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1.1 低压电器的分类及发展概况

在现代化工农业生产中,生产机械的运动部件大多数是由电动机拖动的,通过对电动机的自动控制如起动、正反转、调速、制动等,实现对生产机械的自动控制。这类电气控制系统通常由断路器、继电器、接触器、按钮、行程开关等低压电器组成,因此也称为继电接触器控制系统。

微课:低压电器分类及其发展概况

低压电器一般是指在交流1200V及以下和直流1500V及以下电路中起通断、控制、保护和调节作用的电器产品。低压电器是组成电器成套设备的基础元件,一套自动化生产线的电气设备中,可能需要使用成千上万件低压电器,其投资费用接近甚至超过主机的投资。

1.1.1 低压电器分类

1.按工作原理分类

(1)电磁式电器

电磁式电器是依据电磁感应原理来工作的电器,例如直流接触器、交流接触器及各种电磁式继电器等。

(2)非电量控制电器

非电量控制电器是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器,例如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器、压力继电器、温度继电器等。

2.按用途分类

(1)控制电器

控制电器用于控制电动机的起动、制动、调速等动作,如开关电器、信号控制电器、接触器、继电器、电磁起动器、控制器等。

(2)主令电器

主令电器用于自动控制系统中发送控制指令,例如主令开关、行程开关、按钮、万能转换开关等。

(3)保护电器

保护电器用于保护电动机和生产机械,使其安全运行,如熔断器、电流继电器、热继电器等。

(4)配电电器

配电电器是用于电能的输送和分配的电器,例如低压隔离器、断路器、刀开关等。

(5)执行电器

执行电器用于完成某种动作或传动功能,例如电磁离合器、电磁铁等。

3.按执行机能分类

(1)有触点电器

有触点电器有可分离的动触头、静触头,并利用触头的接触和分离来通断电路,例如刀开关、断路器、接触器、继电器等。

(2)无触点电器

无触点电器无可分离的触头,利用电子元件的开关效应,即导通和截止来实现电路的通、断控制,例如接近开关、霍尔开关、电子式时间继电器等。

1.1.2 低压电器发展概况

低压电器的生产和发展与电的发明和广泛应用分不开,从按钮、刀开关、熔断器等简单的低压电器开始,到各种规格的低压断路器、接触器以及由它们组成的成套电气控制设备,都是随着生产的需要而发展的。使用新材料、新工艺、新技术,极大地促进了低压电器产品质量的提升和性能改善,各种新产品不断被研制、开发出来,目前低压电器正向多功能、高性能、高可靠性、小型化、使用方便等方向发展,主要表现在以下方面。

1.低压电器产品多功能化和组合化

目前低压电器产品都用较少品种满足不同的使用要求,即功能多样化。同时产品结构上都采用独立功能的组件进行装配,即采用模块化的积木拼装式结构,多功能的组合电器就是一个典型。

2.采用限流新技术,提高分断能力和限流性能

1)采用上进线静触头导电回路,大幅度提高电动斥力和吹弧磁场,从而达到限流和提高分断能力的目的,如三菱公司新一代WS型断路器。

2)采用双断点分断技术,如施耐德公司的NS型、默勒公司的NZM1-4型断路器采用旋转式双断点分断,ABB公司T型断路器采用平行式双断点分断。这两种结构在较小尺寸条件下可以获得较大短路分断能力。

3)采用绝缘器壁产气和压力喷流技术,新型断路器大多数采用带有出气口的半封闭灭弧小室,绝缘器壁在电弧侵蚀下产气,通过出气口在室内形成压差驱动电弧,并形成喷流熄弧。这种压力喷流技术是灭弧的一种新观点。

4)采用PTC(正温度系数)的限流电阻元件来提高分断能力,如在微型断路器中应用,大大提高短路分断能力。正由于限流新技术的应用,使得低压断路器短路分断能力高达150kA。

3.应用电力电子技术与微电子技术,提高低压电器产品的性能,扩大其功能

电力电子技术与微电子技术在低压电器中的应用有较长的历史。近年来,该类产品经过不断更新换代,从晶体管式发展到集成电路式。特别是电力电子器件GTO、IGBT质量可靠性的不断提高,获得的应用越来越多,如固态断路器、混合式接触器、接近开关、固态继电器等。尤其是电子式过载保护器的产生体现当今世界过载保护继电器的一种发展趋势。它与传统双金属型过载保护继电器相比,具有安装方便、脱扣动作快而且准确、误差小、重复性好、参数调节方便、消耗功率小等优点,是一种较理想的电动机保护装置。

4.应用微机技术、自动化技术和通信技术改造传统电器产品,实现智能化

新型低压电器带有微处理器,从单纯的保护作用发展为兼具控制功能,实现中、低压配电系统保护和控制的智能化。这些智能化低压电器具有下述特点:

1)具有对配电线路和电器本身的监测及显示能力。智能化低压电器能准确监测和显示配电线路的运行情况,并能准确地切除过载、短路等各种故障,还能按运行人员的设置要求进行各种操作,对电器本身进行监测和对故障自诊断及故障状况进行显示。

2)新的控制理论的应用。新的智能化控制理论(如模糊理论、神经网络等)已从家用电器延伸应用到低压电器的控制上。

3)具有通信功能和现场总线控制新技术的应用。智能化低压电器带有通信接口,能和系统通信,构成整个智能化控制系统。在可通信智能化上引入现场总线控制新技术。目前,现场总线在电站自动化、楼宇自动化、工业过程控制和生产自动化中得到了广泛应用。 IMzBjTwk5hUBByLYphrS1dGFNAmB4n0M9HYOCAYC+qvDmf1bMOLqjbYGTaBgoRFr

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