1、第第2章章 電子電器與智能電器電子電器與智能電器2.1 電子電器電子電器 2.1.1 電子電器特點電子電器特點 2.1.2 電子電器的組成電子電器的組成 2.1.3 電子式時間繼電器電子式時間繼電器 2.1.4* 固態繼電器固態繼電器 2.1.5* 電子式電動機保護電路電子式電動機保護電路 2.1.6 接近開關接近開關2.2 現代智能電器現代智能電器 2.2.1 概述概述 2.2.2 智能電器組成智能電器組成 2.2.3* 常用典型智能電器常用典型智能電器 2.2.4* 智能電器及其應用智能電器及其應用 2.2.5 現代智能低壓電器及發展趨勢現代智能低壓電器及發展趨勢2.1 電子電器電子電器

2、2.1.1 電子電器特點電子電器特點 2.1.2 電子電器的組成電子電器的組成 2.1.3 電子式時間繼電器電子式時間繼電器 2.1.4* 固態繼電器固態繼電器 2.1.5* 電子式電動機保護電路電子式電動機保護電路 2.1.6 接近開關接近開關 2.1 電子電器電子電器 電子電器是指全部或是部分由電子器件構成的電器。隨著半導體技術的迅速發展，特別是微電子技術、通信技術、傳感技術、計算機技術和網絡技術的迅速發展，在自動化技術中起著重要作用。利用集成電路或電子元件構成的低壓電氣元件，稱為電子式低壓電器。 智能電器是以微處理器為核心，除具有傳統電器的切換、控制、保護、檢測、變換和調節功能外，還具有

3、顯示、故障診斷、記憶、運算與處理、通信、能自適應電網等功能的電子裝置。智能電器的核心部件為微處理器；隨著科學技術的發展，智能電器的定義也隨著變化。2.1 電子電器電子電器 2.1.1 電子電器特點電子電器特點 電子器件主要包括電子式電器與混合式電器兩種。 電子式電器。電子式電器在功能上與有觸點電器相對應，輸出形式可以是無觸點的電平轉換，也可以是有觸點的觸點通斷，可與電子電路構成無觸點系統，也可以與有觸點電器構成繼電接觸系統。 混合式電器?；旌鲜诫娖魇羌瘍烧叩膬烖c，取長補短，相輔相成，是有觸點與無觸點相結合的電器。2.1 電子電器電子電器 1.優點: 開關速度高。以大功率開關來說，晶閘管的開通時

4、間不大于10s，關斷時間不大于30s。對于小功率的晶閘管開關，這個時間為數毫秒至數微秒，而觸點電器的動作時間為數毫秒至數十毫秒。 操作頻率高。晶閘管的操作頻率可達到100次/min以上。 壽命長。只要在規定的電壓和電流的極限以內，半導體開關的壽命很長。 可在有機械振動、多粉塵、有危害性氣體等惡劣的環境條件下工作。 控制功率小。信號源幾乎不消耗電功率。還能提供諸如電動機的軟啟動、調速功能。2.1 電子電器電子電器 2.缺點 體積大。由于晶閘管的正向壓降可達12V，導通后的功耗以及發熱也大，需要較大的散熱面積，這樣其體積比同等容量的有觸點電器大幾倍。 過載能力差。當用于控制電動機時，需采用啟動電流

5、來選擇元件的容量。 電路較復雜。電路設計時要考慮電子器件的溫度特性、工作可靠性和抗干擾能力。 價格較高。每個交流接觸器就需要配3只雙向晶閘管，加上觸發電路及散熱器等，其總價格比同等容量的有觸點電器高出幾倍以上。 存在漏電流。晶閘管關斷之后有數毫安的漏電流存在，不能實現理想的電隔離。 2.1 電子電器電子電器 2.1.2 電子電器的組成電子電器的組成一般模擬電子電器都具有圖2-1所示的方框圖。圖2-1 電子電器的方框圖2.1 電子電器電子電器 2.1.3 電子式時間繼電器電子式時間繼電器 電子式時間繼電器按其構成分為晶體管時間繼電器和數字式時間繼電器，按輸出形式分為有觸頭型和無觸頭型。 1.晶體

6、管時間繼電器晶體管時間繼電器 圖2-2為 時間繼電器JS20、JS14型安裝接線圖，其中1、2接電源，3、4和6、7常開觸頭，3、5和6、8常閉觸頭。圖2-2 JS20時間繼電器2.1 電子電器電子電器 2.1.3 電子式時間繼電器電子式時間繼電器 1.晶體管時間繼電器晶體管時間繼電器JS20、JS14型圖2-2 JS20時間繼電器2.1 電子電器電子電器 2.1.3 電子式時間繼電器電子式時間繼電器 2. 數字式時間繼電器數字式時間繼電器 數字式時間繼電器可以進行“延時吸合”、“延時釋放”、“延時循環”三種工作方式的相互轉換。延時吸合是指該繼電器在開機預置后，繼電器不吸合。只有當達到預先設定

7、好的時間后，繼電器才吸合。延時釋放則與延時吸合相反，在開機預置設定繼電器吸合，當達到預先設定時間后，繼電器才釋放。延時吸合和延時釋放兩種工作狀態的操作為一次性的，當繼電器完成一次工作過程后，電路的控制部分進入穩定狀態。延時循環工作狀態則是只要開機，電路就會按照預先設定好的開、停時間間隔自動循環，不會停頓，直到切斷電源開關或切換工作狀態為止。2.1 電子電器電子電器 2.1.3 電子式時間繼電器電子式時間繼電器 2. 數字式時間繼電器數字式時間繼電器2.1 電子電器電子電器 圖2-3 時間繼電器的圖形及文字符號2.1 電子電器電子電器*2.1.4 固態繼電器固態繼電器 固態繼電器, 全部由固體半

