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东森平台:21世纪低压电器新技术
发布时间:2019-04-10 10:20
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随着世界银行的加入,中国的低压电器在21世纪面临着更大的挑战。为加快中国低压电器的发展,满足新形势的需要,及时分析国内外低压电器的发展,了解和掌握新型低压电器。技术非常重要。本文从智能家电,通信设备和信息家电等几个方面进行了论述;仿真技术和虚拟设备;环保器具;高性能,小型化和电器结构设计。

关键词低压电器,智能家电,通讯,电子信息家电

随着世界银行的加入,中国的低压电器在21世纪面临着更大的挑战。为加快中国低压电器的发展,满足新形势的需要,及时分析国内外低压电器的发展,了解和掌握新型低压电器。技术非常重要。本文从智能家电,通信设备和信息家电等几个方面进行了论述;仿真技术和虚拟设备;环保器具;高性能,小型化和电器结构设计。

首先,智能家电,通讯设备和信息家电

微处理器和计算机技术引入低压电器,一方面,低压电器具有智能功能,另一方面,低压开关柜,包括智能断路器和智能电机控制器,实现双向通信中央控制计算机。 20世纪90年代,随着计算机信息网络的发展,低压配电系统和电机控制中心统一形成了智能监控,保护和信息网络系统。

智能低压断路器和电机控制器是低压开关设备和电机控制中心的智能主要电气元件。微处理器引入了低压断路器,它首先大大增强了断路器的保护功能。可以将其三重断开保护功能等短延迟设置为i2t特性,以便与后一级保护更好地匹配;间歇性电弧接地故障的选择性和记忆的接地保护。

目前,在工业电网中使用大量软启动器,电力电子速度控制装置和不间断电源,其在配电系统中引起高次谐波,并且模拟电子跳闸单元通常反映故障电流。峰值以及电源的高次谐波会导致断路器发生故障。具有微处理功能的智能断路器反映了负载电流的真有效值(rms值),其采样和保持电路可以消除输入信号中的高次谐波,从而避免高次谐波引起的故障。中央处理单元确保断路器的正确操作。

与传统的双金属热继电器相比,智能过载继电器具有许多优点。它可在各种起动条件下保护电机,并具有很高的运行可靠性。它不仅可以保护电机免受过载和相位故障的影响,还可以防止接地,三相不平衡,反相或低电流。智能电机保护继电器进一步开发的智能电机控制器具有监控,保护和通讯功能,智能电机保护继电器进一步增强了其保护功能。与传统的低压配电系统和电机控制中心相比,由新的低压电气元件和中央控制计算机组成的网络系统具有以下优点。

1集中控制中央计算机,提高低压配电系统的自动化程度。低压开关设备与中央控制计算机之间的数据信息的双向传输是指智能断路器或其他开关设备向中央控制计算机传输线路和保护对象的操作参数,以保护设置价值和故障信息;向智能断路器或其他开关设备发出操作命令以改变和调整保护设置。

2,实现新的低压配电水平,控制系统的调度和维护。通过信息传输,中央控制计算机可以存储线路和受保护设备的过去运行参数以及前10个或甚至前50个故障。该信息与计算机强大的集成计算能力相结合,有助于操作人员预测故障的发生并提前做出相应的决策,从而大大减少线路和设备的停机时间;信息传输还改善了配电系统的功率调度。能够在高峰期间为重度用户提供安全可靠的电力供应;信息传输可以实现区域间链保护,使智能断路器前后的选择性保护得到适当匹配。

3由于使用了数字新监控组件,开关柜平面上提供的信息大大增加。通过液晶显示面板,可以测量和显示诸东森平台:如电流,电压,功率因数和相位和线的功率的各种参数,并且可以显示受保护对象和线的操作参数和故障状况。它也可以图形显示。断路器保护功能。

4监控组件比传统的指示和指示电器更简单,更容易安装,提高了工作的可靠性。

5可以实现数据共享,减少信息重复和信息渠道

网络通信的发展越来越多地寻求用户和设备之间的开放性和兼容性。因此,统一通信协议的发展是亟待解决的关键问题。目前,由智能电器和中央计算机接口组成的自动化通信网络正在从集中控制发展到分布式控制。现场总线技术的出现不仅为构建分布式计算机控制系统提供了条件,而且即插即用,具有良好的可扩展性和便捷的维护。因此,这项技术已成为国内外关注的焦点。

