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新技術在低壓電器行業的應用

文章出處:安高電氣人氣:-发表时间:2016-11-17 13:44【
摘要 : 隨著低壓配電與控制系統的日益複雜化,市場對低壓電器産品的性能與結構提出了更高的要求。電器産品的改進和發展,與新技術和標准的應用是密不可分的。新技術發展和應用直接影響到市場對産品的需求是否可能實現;標准的制定直接制約著産品是否可以在市場上使用,決定了産品的發展方向。其新技術包括現代設計技術、智能化技術、現場總線技術以及模擬仿真技術。

隨著低壓配電與控制系統的日益複雜化,市場對低壓電器産品的性能與結構提出了更高的要求。電器産品的改進和發展,與新技術和標准的應用是密不可分的。新技術發展和應用直接影響到市場對産品的需求是否可能實現;標准的制定直接制約著産品是否可以在市場上使用,決定了産品的發展方向。其新技術包括現代設計技術、智能化技術、現場總線技術以及模擬仿真技術。

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現代設計技術的發展與應用

電器在工作過程中涉及到電、磁、光、熱、力、機械、材料、電接觸、可靠性等方面的原理與技術。電、磁、光、熱、力、機械等能量的轉換規律大多是非線性的,許多現象是一種瞬態過程,使得低壓電器的理論分析、産品設計、性能檢驗變得極爲複雜。在分析與設計低壓電器産品時,除采用低壓電器傳統理論基礎進行必要的理論推導、分析計算之外、還使用了大量的經驗數據。因此要設計出性能良好、價格合理的低壓電器産品十分困難。

低壓電器産品的設計過程十分複雜,要經過電器特性與機械特性的反複計算與研究。即使這樣,設計計算參數與産品實際性能,仍存在很大差距,必須通過反複的試驗驗證。因此低壓電器産品開發周期長、資金投入大。


采用最新優化設計方法,以遺傳算法建立優化動態數學模型,可設計出體積小、重量輕、成本低、價格合理、工作可靠性能良好的電器産品。


同時,三維計算機輔助設計系統的應用也使産品的設計過程變得簡單、直觀。三維計算機輔助設計系統集設計、制造和分析于一身、從零件設計、裝配直至産品總裝,設計者都可以在計算機屏幕上直接觀察零件裝配中的幹涉與碰撞以及開關電器閉合、分斷過程中運動部件的動作情況及相關參數(如觸頭開距),從而保證了設計正確性,爲低壓電器産品試制跨越模型階段創造了條件。設計人員在産品開發的任何階段對産品任一處所作的修改都能自動反映到相關零件的修改。同時,三維軟件系統根據完成的零件設計自動轉去進行零件模具設計,大大縮短了産品的試制時間和産品開發周期,提高了企業的競爭能力。

2
智能化技術的應用

智能化技術在低壓電器中的應用,使低壓電器技術在研究、檢測、生産的各個環節上發生了根本的變化。

①智能化的控制技術

智能電器元件和智能型配電網絡系統應用而生。智能斷路器是將智能型監控器的功能與斷路器集成在一起,主要實現了斷路器的智能化,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。


微電子控制的智能式熱繼電器與傳統的雙金屬片熱繼電器相比,可保護電動機過載、斷相、三相不平衡、反相、低電流、接地欠壓等故障,並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。在智能電器元件的基礎上,研制和開發智能開關櫃,有力提高了控制系統的自動化程度。


②智能化的檢測技術

光機電電磁電器動態測試裝置應用于新型智能交流接觸器的研究與開發中,爲深入研究電器的實時最優控制,達到最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。

3
現場總線技術的應用

現場總線是一種造價低、可靠性強並適合工業環境使用的通信系統,傳統的通信系統需用多芯電纜讓數據並行傳送,而現場總線僅需一根雙芯電纜,使布線非常簡單,減少了安裝維護費用。現場總線按國家標准采用統一的通信規範,因而它具有很好的互換性和互操作性。它是與生産廠商無關的系統,各種現場設備只要按照這種規範和協議生産都可以在網絡上使用。現場總線生産工廠能提供現場總線各種標准部件,包括接口、各種中間繼電器、模塊化Ⅰ/O站等,便于安裝和維護,適合于現場設備分散布置的特點。


可通信低壓電器可以安裝在帶總線系統的智能化開關櫃內,也可以安裝在被控制設備現場,通過總線與上位機連接,進行實時數據交換,並使系統具有四遙功能。采用現場總線系統後,低壓控制櫃,特別是原馬達控制中心每一個抽屜發展成爲獨立的智能化控制單元,直接安裝在現場,通過現場總線與上位機連接起來。很大程度上節省了主回路電纜和二次控制線。總線技術的應用給低壓配電和控制系統帶來了一場新的革命。

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虛擬仿真技術的應用

爲使電器産品滿足預期的技術條件,必須經過反複試驗。計算機模擬與仿真技術的應用可以在樣機制作前,精確掌握電器産品的性能,減少重複樣機制作,降低試驗費用,加快産品開發周期,提高産品性能指標。


低壓電器的基本特性包括通斷能力、溫升、零部件的強度、熱穩定、絕緣性能及其他電氣性能等。這就需要對設計對象的電磁場、應力場、磁場等物理場進行仿真和分析。通過計算仿真可以得到産品設計的可行性方案,滿足産品的技術要求。但是,想要實現經濟技術指標最佳,就必須將仿真技術與最優化方法結合起來,才能達到預期效果。隨著計算機圖形技術的迅速發展,虛擬技術將引入低壓電器的設計領域。設計出可以在虛擬環境中,對電器産品進行仿真與優化,這使我國低壓電器的設計、研究達到了一個新的階段。

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