新技術(shù)在低壓電器行業(yè)的應(yīng)用

新技術(shù)在低壓電器行業(yè)的應(yīng)用

隨著低壓配電與控制系統(tǒng)的日益復(fù)雜化，市場(chǎng)對(duì)低壓電器產(chǎn)品的性能與結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。電器產(chǎn)品的改進(jìn)和發(fā)展，與新技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用是密不可分的。新技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用直接影響到市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的需求是否可能實(shí)現(xiàn);標(biāo)準(zhǔn)的制定直接制約著產(chǎn)品是否可以在市場(chǎng)上使用，決定了產(chǎn)品的發(fā)展方向。其新技術(shù)包括現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、智能化技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)以及模擬仿真技術(shù)。

1現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

電器在工作過程中涉及到電、磁、光、熱、力、機(jī)械、材料、電接觸、可靠性等方面的原理與技術(shù)。電、磁、光、熱、力、機(jī)械等能量的轉(zhuǎn)換規(guī)律大多是非線性的，許多現(xiàn)象是一種瞬態(tài)過程，使得低壓電器的理論分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、性能檢驗(yàn)變得極為復(fù)雜。在分析與設(shè)計(jì)低壓電器產(chǎn)品時(shí)，除采用低壓電器傳統(tǒng)理論基礎(chǔ)進(jìn)行必要的理論推導(dǎo)、分析計(jì)算之外、還使用了大量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。因此要設(shè)計(jì)出性能良好、價(jià)格合理的低壓電器產(chǎn)品十分困難。

低壓電器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程十分復(fù)雜，要經(jīng)過電器特性與機(jī)械特性的反復(fù)計(jì)算與研究。即使這樣，設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)與產(chǎn)品實(shí)際性能，仍存在很大差距，必須通過反復(fù)的試驗(yàn)驗(yàn)證。因此低壓電器產(chǎn)品開發(fā)周期長(zhǎng)、資金投入大。

采用最新優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，以遺傳算法建立優(yōu)化動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，可設(shè)計(jì)出體積小、重量輕、成本低、價(jià)格合理、工作可靠性能良好的電器產(chǎn)品。

同時(shí)，三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用也使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程變得簡(jiǎn)單、直觀。三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)集設(shè)計(jì)、制造和分析于一身、從零件設(shè)計(jì)、裝配直至產(chǎn)品總裝，設(shè)計(jì)者都可以在計(jì)算機(jī)屏幕上直接觀察零件裝配中的干涉與碰撞以及開關(guān)電器閉合、分?jǐn)噙^程中運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作情況及相關(guān)參數(shù)(如觸頭開距)，從而保證了設(shè)計(jì)正確性，為低壓電器產(chǎn)品試制跨越模型階段創(chuàng)造了條件。設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品開發(fā)的任何階段對(duì)產(chǎn)品任一處所作的修改都能自動(dòng)反映到相關(guān)零件的修改。同時(shí)，三維軟件系統(tǒng)根據(jù)完成的零件設(shè)計(jì)自動(dòng)轉(zhuǎn)去進(jìn)行零件模具設(shè)計(jì)，大大縮短了產(chǎn)品的試制時(shí)間和產(chǎn)品開發(fā)周期，提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。

2智能化技術(shù)的應(yīng)用

智能化技術(shù)在低壓電器中的應(yīng)用，使低壓電器技術(shù)在研究、檢測(cè)、生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)上發(fā)生了根本的變化。

①智能化的控制技術(shù)

智能電器元件和智能型配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用而生。智能斷路器是將智能型監(jiān)控器的功能與斷路器集成在一起，主要實(shí)現(xiàn)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(fù)載電流的真實(shí)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(tǒng)的雙金屬片熱繼電器相比，可保護(hù)電動(dòng)機(jī)過載、斷相、三相不平衡、反相、低電流、接地欠壓等故障，并可數(shù)字顯示故障類型，保護(hù)不同起動(dòng)條件與工作條件下的電動(dòng)機(jī)，動(dòng)作特性可靠。在智能電器元件的基礎(chǔ)上，研制和開發(fā)智能開關(guān)柜，有力提高了控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。

②智能化的檢測(cè)技術(shù)

光機(jī)電電磁電器動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置應(yīng)用于新型智能交流接觸器的研究與開發(fā)中，為深入研究電器的實(shí)時(shí)最優(yōu)控制，達(dá)到最優(yōu)運(yùn)行與大幅度提高其性能指標(biāo)，縮短設(shè)計(jì)周期起到了重要的作用。

3現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)總線是一種造價(jià)低、可靠性強(qiáng)并適合工業(yè)環(huán)境使用的通信系統(tǒng)，傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)需用多芯電纜讓數(shù)據(jù)并行傳送，而現(xiàn)場(chǎng)總線僅需一根雙芯電纜，使布線非常簡(jiǎn)單，減少了安裝維護(hù)費(fèi)用?，F(xiàn)場(chǎng)總線按國家標(biāo)準(zhǔn)采用統(tǒng)一的通信規(guī)范，因而它具有很好的互換性和互操作性。它是與生產(chǎn)廠商無關(guān)的系統(tǒng)，各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備只要按照這種規(guī)范和協(xié)議生產(chǎn)都可以在網(wǎng)絡(luò)上使用?，F(xiàn)場(chǎng)總線生產(chǎn)工廠能提供現(xiàn)場(chǎng)總線各種標(biāo)準(zhǔn)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(hù)，適合于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備分散布置的特點(diǎn)。

可通信低壓電器可以安裝在帶總線系統(tǒng)的智能化開關(guān)柜內(nèi)，也可以安裝在被控制設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，通過總線與上位機(jī)連接，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，并使系統(tǒng)具有四遙功能。采用現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)后，低壓控制柜，特別是原馬達(dá)控制中心每一個(gè)抽屜發(fā)展成為獨(dú)立的智能化控制單元，直接安裝在現(xiàn)場(chǎng)，通過現(xiàn)場(chǎng)總線與上位機(jī)連接起來。很大程度上節(jié)省了主回路電纜和二次控制線?？偩€技術(shù)的應(yīng)用給低壓配電和控制系統(tǒng)帶來了一場(chǎng)新的革命。

4虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用

為使電器產(chǎn)品滿足預(yù)期的技術(shù)條件，必須經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)。計(jì)算機(jī)模擬與仿真技術(shù)的應(yīng)用可以在樣機(jī)制作前，精確掌握電器產(chǎn)品的性能，減少重復(fù)樣機(jī)制作，降低試驗(yàn)費(fèi)用，加快產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品性能指標(biāo)。

低壓電器的基本特性包括通斷能力、溫升、零部件的強(qiáng)度、熱穩(wěn)定、絕緣性能及其他電氣性能等。這就需要對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的電磁場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、磁場(chǎng)等物理場(chǎng)進(jìn)行仿真和分析。通過計(jì)算仿真可以得到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可行性方案，滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求。但是，想要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)最佳，就必須將仿真技術(shù)與最優(yōu)化方法結(jié)合起來，才能達(dá)到預(yù)期效果。隨著計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的迅速發(fā)展，虛擬技術(shù)將引入低壓電器的設(shè)計(jì)領(lǐng)域。設(shè)計(jì)出可以在虛擬環(huán)境中，對(duì)電器產(chǎn)品進(jìn)行仿真與優(yōu)化，這使我國低壓電器的設(shè)計(jì)、研究達(dá)到了一個(gè)新的階段。