1.1 概述
作为现代工业的主要动力,用电动机拖动生产机械运行,以实现生产机械的各种不同工艺要求,就必须有一套控制装置。尽管电力拖动自动控制已向无触点、连续控制、弱电化、微型计算机控制方向发展,但由于继电器-接触器控制系统所用的控制电器结构简单、价格便宜、能够满足生产机械一般生产的要求,因此,目前仍然获得广泛的应用。
1.1.1 低压电器的定义
电器是一种能够根据外界信号的要求,手动或自动地接通或断开电路,以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测和调节作用的电气设备。简而言之,电器就是一种能控制电的工具,生产机械中所用的控制电器多属于低压电器。
低压电器通常是指交流1200V及以下与直流1500V及以下电路中起通断、控制、保护和调节作用的电气设备。其主要作用就是接通或断开电路中的电流,因此“开”和“关”是其最基本和最典型的功能。
1.1.2 低压电器的分类
低压电器的种类繁多,构造各异,用途广泛。下面介绍两种主要分类方式。
1.按动作方式分类
(1)自动切换电器
自动切换电器有电磁铁等动力机构,能依靠本身参数或外部信号的变化而自动动作,实现接通或断开电路,如接触器、继电器及低压断路器等。
(2)非自动切换电器
非自动切换电器无动力机构,是依靠人力操作或其他外力(如机械力)作用推动执行机构来接通或断开电路的,如刀开关、转换开关、行程开关及按钮等。
2.按用途分类
(1)低压配电电器
低压配电电器主要用于低压供配电系统,进行电能的输送和分配,如刀开关、转换开关、低压断路器及熔断器等。
(2)低压控制电器
低压控制电器主要用于电力拖动系统的自动控制中,用来控制电动机的起动、制动、调速等,如接触器、继电器、主令电器、磁力起动器、控制器及电磁铁等。
此外,还可以按照工作原理、电压类型或执行机构有无触点进行分类。
1.1.3 低压电器的发展方向
低压电器的发展,取决于国民经济的发展和现代工业自动化发展的需要,以及新技术、新工艺、新材料的研究与应用。近年来,随着计算机技术、电子技术、信息与网络以及材料科学的发展,低压电器产品也在传统结构模式下有所突破,智能化和电子化的低压电器产品逐步走向了前台,使低压电器朝着智能化、电子化、模块化、高性能、高可靠性及绿色环保的方向迅速发展。
1.智能化与网络化
随着专用集成电路和高性能微处理器的出现、计算机技术与现场总线技术的引入,不仅使低压电器具有智能化的功能,而且实现了智能化电器与中央控制计算机的双向通信,并进一步使其构成的自动化通信网络从集中式控制向分布式控制发展。
2.设计与开发手段现代化
为提高市场的竞争能力,许多生产商致力于产品开发手段的现代化,通过三维计算机辅助设计系统的广泛采用,使系统设计、制造和分析于一体,并通过计算机仿真技术的应用,实现了设计与制造的自动化。
3.产品结构模块化
当前低压电器在结构上广泛采用了模块化、组合化设计。将不同功能的模块按照不同的需求组合成模块化的产品,是新一代产品的发展方向,不仅使产品的制造过程大为便捷,有利于产品结构紧凑,尺寸规范,便于组合安装,而且可以降低产品生产成本。
4.产品品种电子化
近年来,我国低压电器发展很快,通过自行设计和技术引进,产品品种与质量都有明显提高,达到国际电工委员会(IEC)标准的产品数量不断增加。国家已经严格禁止生产商继续生产销售和使用单位继续购买淘汰产品,并鼓励发展电子化的新型控制电器,如光电开关、接近开关、电子式时间继电器、固态继电器及漏电继电器等,以适应控制系统迅速电子化的需要。
5.广泛使用环保材料
随着国民经济和工农业生产的迅猛发展,环境保护问题日趋严重。近年来,一些生产商从环保要求出发,积极采用无毒、无害、可回收利用的新型环保材料,使得低压电器在其应用过程中更可靠、更环保。