智能化技術在低壓電器中的應用近年來,電器的設計、研制和開發進入了一個嶄新的時代。電器在技術理論和電器產品結構正處于不斷更新和**提高的階段。傳統的有觸點電器在結構原理、*佳結構設計和應用新材料、新工藝方面不斷和完善;真空電器、半導體電器以及其他新型電器如微電子技術和電器技術結合的機電一體化電器或智能化電器亦在開拓發展之中;電器產品向著組合化、成套化發展。將智能化技術引入低壓電器,使低壓電器技術在研究、檢測、生產的各個環節上發生根本的變化。
(一)智能化的控制技術
智能斷路器、智能電動機保護器、智能接觸器等智能電器元件和智能型配電網絡系統應運而生。智能斷路器就是將智能型監控器的功能與斷路器集成在一起,主要是實現了斷路器的智能化。斷路器的保護功能大大加強:可實現長延時、短延時、瞬時過流保護、接地、欠壓保護等保護功能。在斷路器上可顯示電壓、電流、頻率、有功功率無功功率、功率因數等系統運行參數。目前,在供電系統中大量使用軟起動器、變頻器、電力電子調速裝置、不間斷電源等裝置,使電網和配電系統中出現了大量的高次諧波,而模擬式電子斷路器一般只反映故障電流的峰值,造成斷路器在高次諧波的影響下發生誤動作。帶微處理器的智能化斷路器反映的是負載電流的真實有效值,可避免高次諧波的影響。
與傳統的雙金屬片熱繼電器相比,微電子控制的智能式熱繼電器具有一系列優點:可保護電動機過載、斷相、三相不平衡、反相、低電流、接地矢壓、欠壓等故障,并可數字顯示故障類型,保護不同起動條件與工作條件下的電動機,動作特性可靠。
將微處理器引入交流接觸器中,實現智能交流接觸器起動、保護、分斷全過程的優化控制。目前采用了特殊結構的觸頭系統,實現了接觸器的無弧、少弧分斷,大大提高了接觸器的電壽命,實現了交流接觸器技術的重大突破,達******。將微電子技術和計算機技術結合形成智能混合式交流接觸器技術的重大突破,達******。
將微電子技術和計算機技術結合形成智能混合式交流接觸器。在智能交流接觸器基礎上研制的新型智能混合式交流接觸器,只采用三個單相可控硅與接觸器觸頭并聯,就可實現吸合與分斷過程中的無弧運行,從而大大降低混合式交流接觸器的成本,實現了全過程的優化控制,,達到了節能、節材、無聲運行、高操作頻率、高電壽命并且實現了與計算機的雙向通信功能。在智能電器元件的基礎上,研制和開發智能開關柜,使控制系統的自動化程度大大提高。
(二)智能化的設計技術
隨著計算機技術的飛速發展,CAD、CAE和CAM技術使低壓電器的設計與研究跨進了一個新階段,產品開發周期大大縮短。三維計算機輔助設計系統集設計、制造和分析于一體。計算機輔助設計包含結構設計、實體造型、特性分析與動態顯示功能。CAD軟件具有相應的專家模塊,可以很方便的根據性能要求確定電器的結構形式,合理安排激磁系統、反力系統,選擇合理的觸橋類型、滅弧裝置等。低壓電器產品的造型非常復雜,計算機系統可以方便的根據給定的離散數據與工程問題的邊界條件,來定義、生成、控制和處理,從而提供構成產品幾何模型所需要的曲面造型。CAD/CAM技術不僅能夠進行電器的外觀設計,而且還具有很強的計算能力。有限元算法是當今電磁場計算的主要算法之一,具有三維有限元剖分的計算機軟件可幫助電器工程師進行電磁場計算。計算機分析軟件包括運動分析、受力分析、有限元分析、塑料壓注成型分析等等、構思、檢驗產品模型,解決三維幾何模型設計的復雜空間布局等問題。
總之,計算機輔助設計包含了零件設計與裝配直至產品總裝,設計者可以直接在計算機屏幕上觀察、構思、修改、研究、檢查電器產品,大大縮短了產品的設計周期,提高了產品的性能指標,改善了電器工作者的勞動條件。
(三)智能化的檢測技術
要開發性能優良的低壓電器產品,必須要有先進的測試、檢驗手段。20世紀90年代,人們提出了“可測性設計”的觀念。在系統設計開始就同時考慮測試問題,并同時進行可測性設計,縮短了產品的開發周期。研發的光機電電磁電器動態測試裝置,將計算機技術、傳感器技術、電力電子技術與電器技術結合在一起,實現了電器動態過程各參數的可視化實時檢測。應用了軟測量技術、數據事例技術以及模糊識別技術,解決了難以直接測量的特性參數的軟測量、電器動態過程中的疏失誤差以及電器性能的綜合評估等問題。該裝置目前已應用于新型智能交流接觸器的研究與開發中,為深入研究電器的實時*優控制,達到*優運行與大幅度提高其性能指標,縮短設計周期起到了重要的作用。