新技术在低压电器行业的应用

新技术在低压电器行业的应用

随着低压配电与控制系统的日益复杂化，市场对低压电器产品的性能与结构提出了更高的要求。电器产品的改进和发展，与新技术和标准的应用是密不可分的。新技术发展和应用直接影响到市场对产品的需求是否可能实现;标准的制定直接制约着产品是否可以在市场上使用，决定了产品的发展方向。其新技术包括现代设计技术、智能化技术、现场总线技术以及模拟仿真技术。

1现代设计技术的发展与应用

电器在工作过程中涉及到电、磁、光、热、力、机械、材料、电接触、可靠性等方面的原理与技术。电、磁、光、热、力、机械等能量的转换规律大多是非线性的，许多现象是一种瞬态过程，使得低压电器的理论分析、产品设计、性能检验变得极为复杂。在分析与设计低压电器产品时，除采用低压电器传统理论基础进行必要的理论推导、分析计算之外、还使用了大量的经验数据。因此要设计出性能良好、价格合理的低压电器产品十分困难。

低压电器产品的设计过程十分复杂，要经过电器特性与机械特性的反复计算与研究。即使这样，设计计算参数与产品实际性能，仍存在很大差距，必须通过反复的试验验证。因此低压电器产品开发周期长、资金投入大。

采用最新优化设计方法，以遗传算法建立优化动态数学模型，可设计出体积小、重量轻、成本低、价格合理、工作可靠性能良好的电器产品。

同时，三维计算机辅助设计系统的应用也使产品的设计过程变得简单、直观。三维计算机辅助设计系统集设计、制造和分析于一身、从零件设计、装配直至产品总装，设计者都可以在计算机屏幕上直接观察零件装配中的干涉与碰撞以及开关电器闭合、分断过程中运动部件的动作情况及相关参数(如触头开距)，从而保证了设计正确性，为低压电器产品试制跨越模型阶段创造了条件。设计人员在产品开发的任何阶段对产品任一处所作的修改都能自动反映到相关零件的修改。同时，三维软件系统根据完成的零件设计自动转去进行零件模具设计，大大缩短了产品的试制时间和产品开发周期，提高了企业的竞争能力。

2智能化技术的应用

智能化技术在低压电器中的应用，使低压电器技术在研究、检测、生产的各个环节上发生了根本的变化。

①智能化的控制技术

智能电器元件和智能型配电网络系统应用而生。智能断路器是将智能型监控器的功能与断路器集成在一起，主要实现了断路器的智能化，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。

微电子控制的智能式热继电器与传统的双金属片热继电器相比，可保护电动机过载、断相、三相不平衡、反相、低电流、接地欠压等故障，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。在智能电器元件的基础上，研制和开发智能开关柜，有力提高了控制系统的自动化程度。

②智能化的检测技术

光机电电磁电器动态测试装置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最优控制，达到最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。

3现场总线技术的应用

现场总线是一种造价低、可靠性强并适合工业环境使用的通信系统，传统的通信系统需用多芯电缆让数据并行传送，而现场总线仅需一根双芯电缆，使布线非常简单，减少了安装维护费用。现场总线按国家标准采用统一的通信规范，因而它具有很好的互换性和互操作性。它是与生产厂商无关的系统，各种现场设备只要按照这种规范和协议生产都可以在网络上使用。现场总线生产工厂能提供现场总线各种标准部件，包括接口、各种中间继电器、模块化Ⅰ/O站等，便于安装和维护，适合于现场设备分散布置的特点。

可通信低压电器可以安装在带总线系统的智能化开关柜内，也可以安装在被控制设备现场，通过总线与上位机连接，进行实时数据交换，并使系统具有四遥功能。采用现场总线系统后，低压控制柜，特别是原马达控制中心每一个抽屉发展成为独立的智能化控制单元，直接安装在现场，通过现场总线与上位机连接起来。很大程度上节省了主回路电缆和二次控制线。总线技术的应用给低压配电和控制系统带来了一场新的革命。

4虚拟仿真技术的应用

为使电器产品满足预期的技术条件，必须经过反复试验。计算机模拟与仿真技术的应用可以在样机制作前，精确掌握电器产品的性能，减少重复样机制作，降低试验费用，加快产品开发周期，提高产品性能指标。

低压电器的基本特性包括通断能力、温升、零部件的强度、热稳定、绝缘性能及其他电气性能等。这就需要对设计对象的电磁场、应力场、磁场等物理场进行仿真和分析。通过计算仿真可以得到产品设计的可行性方案，满足产品的技术要求。但是，想要实现经济技术指标最佳，就必须将仿真技术与最优化方法结合起来，才能达到预期效果。随着计算机图形技术的迅速发展，虚拟技术将引入低压电器的设计领域。设计出可以在虚拟环境中，对电器产品进行仿真与优化，这使我国低压电器的设计、研究达到了一个新的阶段。