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现场总线是一个全数字,开放的双向本地通信网络,连接智能现场设备和控制室。有许多类型的现场总线,例如can,lonworks和profibus。它们各有特点和优势,在不同领域具有不同的应用价值。然而,现场总线技术的多样性和通信标准的各自标准也对该技术的发展产生了不利影响。目前,国际电工委员会和现场总线基金会正致力于现场总线标准的统一。中国的一些单位也在做这项工作。我们将基于现场总线技术和通信功能的电气设备称为通信设备。目前,现场总线技术延伸到上下端,上端与企业网的骨干以太网,内联网和互联网通信,下端延伸到工业控制领域。在这方面,西门子接口和Rockwell的devicenet有两个接口。这两条总线用于低层区域。它们是低成本的通信连接,包括用于工业控制的传感器和执行器。诸如位置开关,光电传感器,电机启动器,按钮指示器,多功能继电器等简单控制元件作为从属设备连接到网络,与作为主设备的控制计算机或可编程逻辑控制器(plc)通信,传统的继电器触点控制系统的触点变化信息成为二进制数字信息,通过串行接口和寻址进行通信,这也彻底改变了传统的低压控制元件,如西门子AS总线系统的标识功能。继电器实际上是一个小型plc,用作延迟,锁存,计数器和脉冲继电器。进一步实现智能家电的信息化是为了使智能家电在现场层面实现互联网/内联网功能,该技术的核心是实现tcp/ip协议。 tcp/ip协议嵌入在智能设备的rom中,使得信号的发送和接收以tcp/ip模式进行,智能设备的信息功能得到进一步发展。使用互联网/内联网功能,不仅可以使企业网络授权用户,还可以在互联网开放的任何区域共享实时信息,以及远程在线控制,编程和配置现场智能设备,智能家电已进入信息家电的新时代。

低压电器的重要功能之一是切换能力。近年来,开发智能家电的另一种方式是通过智能控制微处理器来提高电器的开关性能。一个值得关注的新发展是由Admiralty-Moeller开发的新一代dil-m系列接触器,它使用当前185a以上级别的智能控制技术。当接触器闭合时,接触的磨损主要是由接触弹跳引起的间歇性电弧引起的。在ac-3工作任务下,接触器在额定电压下关闭额定电流的6倍,因此会影响触点的电气寿命。主要因素。 dil-m系列智能控制接触器的电磁铁线圈由脉冲整流电压供电,可根据存储在微处理器中的吸气特性曲线调节线圈电流,并配合反作用力特性,并在接触器。在相位期间输入宽脉冲电压,以便安全可靠地吸入主触点,并且在保持阶段输入窄脉冲电压,在足以保持触点闭合的条件下节省能量。由于智能控制,该接触器在节省接触材料的情况下可以实现1.3x106次的电气寿命。它采用智能控制,不同规格的接触器,电磁系统的几何尺寸相同,用于生产。已经创建了便利和节省以补偿电子控制的额外费用。

智能电器的发展使电磁兼容性成为一个越来越严重的问题。 emc寻求两个含义。一方面,当低压电器在使用场合工作时,它不受外部电磁干扰的影响,另一方面,电器操作产生的电磁场不会干扰附近电子设备。目前,国外对智能电器和机电产品的emc问题非常重视,因为电磁干扰会导致系统故障和误动作,造成巨大的经济损失。智能电器及其保护和监控系统将敏感的数字电子元件放置在高电流和高压电磁场中,使这些设备的电磁抗干扰能力成为设备设计和运行中不可忽视的因素,从而在国外聪明。电气设备及其系统在设计初期制定了严格的电磁兼容控制和管理计划。该计划主要包括产品或系统emc分析,制定emc设计技术指标,设计计划,标准,实施计划和测试方法等。计划是产品或系统设计的关键部分。 Emc的分析和设计是实现emc技术的关键工作,包括分析电子电路的辐射和抗干扰程度以及系统集成的电磁兼容性。 emc设计包括电磁屏蔽,接地,线间距确定和印刷电路的考虑。电路板布线等之间的电磁耦合随着高频电磁场数值分析和计算机硬件年的发展,利用现代仿真技术取代传统的测试方法和实证分析方法在emc分析中变得越来越重要。 。二,仿真技术和虚拟设备

近年来,国内工厂和设计院引进了三维计算机辅助设计软件,如ugh,pro/e等。这种软件可以实现零件和实体建模,装配和自动生成三个工程图纸。尺寸空间,并根据设计零。零件自动执行模具设计并生成数控代码。这些软件为国内低压电气设计工作带来了新的水平,但需要进一步的仿真技术,以进一步满足原有技术条件的要求,并达到预定的电气和机械性能。

