随着电力电子技术的发展,智能化电器越来越受到广大学者的关注。高压断路器电机操动机构配合现代电力电子技术,能更好地实现断路器的分合闸和自动重合闸操作,提高断路器的可靠性和智能化。本文设计了应用于40.5kV高压真空断路器电机操动机构的驱动电机,并以所设计的驱动电机为研究对象进行了控制策略的研究。本文首先介绍了永磁直流无刷电机(BLDCM)的结构和工作原理;建立了永磁直流无刷电机的数学模型;研究了永磁直流无刷电机的可控性;分析了高压真空断路器的运动特性以及高压真空断路器触头的分合闸速度对断路器性能的影响;给出了在断路器合闸过程中电机操动机构驱动电机的理想转速曲线。经过以上分析,提出以最大转矩和转速为目标参数的操动机构驱动电机设计方法。基于ANSYS软件采用“场算”和“路算”相结合的方法对高压断路器电机操动机构的驱动电机进行设计,确定了燕尾卡槽型为驱动电机的转子结构类型,提出了在电机槽满率和电机安匝数一定的条件下,通过改变电机绕组的匝径比来选择电机绕组的设计方法。然后针对本文所设计的永磁直流无刷驱动电机,对电机操动机构的控制策略进行了研究,提出了基于径向基函数神经网络的PID控制(RBF-PID)的电机运动过程控制方法。基于MATLAB软件建立驱动电机的双闭环控制系统动态仿真模型,对PID参数进行调试,并对控制系统进行了仿真和分析,结果表明常规的PID控制系统在整个速度调节的过程中不能达到良好的跟踪作用。为了达到更好的控制效果,采用径向基函数人工神经网络控制方法对原有的PID控制进行改进,并对两个控制系统进行了仿真分析和对比,结果表明RBF-PID控制系统能对电机的速度进行快速有效的调节,跟踪效果明显优于常规的PID控制。本文的最后开展电机操动机构联机试验。搭建驱动电机的控制平台,完成电机的控制试验、区间调试试验和智能控制试验,试验结果表明所设计的驱动电机合理可靠,所设计的控制系统和控制方法可行。