电机操动机构结构配置拓扑灵活,零部件少,可靠性高,其运动行为及速度特性和出力特性均可调控。将其与现代控制技术相结合并用于高压断路器分合闸驱动,能实现断路器在不同工况下的开断与关合下。保证不同故障条件下保护时实性和可控性,以满足IEC和GB等标准要求,得到较为理想的开关系统运动特性控制曲线和机械寿命。本文基于直线电机电磁推力特性分析,在用PWM变频器供电下,以圆筒型永磁直线电机为断路器操动机构,以电磁推力平稳、响应速度快为设计目标,确定圆筒形直线电机结构及主要参数;通过有限元数值计算,进行电机本体运动特性和出力特性分析。针对高压断路器操动机构动作迅速、动作时间短、分合闸过程可控性强等IEC和GB标准要求,以圆筒型直线电机为控制电机,以DSP为核心控制系统的控制装置,提出并设计真空断路器电机操动机构软硬件控制系统。主要工作包括电机操动机构的硬件模块设计、自编程设计、仿真模拟及电机电磁推力数值分析四部分。以DSP28335处理芯片配AD转换模块、IGBT及驱动模块、电机电流采集及电机动子位置检测模块辅助操作模块,实现硬件控制系统设计。设计采用面板控制单片机模块,实现PWM波形储存与修改。软件系统设计包括控制主程序、IGBT过电流保护等自编程与调试。以原有直线电机为本体对其进行参数改造,通过数值仿真模拟进行比较分析,分析了不同槽极数配合、定子铁芯长度、极弧系数、齿槽比下推力波动及其对电机运动特性的影响,找到电机结构参数与断路器灭弧本体的配合关系,以126kV高压真空断路器为分析对象,进行灭弧系统与机构联合仿真与分析。