东森平台:21世纪低压电器新技术

为了设计低压电气产品,在根据给定的技术条件确定产品的初步设计和尺寸后,必须进行工程分析或原型试验,以验证设计是否符合原始技术要求。长期以来,人们使用传统的工程计算方法进行特征分析,精度很差。特别是作为低压开关设备的主要特征,即,不能计算出断路特性。因此,人们不得不依靠原型制造和实验验证来验证设计的可行性。性,这种方法需要大量的人力物力,使产品开发周期更长,影响新产品的市场竞争力。

为了解决上述问题,近年来,计算机模拟和模拟技术得到了迅速发展。利用这项新技术,人们可以在原型生产之前准确掌握设计产品的性能,降低重复原型生产和实验的成本,并加快产品的速度。开发周期和产品性能的提高是当前低压电器产品现代化的主要内容。

低压电器的基本特征包括分断能力,温升,元件强度,电稳定性和热稳定性,绝缘性能和其他电性能。这需要模拟和分析设计对象的物理场,例如电磁场,应力场和磁场。计算机仿真和仿真技术的进步以及商品有限元分析软件性能的不断提高,为这种新技术在低压电器中的应用创造了条件。 20世纪70年代和80年代的有限元分析软件在前后处理工作中非常复杂。例如,大型变压器的电场分析和每个部件的三维尺寸的输入通常是几天甚至几周的艰苦工作。进入90年代商业化有限元分析软件结合可视化技术,利用特征建模输入3D图形而不是每个锁定数据输入,使输入工作非常简单直观,后处理部分使输出数据或3D图形变得简单观察和分析。同时,由于需要解决复杂的工程问题,该仿真和分析软件可扩展到流体动力学,机械振动和机械动力学。目前,市场上有各种精确的计算机模拟和分析软件。这些软件分为两种类型,一种是通用软件,另一种是专有软件,如ansys(ansys)和nisa(emrc)。有限元通用仿真分析软件属于第一类。该软件包括应力,温度场,电磁场和流场等分析模块。它可以执行单场分析或综合现场分析,例如计算保险丝。保护特性,首先计算熔断器中电流场的分布,然后计算热特性,即合成电流场和瞬态热场计算,特殊软件指特殊场合,如用于制度动力学分析的adams软件,vactorfields软件专为分析各种电磁场问题而设计。这两种软件都具有可视化的预处理和后处理块,并且可以在工作站和PC版本中使用。

近年来,国外知名企业将计算机模拟和特征分析作为产品开发方法现代化的重要举措。例如,日本富士通正在开发一系列新的接触器,并认为计算机模拟和采用新材料是新系列接触器高性能的关键,他们开发了一个动态模拟软件系统对接触器的可动部分,接触器的可动部分的动态模拟,包括磁芯和接触系统,分析了各种参数对磁芯弹跳和碰撞后接触的影响,从而选择了最好的设计参数,日本的三菱公司和德国的金钟 - 默勒公司都是基于商品计算机分析软件,通过二次开发建立自己的计算机模拟系统,用于低压断路器的设计和开发。计算机模拟可以获得产品设计的可行方案,即确保设计方案满足所建立的技术条件的要求,但它不是经济技术指标的最佳解决方案。为了获得最佳的经济和技术指标,这需要模拟技术。结合优化方法。一些商品模拟软件,例如上面提到的ansys软件,提供了一系列优化工具,可以自动调整设计对象的几何形状以优化指定的目标。例如,德国着名的低压电气专家Lindmyer教授使用ansys软件将磁场模拟和优化相结合,以改变磁芯尺寸和线圈位置,从而实现电磁铁的优化设计。

计算机图形技术的发展,一种新的三维交互式图形技术,即虚拟现实技术的出现,为计算机仿真技术,虚拟现实和传统交互式三维图形技术的发展开辟了一个新的世界。不同的是,后者是计算机外部的现实世界中的计算机操作的计算机图形,而前者允许操作者进入计算机中的虚拟世界以进行操作。可以在计算机上执行将该技术与计算机模拟相结合。内部设计产品,我们称之为虚拟产品,设计师可以在“虚拟”环境中模拟和优化产品,这是计算机模拟技术的发展方向。长期以来,中国的低压电器产品往往集中在一个研究所和工厂技术人员的联合设计中,这使得大多数设计师因大多数设计人员离开工厂环境而造成不便。自20世纪90年代以来,计算机协同设计cscd(putersupportedcooperativedesign)技术可以提供远程远程协作设计环境。它是基于互联网的群体设计的新概念。最近,增加了外国计算机辅助设计软件,如pro/e和Internet等新功能。借助这项技术,人们可以通过互联网在不同地点讨论设计方案,绘制和修改设计图纸。


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