基于模型预测控制的接触器开关弹跳抑制研究

该文立足于ABB同步开关技术前沿,基于运动轨迹模型预测进行一类接触器通用弹跳抑制策略研究,旨在不改变接触器自身机械结构参数的前提下从算法角度实现永磁接触器的弹跳控制。核心在于建立永磁接触器运动轨迹的动力学方程,通过模型求解探索接触器弹跳发生的数学机理,对接触器驱动电压的幅值与作用时间进行模型预测控制(model predictive control,MPC)预测,以响应时间最短为优化准则,确保动触头与静触头相接触时速度为零,据此给出驱动电压的取值准则。以某10k V电网母线PT烧毁等严重影响电网安全稳定运行的难题为背景进行接触器弹跳抑制研究,实验表明,所开发MPC策略可有效降低高电压补偿器接触器弹跳导致的涌流冲击,可为开发具有中国特色的同步开关技术提供参考基础。

电磁接触器吸合过程无模型自适应控制策略

对电磁接触器吸合运动过程展开研究,旨在通过控制算法提升电磁接触器在不同工作环境和全寿命周期的吸合可靠性,避开接触器复杂的物理建模过程。首先,分析电流闭环控制理念下,电磁接触器吸合过程触头运动的时滞效应,设计兼顾快速动作和弹跳抑制的吸合过程电流闭环控制序列。然后,研究电磁接触器在实际工况下的工作特点,寻找线圈电流与动作时间之间的直接关系,并引入无模型自适应控制方案对电磁机构吸合过程实时在线优化,抑制动作分散性。控制策略不依赖于任何受控对象结构参数,不需要事先建立接触器物理模型,不需要增设传感器,根据在线数据实时优化电磁机构吸合过程控制策略,能够智能、快速地适应外部工作环境的变化和开关自身机械结构的磨损。搭建基于FPGA的快速控制原型系统,验证控制策略的实际效果,实验结果证明该控制策略能够有效抑制不同型号电磁接触器在不同输入电压下的触头弹跳和动作分散性,对电磁开关吸合动作性能的提升很有帮助。