低壓電器產品的發展
低壓電器技術的發展決定了低壓電器產品的發展。
(一)我國低壓電器產品的發展歷程
近年來,我國低壓電器行業出現了巨大的變化,低壓電器產品發展到了一個嶄新的階段。我國低壓電器產品的發展大致可分為以下三個階段:(1)20世紀60~70年代初,在模仿基礎上設計開發的**代統一設計產品。以CJ10、DW10、DZ10、JR16B等產品為代表,產品結構尺寸大、材料消耗多、性能指標不理想、品種規格不齊全。(2)20世紀70~80年代,是在更新換代和引進國外先進技術制造的**代產品。以CJ20、DW15、DZ20、ME、AE、EWE、AH、B、3TB等產品為代表,技術指標明顯提高,保護特性較完善,體積縮小,結構上適應成套裝置要求,是我國低壓電器的支柱產品。(3)20世紀90年代,跟蹤國外新技術新產品自行開發試制新產品,以DW40、DW45、DZ40、S、CJ40、M、F、3TF等產品為代表,產品性能優良、工作可靠、體積小、電子化、智能化、組合化、模塊化、組合化、模塊化、多功能化,總體技術性能達到或接近國外20世紀80年代末~90年代初水平。雖然已有技術含量較高的第三代電器產品出現,但其市場占有率僅在10%以內。為了盡快提高我國的電力系統、自動控制系統、自動監測系統的自動化水平,必須大力發展第三代電器產品,淘汰和改善老產品,使電器產品在研制、開發、生產、檢測各階段實現**飛躍。
(二)低壓電器行業發展現狀
我國低壓電器工業自1949年后,在一些修理、裝配簡單電器工廠的基礎上逐步發展成能獨立設計、生產的行業,到1979年共有生產企業600多家,總產量3053萬臺,產值12.1億元。經過1985~1986年、1990~1991年兩個發展高峰,1995年低壓電器行業已有生產企業約2000家,年產值80億元(其中機床電器約15億~20億元),年產5億臺件各類低壓電器產品。資料顯示:低壓電器行業工業總產值為53.2億元,工業增加值為9.1億元,產品銷售收入為48.6億元,利潤為2.5億元,出**貨值3.4億元。目前,我國低壓電器制造企業主要集中在北京、天津、遼寧、上海、江蘇、浙江、廣東等地,在促進國民經濟發展的同時,也暴露出許多問題。主要有以下兩點:企業規模偏小,且數量過多。目前我國低壓電器生產企業中,年銷售收入和總資產均在5億元以上的大型企業只有2~4家,絕大多數都是中小企業,導致企業缺乏規模經濟和競爭力;而且,我國低壓電器生產企業由建國初期的600多家,發展到現今的2000多家,企業數量過多,導致經濟資源過于分散,缺乏效率。
區域結構趨同,重復建設嚴重。我國低壓電器行業由于盲目上項目、鋪攤子,地區產業趨同化現象嚴重,低水平重復建設,造成產品生產過剩、能源、原材料利用率低、經濟效益低下以及地區保護、惡性競爭等后果。
(三)低壓電器產品的設計方法及其發展
低壓電器產品的設計過程十分復雜。要設計一臺性能優良、工作可靠、價格合理的低壓電器開關產品,必須經過電氣特性與機械特性的反復計算與研究。即使這樣,設計計算參數與產品實際性能,仍然會有很大差距,必須通過反復的試驗驗證。因此低壓電器產品開發周期長、資金投入大。
對低壓電器產品的設計,首先,必須從傳統的靜態分析、近似計算、經驗分析轉化到基礎電磁機構動態數學模型的優化設計階段。早期電器產品的研制開發,由于條件限制,大都是以靜態特性為研究對象,往往忽略許多不定因素或難以計算的參數。顯然,靜態特性無法準確反映電器在工作過程中的實際特性,因此,設計出來的電器產品性能指標達不到預期目標。
動態特性可以描述電器實際的工作過程與狀態變化,揭示在不同時刻各參量間的關系,表明各參量隨時間的變化規律。在開關電器中,作為電器感測部件的電磁機構,其工作過程是一個電能→磁能→力的轉換過程,同時還要克服機械力做功。因此,慣性大、靈敏度低、動作時間慢、操作頻率低。為了縮短動作時間,就必須加快動作速度,從而使電磁機構的碰撞能量增加,降低了機械壽命。所以,必須建立電磁機構動態過程的優化數學模型。對其進行動態設計。而作為傳統低壓電器產品執行部件的觸頭系統,閉合過程中的彈跳、火花、二次振動熔焊與磨損、閉合狀態的動靜觸頭接觸特性、打開過程的電弧、打開狀態的絕緣問題等等都涉及到動態過程的分析與計算。
采用*新優化設計方法,以遺傳算法建立優化動態數學模型,設計出體積小、重量輕、成本低、價格合理、工作可靠、性能優良的電器產品是電器產品設計技術的一次飛躍。