低壓電器：第五章 低壓電器智能化技術(shù)

1、第五章 低壓電器 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 低壓電器智能化的發(fā)展 將智能化技術(shù)引入低壓電器產(chǎn)品, 極大地改變了低壓電器傳統(tǒng)的工作模式, 賦予低壓電器產(chǎn)品全新的理念和思路。 微處理器的應(yīng)用為低壓電器智能化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。電器智能化技術(shù)幾乎是與微機(jī)技術(shù)特別是單片微機(jī)控制技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字通信技術(shù)同步發(fā)展的。 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 低壓電器智能化的發(fā)展 智能電器的定義 目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的關(guān)于智能電器的明確的定義, 但是, 從其具有的基本特征來看智能電器可分為兩個(gè)部分：智能電器元件智能化開關(guān)設(shè)備 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 低壓電器智能化的發(fā)展 智能電器的定義智能電器元

2、件 采用微機(jī)控制技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、模擬量數(shù)字技術(shù)及計(jì)算機(jī)數(shù)字通信技術(shù),具有自動(dòng)監(jiān)測(cè)和識(shí)別運(yùn)行環(huán)境或故障類型及操作命令類型的功能,能根據(jù)故障和操作命令類別來控制電器元件操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作的電器元件。 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 低壓電器智能化的發(fā)展 智能電器的定義智能化開關(guān)設(shè)備 由一次開關(guān)元件和智能監(jiān)控單元組成。智能監(jiān)控單元不僅可以替代原有開關(guān)設(shè)備二次系統(tǒng)的測(cè)量、保護(hù)和控制功能, 還應(yīng)該能夠記錄各種運(yùn)行狀態(tài)的歷史數(shù)據(jù)、各種數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)?shù)仫@示, 并通過數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)向系統(tǒng)控制中心傳遞各類現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù), 接受系統(tǒng)控制中心的遠(yuǎn)方操作與管理。 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 低壓電器智能化的發(fā)展 智能化技術(shù)的內(nèi)容

3、智能化控制技術(shù)智能化設(shè)計(jì)技術(shù)智能化檢測(cè)技術(shù) 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 低壓電器智能化的發(fā)展 智能化技術(shù)的內(nèi)容智能化控制技術(shù) 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 低壓電器智能化的發(fā)展 智能化技術(shù)新發(fā)展 隨著微電子技術(shù)、微處理器技術(shù)的發(fā)展，智能電器的發(fā)展也進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，同時(shí)智能電器概念也得到了全新的發(fā)展。 這時(shí)的智能電器概念可定義為具有自動(dòng)監(jiān)測(cè)自身故障、自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)與遠(yuǎn)方控制中心通信功能的電器設(shè)備。 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 低壓電器智能化的發(fā)展 智能化技術(shù)新發(fā)展 隨著信息、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,智能電器的概念也將賦予新的內(nèi)涵，其“智”的含義已體現(xiàn)為可通信和網(wǎng)絡(luò)化。智能電器的可

4、通信技術(shù)主要有普通串口通信技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)。 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 低壓電器智能化的發(fā)展 國(guó)內(nèi)外智能電器發(fā)展現(xiàn)狀 20世紀(jì)末,國(guó)際上一些著名的大公司基于CPU技術(shù)不斷進(jìn)步和發(fā)展，紛紛推出新一代的智能型可通信的低壓斷路器。 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 低壓電器智能化的發(fā)展 國(guó)內(nèi)外智能電器發(fā)展現(xiàn)狀 西門子公司推出的新一代斷路器SENTRON WL /VL具有：Profibus2DP、Cubicle BUS、以太網(wǎng)、RS232C等多種總線接口 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 低壓電器智能化的發(fā)展 國(guó)內(nèi)外智能電器發(fā)展現(xiàn)狀 施耐德公司的Masterpct系列斷路器支持Modbus和

5、BatiBUS，同時(shí)還提供用于連接Profibus和以太網(wǎng)的外置網(wǎng)絡(luò)模塊。 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 低壓電器智能化的發(fā)展 國(guó)內(nèi)外智能電器發(fā)展現(xiàn)狀西門子公司主推 Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線，斷路器產(chǎn)品通過通信模塊連接至Profibus總線,然后通過Profibus網(wǎng)絡(luò)的主站連接至以太網(wǎng)。施耐德公司通過EGX 或CM4000 + ECC實(shí)現(xiàn)Modbus協(xié)議與TCP / IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換。 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 低壓電器智能化的發(fā)展 國(guó)內(nèi)外智能電器發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)對(duì)智能電器的研究主要集中在: 設(shè)備的在線檢測(cè); 新的信號(hào)采集及處理方法、機(jī)理研究;電器本體的研究;智能電器可靠性及控制部分抗干擾能

