有限元方法计算了电磁力,得到了其运动过程的力学和电路的设计要求,为永磁接触器控制电路的正确设计提供了理论依据。
为了解决永磁接触器合闸时控制单元的过渡时间远比操动机构的动作时间长的问题,本文在模拟控制电路中引入了针对储能电容电压的反馈-保持电路,利用反馈信号快速关断合闸主回路,显著减少了控制单元的合闸过渡时间。在对合闸主电路的电路分析的基础上,进行数字仿真,给出了合闸过程中储能电容电压和线圈电流与时间的非线性关系,得出了关断合闸主回路的合理动作时间。在开发的25A永磁接触器样机上进行了不同相角下的合闸实验,实验结果与仿真结果一致。
为了建立能够对分合闸动态过程进行精确控制的智能控制系统,本文还设计了一种基于TMS320F2812的DSP数字化测量、控制和处理单元为核心的永磁接触器控制电路,给出了控制器的硬件和软件设计,并进行实验测试。针对不同脉冲条件下的触头弹跳情况、合闸弹跳控制、电流过零点分断等问题进行了深入研究。研究结果表明,基于DSP数字控制的永磁接触器工作可靠稳定,在合理的脉冲条件下,合闸触头弹跳可以得到有效控制,同时基本实现了主回路电流过零点分断的设计目标。