为了满足我国智能电网的发展需求,高压电器设备的智能化水平亟待提高。本文基于126kV真空断路器电机操动机构,研究了高压断路器电机操动机构的相控开关技术。从操动机构的驱动电机本体设计、控制系统研发和断路器相控开关操作实验等方面进行研究,主要开展了以下工作:(1)研究操动机构驱动电机的设计方法。根据断路器的负载特性和相控开关技术的要求,本文提出从切向电磁力角度研究操动机构驱动电机的设计方法,以功率密度高、响应速度快为设计目标,确定驱动电机的主要参数;分析了不同转子结构的优劣性和电枢绕组匝数、线径的配合关系;建立驱动电机电、磁、机械耦合场有限元模型,分析断路器操作过程中驱动电机的磁密分布、电枢绕组电流、电磁转矩、转动角位移等动态特性,验证驱动电机设计方法的有效性。(2)设计操动机构的控制系统。针对高压断路器操动机构动作速度快、操作时间短、运动可靠性高等特点,确定以处理速度快、运算精度高的DSP28335为核心设计了电机操动机构的控制装置,包括主处理器单元、电网电压发生单元、信号采集单元、逆变驱动单元和低压电源模块等;基于DSP开发平台,完成了系统主程序、电网电压相位检测程序、电机转动角位移采集程序和电机绕组电流采集程序等的编写与调试。(3)研究电机操动机构的循迹控制技术。基于126kV真空断路器电机操动机构及其控制系统,搭建了联机实验平台,分析了机械分散性、环境温度等对电机操动机构动作稳定性的影响,提出电机操动机构的循迹控制技术,设计专家PID控制器,开展电机操动机构循迹控制实验,结果表明:电机操动机构循迹动作良好,不同实验条件下,断路器分、合闸时间与预设时间值最大偏差为0.72ms。(4)开展126kV真空断路器电机操动机构的相控开关操作实验。基于电机操动机构的循迹控制,进行了不同条件下的126kV真空断路器电机操动机构相控开关操作实验,实验结果表明:环境温度变化时,断路器相控关合操作的最大目标偏差值为0.75ms,断路器相控开断操作的最大目标偏差值为0.83ms,满足国际大电网会议对相控开关操作精度在±1ms之内的要求。