永磁真空開關(guān)操動電源系統(tǒng)的研究.pdf

1、在高壓開關(guān)領(lǐng)域六氟化硫(SF6)開關(guān)和真空開關(guān)占有主導(dǎo)地位。由于SF6是一種溫室效應(yīng)氣體，必須對它的使用進行限制。真空開關(guān)是最近二、三十年發(fā)展起來的新一代開關(guān)電器，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ碾娏﹂_關(guān)。真空開關(guān)中的操動機構(gòu)經(jīng)歷了從彈簧操動機構(gòu)、電磁操動機構(gòu)到近年來發(fā)展使用的永磁操動機構(gòu)。永磁操動機構(gòu)是真空開關(guān)中的動力系統(tǒng)，主要完成真空開關(guān)的分、合閘功能。作為永磁操動機構(gòu)重要部分的供能系統(tǒng)，一直以來沒有得到很好的解決。本文首先介紹了基本開關(guān)變換器

2、的工作原理，分析了大電容條件下Buck類變換器動態(tài)和穩(wěn)態(tài)過程的工作原理，為電容充電電源的設(shè)計給出了理論基礎(chǔ)。針對真空開關(guān)的不同需求分別提出了不同的解決方案。由于光控模塊真空開關(guān)單元(FCVIM)采用鉛酸蓄電池作為蓄能單元，可采用基于電流型控制芯片UC3845的單端反激變換電路，實現(xiàn)三段式充電，滿足了鉛酸蓄電池免維護充電條件。其電容充電電源采用推挽式變換電路，減小了MOSFET的電流應(yīng)力；采用基于UC3846電流型控制芯片，簡化了電流保護

3、電路，避免了推挽變換器工作時磁芯偏磁導(dǎo)致的事故發(fā)生。本文設(shè)計了鉛酸蓄電池充電電路，詳細分析了鉛酸蓄電池充電電源的工作原理；設(shè)計并完成了電容充電電源電路，分析了電容充電電源的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)過程，包括充電過程和充滿電時的空載過程。給出了電容充電電源的關(guān)鍵波形及充電時電容上電壓的變化曲線，實驗證明了推挽變換器非常適合于用作低電壓輸入的電容充電電源。針對永磁操動機構(gòu)中要求同時充電的電容器數(shù)目的增加，提出了基于UCC2897電流模式控制的有源箝位正激