机床常用低压电器的自动控制
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摘要:随着国民经济的发展,对电能的需求和依赖不断增大。因此承担电能传输和分配、用电设备保护与控制任务的低压电器显得更为重要。为了适应电网容量的不断增大及控制要求的不断提高,低压配电与控制系统日益复杂化,对低压电器产品的性能与功能提出了更高的要求。
关键字:机床;低压电器;自动控制
一、低压电器的定义及分类
凡是对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用的电工器械称为电器。用于交流50Hz或60Hz额定电压1200V以下,直流额定电压l 500V以下的电路内起接通、断开、保护、控制或调节作用的电器称为低压电器。常用的低压电器有刀开关、转换开关、自动开关、熔断器、接触器、继电器和主令电器等。
低压电器的种类较多,分类方法有多种,就其在电气线路中所处的地位、作用以及所控制的对象可分为低压配电电器、低压控制电器两大类。
(一)低压配电电器
主要用于低压配电系统中。对于这类电器的要求是系统发生故障时,动作准确、工作可靠,在规定的时间内,通过允许的短路电流时,其电动力和热效应不会损坏电器,如:刀开关、断路器和熔断器等。
(二)低压控制电器
主要用于电气传动系统中。对于这类电器的要求是有相应的转换能力,操作频率高,电寿命和机械寿命长,工作可靠,如:接触器、继电器、主令电器等。
二、机床常用低压电器的智能化自动控制
传统的开关电器无法满足现代化控制与配电系统的需要,限制了现代化控制与配电系统的发展。随着电力系统自动化程度的不断提高,对开关电器提出了高性能、高可靠性、小型化、多功能、组合化、模块化、智能化的要求。电器智能化技术几乎是与微机技术(特别是单片微机控制技术)、微电子技术、计算机网络和数字通信技术同步发展的。
在智能电器发展初期,对智能电器的定义曾有过一个很不确切的认识,即“微机控制+开关电器”就是智能电器。从大多数智能电器元件和成套设备的硬件结构看,它们确实主要包含这两部分。把这类产品称为智能电器的实质是因为微机控制和现场各类参量的数字处理技术的应用,使这类产品具有了自动识别有无故障及故障类别的能力,并能根据现场情况控制开关电器的操作机构进行不同的操作,达到提高开关性能的目的。尽管目前还没有一个统一的关于智能电器的明确的定义,但是,从其具有的基本特征来看智能电器元件和智能化开关设备可分别定义如下:
智能电器元件是采用微机控制技术、现代传感技术、模拟量数字技术及计算机数字通信技术,具有自动监测和识别运行环境或故障类型及操作命令类型的功能,能根据故障和操作命令类别来控制操作机构动作的电器元件。这一定义给出了智能电器元件最根本的特征。智能开关设备由一次开关元件和智能监控单元组成。
对于低压配电系统和电动机控制系统中的电器设备通常必须具备以下主要功能:过载保护、短路保护、控制、隔离、紧急状态下急停。这些功能通常是由分立元器件组合完成的。由于不同类型产品水平、制造工艺、选用等原因,造成系统工作可靠性差,保护性能配合不合理,经济指标低。
他的出现从根本上解决了传统的采用分立元器件(通常是断路器或熔断器+接触器+过载继电器)由于选择不合理而引起的控制和保护配合不合理的种种问题,特别是克服了由于采用不同考核标准的电器产品之间组合在一起时,保护特性与控制特性配合不协调的现象,极大地提高了控制与保护系统的运行可靠性和连续运行性能。20世纪60年代初期,法国MG公司在转动式接触器上安装了电磁式瞬时脱扣器和热双金属片式延时过载脱扣器,构成“standard”系列高分断能力接触器。这是最早的高分断能力接触器。70年代初期,日本富士公司生产出直动式“组合型”结构的UNK系列交流接触器,它把塑壳断路器与接触器组合起来,具有较高的分断能力。
20世纪80年代初期,法国TE公司于1983年将其“Integral32”接触器一断路器产品投入市场,使CPS的发展跨入了一个新阶段。进人90年代以后,低压配电系统和电动机控制中心已经形成了智能化监控、保护与信息网络系统。
智能化的断路器、智能化的电动机保护器、智能化的接触器是低压开关柜和电动机控制中心实现智能化的主要电器元件。智能断路器就是将智能型监控器的功能与断路器集成在一起,其主要是实现了脱扣器的智能化。由此断路器的保护功能大大加强:不仅方便地集电流三段保护、断相、反相、过压、欠压、不平衡保护、逆功率保护、接地保护于一身,可做到一种保护功能多种动作特性,而且可显示电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数等系统运行参数,具有准确、可靠的系统协调保护的功能。目前,在供电系统中大量使用软起动器、变频器、电力电子调速装置、不间断电源等装置,使电网和配电系统中出现了大量的高次谐波,而模拟式电子脱扣器一般只反映故障电流的峰值,造成断路器在高次谐波的影响下发生误动作。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。
三、结语
采用智能控制技术推出具有各种控制、保护、通信、协调功能的智能化电器,从而实现对低压配电系统与电动机负载的有效管理。该类产品极大地提高了机床系统的运行水平。
参考文献:
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