6、力的研究; 通信的實(shí)現(xiàn)方法。 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 低壓電器智能化的發(fā)展 國(guó)內(nèi)外智能電器發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)自行研制的第3代萬能式斷路器DW45系列中，常熟開關(guān)制造有限公司生產(chǎn)的CW1智能型萬能式斷路器是典型產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品以智能型控制器為核心，具有三段保護(hù)功能,并可通過RS2485進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)“遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、通信”等4大功能。 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能混合式交流接觸器 僅在三相觸頭上并聯(lián)三個(gè)單向晶閘管，利用單片機(jī)控制接觸器的觸頭在三個(gè)晶閘管的共同導(dǎo)通區(qū)接通和分?jǐn)?，將電流轉(zhuǎn)移到晶閘管上，從而實(shí)現(xiàn)了交流接觸器的無弧接通和分?jǐn)?。該電器可以和主控?jì)算機(jī)進(jìn)行雙向通

7、信，同時(shí)，達(dá)到節(jié)能、節(jié)材、無聲運(yùn)行和高電壽命的目的。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能混合式交流接觸器 工作原理 主電路接線框圖 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能混合式交流接觸器 工作原理 控制電路框圖 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能混合式交流接觸器 工作原理 接通電源后，當(dāng)電源電壓超過接觸器吸合的閾值電壓時(shí)，單片機(jī)通過相序檢測(cè)電路判斷電源電壓的相序，觸發(fā)主電路晶閘管，并在合適的時(shí)刻接通接觸器線圈，使觸頭在三個(gè)單向晶閘管的共同導(dǎo)通區(qū)內(nèi)完成吸合動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)無弧接通。在吸持狀態(tài)，由低電壓直流吸持電路提供接觸器的吸持能量，實(shí)

8、現(xiàn)節(jié)能無聲運(yùn)行。分?jǐn)鄷r(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)觸發(fā)主電路晶閘管，然后針對(duì)不同的電壓相序，選擇不同的分?jǐn)鄷r(shí)刻，以保證接觸器觸頭在三相晶閘管共同導(dǎo)通區(qū)內(nèi)分?jǐn)?，使主電路電流轉(zhuǎn)移到晶閘管上，實(shí)現(xiàn)無弧分?jǐn)唷?低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能混合式交流接觸器 工作原理 晶閘管共同導(dǎo)通區(qū)示意圖 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 試驗(yàn)波形圖 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 試驗(yàn)波形圖 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 試驗(yàn)波形圖 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 試驗(yàn)波形圖 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 試驗(yàn)波形圖 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能混合式交流接觸器 關(guān)鍵技術(shù) 直流強(qiáng)電吸合弱電

9、保持 晶閘管共同導(dǎo)通原理 RS485通信總線技術(shù) 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能交流接觸器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 三相不同步觸頭結(jié)構(gòu) 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能交流接觸器 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能交流接觸器 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能交流接觸器峰值 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能交流接觸器峰值 5ms 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能交流接觸器 工作原理 控制原理框圖 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能交流接觸器 工作原理 智能交流

10、接觸器首開相（固定為中間相）的觸頭開距大于其余兩相，而非首開相觸頭的打開時(shí)間滯后首開相觸頭打開時(shí)間5ms。利用單片機(jī)系統(tǒng)控制首開相觸頭在電流過零前的極短時(shí)刻分開，從而實(shí)現(xiàn)三相電流同步過零分?jǐn)唷?低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 試驗(yàn)波形圖 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能交流接觸器 關(guān)鍵技術(shù) 直流強(qiáng)電吸合弱電保持 零電流分?jǐn)嗉夹g(shù) RS485通信總線技術(shù) 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能斷路器 智能斷路器是一種將計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字處理技術(shù)和信息技術(shù)引入傳統(tǒng)開關(guān)設(shè)備中而發(fā)展起來的新一代開關(guān)電器。智能斷路器的核心部分是基于微處理器的智能控制器。 低壓電器智能化的

11、發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能斷路器智能控制器工作原理圖 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能斷路器 工作原理 單片機(jī)對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行AD采樣，并進(jìn)行邏輯運(yùn)算和處理。顯示模塊可實(shí)時(shí)顯示采樣到的三相電流和電壓值、功率、功率因數(shù)、頻率和環(huán)境溫度等參數(shù)。各種故障保護(hù)的電流整定值和動(dòng)作時(shí)間可通過鍵盤設(shè)定并存儲(chǔ)在單片機(jī)的EEPROM中。單片機(jī)將檢測(cè)到的電流值與這些整定值相比較，判斷是否脫扣，若脫扣則先確定動(dòng)作時(shí)間再發(fā)出控制信號(hào)，同時(shí)顯示故障電流、故障類型和動(dòng)作時(shí)間。 低壓電器智能化的發(fā)展 第五章 交流接觸器的智能化 智能斷路器 工作原理 通信接口采用RS485和CAN，供用戶選擇。為保證斷路器的可靠動(dòng)作，還提供模擬脫扣方式，當(dāng)故