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智能化技术在低压电器中的应用

智能化技术在低压电器中的应用近年来,电器的设计、研制和开发进入了一个崭新的时代。电器在技术理论和电器产品结构正处于不断更新和**提高的阶段。传统的有触点电器在结构原理、*佳结构设计和应用新材料、新工艺方面不断和完善;真空电器、半导体电器以及其他新型电器如微电子技术和电器技术结合的机电一体化电器或智能化电器亦在开拓发展之中;电器产品向着组合化、成套化发展。将智能化技术引入低压电器,使低压电器技术在研究、检测、生产的各个环节上发生根本的变化。

(一)智能化的控制技术

智能断路器、智能电动机保护器、智能接触器等智能电器元件和智能型配电网络系统应运而生。智能断路器就是将智能型监控器的功能与断路器集成在一起,主要是实现了断路器的智能化。断路器的保护功能大大加强:可实现长延时、短延时、瞬时过流保护、接地、欠压保护等保护功能。在断路器上可显示电压、电流、频率、有功功率无功功率、功率因数等系统运行参数。目前,在供电系统中大量使用软起动器、变频器、电力电子调速装置、不间断电源等装置,使电网和配电系统中出现了大量的高次谐波,而模拟式电子断路器一般只反映故障电流的峰值,造成断路器在高次谐波的影响下发生误动作。带微处理器的智能化断路器反映的是负载电流的真实有效值,可避免高次谐波的影响。

与传统的双金属片热继电器相比,微电子控制的智能式热继电器具有一系列优点:可保护电动机过载、断相、三相不平衡、反相、低电流、接地矢压、欠压等故障,并可数字显示故障类型,保护不同起动条件与工作条件下的电动机,动作特性可靠。

将微处理器引入交流接触器中,实现智能交流接触器起动、保护、分断全过程的优化控制。目前采用了特殊结构的触头系统,实现了接触器的无弧、少弧分断,大大提高了接触器的电寿命,实现了交流接触器技术的重大突破,达国际先进水平。将微电子技术和计算机技术结合形成智能混合式交流接触器技术的重大突破,达国际先进水平。

将微电子技术和计算机技术结合形成智能混合式交流接触器。在智能交流接触器基础上研制的新型智能混合式交流接触器,只采用三个单相可控硅与接触器触头并联,就可实现吸合与分断过程中的无弧运行,从而大大降低混合式交流接触器的成本,实现了全过程的优化控制,,达到了节能、节材、无声运行、高操作频率、高电寿命并且实现了与计算机的双向通信功能。在智能电器元件的基础上,研制和开发智能开关柜,使控制系统的自动化程度大大提高。

(二)智能化的设计技术

随着计算机技术的飞速发展,CAD、CAE和CAM技术使低压电器的设计与研究跨进了一个新阶段,产品开发周期大大缩短。三维计算机辅助设计系统集设计、制造和分析于一体。计算机辅助设计包含结构设计、实体造型、特性分析与动态显示功能。CAD软件具有相应的专家模块,可以很方便的根据性能要求确定电器的结构形式,合理安排激磁系统、反力系统,选择合理的触桥类型、灭弧装置等。低压电器产品的造型非常复杂,计算机系统可以方便的根据给定的离散数据与工程问题的边界条件,来定义、生成、控制和处理,从而提供构成产品几何模型所需要的曲面造型。CAD/CAM技术不仅能够进行电器的外观设计,而且还具有很强的计算能力。有限元算法是当今电磁场计算的主要算法之一,具有三维有限元剖分的计算机软件可帮助电器工程师进行电磁场计算。计算机分析软件包括运动分析、受力分析、有限元分析、塑料压注成型分析等等、构思、检验产品模型,解决三维几何模型设计的复杂空间布局等问题。

总之,计算机辅助设计包含了零件设计与装配直至产品总装,设计者可以直接在计算机屏幕上观察、构思、修改、研究、检查电器产品,大大缩短了产品的设计周期,提高了产品的性能指标,改善了电器工作者的劳动条件。

(三)智能化的检测技术

要开发性能优良的低压电器产品,必须要有先进的测试、检验手段。20世纪90年代,人们提出了“可测性设计”的观念。在系统设计开始就同时考虑测试问题,并同时进行可测性设计,缩短了产品的开发周期。研发的光机电电磁电器动态测试装置,将计算机技术、传感器技术、电力电子技术与电器技术结合在一起,实现了电器动态过程各参数的可视化实时检测。应用了软测量技术、数据事例技术以及模糊识别技术,解决了难以直接测量的特性参数的软测量、电器动态过程中的疏失误差以及电器性能的综合评估等问题。该装置目前已应用于新型智能交流接触器的研究与开发中,为深入研究电器的实时*优控制,达到*优运行与大幅度提高其性能指标,缩短设计周期起到了重要的作用。

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