8、導體元件組裝而成，是一種四端有源的新型無觸點通斷開關器件，也稱無觸點通斷電子開關，因為可實現電磁繼電器的功能，故稱“固態繼電器”又稱其為“無觸點開關”。由于它的無觸點工作特性, 與電磁繼電器相比，它具有體積小、重量輕、工作可靠、壽命長、對外界干擾小、能與邏輯電路兼容、抗干擾能力強、開關速度快、使用方便等一系列優點。固態繼電器的應用還在電磁繼電器難以勝任的領域得到了充分擴展，如計算機和PLC的輸入/輸出接口、計算機外圍和終端設備、機械控制、中間繼電器、電磁閥、電動機等的驅動裝置、調壓裝置、調速裝置等。 原理框圖和電路符號如圖2-4所示。其中，兩個端子為輸入控制端，另外兩端為輸出受控端，中間采用光

9、電耦合或變壓器耦合，以實現輸入與輸出間的電氣隔離。工作時，只要在輸入端加上一定的控制信號，就可以控制輸出兩端之間的“通”和“斷”，實現開關功能。2.1 電子電器電子電器*2.1.4 固態繼電器固態繼電器 圖2-4固態繼電器2.1 電子電器電子電器 1.過零電壓繼電器過零電壓繼電器 過零電壓檢測繼電器工作原理如圖2-5中，OPTO為光電隔離器，它把輸入輸出兩部分從電氣上隔離，VT1為放大器，SCR1和BR用來獲得使雙向晶閘管SCR2開啟用的雙向觸發脈沖。R0和R6為限流電阻，R6也為SCR1的負載，R3和R7為分流電阻，分別用來保護SCR1和SCR2，R8和C用來組成浪涌吸收電路，BR為雙向整流

10、橋。 圖2-5 過零型繼電器電原理圖2.1 電子電器電子電器 2. 溫度繼電器溫度繼電器 利用熱敏電阻也可以制成溫度控制元件。圖2-6為JW4型熱敏電阻的外形圖。它是由復合鈦酸鹽的N型半導體制成，外接兩根引線。JW4型熱敏電阻的特點是體積小、靈敏度高、使用簡單方便、動作可靠，但由于返回溫度比動作溫度低1020OC，故返回時間較長，且價格較高，因此限制了它的應用。JW4型熱敏電阻的動作溫度主要有95OC、105OC、115 OC、135 OC四個等級。如果需要，可以在60180 OC范圍內進行調整。圖2-6 JW4型熱敏電阻的外形圖2.1 電子電器電子電器 2. 溫度繼電器溫度繼電器 溫度繼電器

11、溫度繼電器外形圖溫度繼電器溫度繼電器2.1 電子電器電子電器 熱敏電阻式溫度繼電器。雙金屬片式溫度繼電器的工作原理與熱繼電器類似，由于體積大，放置位置不可能充分接近繞組以致發生動作滯后的現象。更不宜用來保護高壓電動機，因為過強的絕緣層會加劇動作熱敏電阻式溫度繼電器的主體為電子電路，作為溫度檢測元件的熱敏電阻裝在電動機機殼內。圖2-7為某正溫度系數熱敏電阻式溫度繼電器的電路。 圖2-7 熱敏電阻溫度繼電器電路圖2.1 電子電器電子電器 3.無觸點行程開關無觸點行程開關 圖2-8是晶體管停振型接近開關的電路圖。采用電容三點式振蕩器，感辨頭L由兩根引出線。在C2取出的反饋信號可加到晶體管V1的基極和

12、發射極兩端。V2、V3組成的射極耦合觸發器不僅用作鑒幅，同時也起放大作用。V2的基射結還可兼作檢波器。為減輕振蕩器的負擔，電容C3選510pF左右，電阻R4選 10K左右。圖2-8 晶體管停振型接近開關2.1 電子電器電子電器 3.無觸點行程開關無觸點行程開關 圖2-8 晶體管停振型接近開關2.1 電子電器電子電器 4.過載保護繼電器過載保護繼電器 過載保護繼電器由測量電路、鑒幅器、時限電路及輸出電路等組成，如圖2-9所示。通常過流保護包括短路保護和過載保護兩部分。本電路的短路和過載共用一個測量電路而用不同門限電壓的鑒幅器進行鑒幅，然后由二極管V9、V8組成或門電路控制同一個輸出電路。 圖2-

13、9 過載保護繼電器2.1 電子電器電子電器 6.斷相保護繼電器斷相保護繼電器 斷相運行是造成電動機燒損的常見事故原因。斷相時負載的大小、繞組的接線形式所引起的繞組相電流與線電流變化有較大差異，當滿載發生斷相時，線電流至少有一相超過額定電流，為額定電流的1.51.732倍。這時采用三相測量電路的過流保護能作出正確的反映。但如果電動機是在輕載運行時發生斷相故障，如負載在50%左右，則往往出現非故障相的線電流小于對稱性過載保護電流動作值，但對于三角形接法的繞組電流卻已超過其電流的額定值，當發生斷相時這種情況就較為嚴重。此時以過電流為原則的保護將不能有效地檢測電動機的斷相故障，而必須采用斷相保護繼電器

14、。2.1 電子電器電子電器圖2-10 以線電流為零為原則的斷相保護電路2.1 電子電器電子電器 7.電子式脫扣器電子式脫扣器 斷路器的電子式脫扣器有DT1系列（即分立式元件組成）、DT3 、DT5系列（即集成電路元件組成，如圖2-11、2-12）。 DT3系列電子式脫扣器除了具有DT1系列所有的過載長延時保護、短路短延時保護、短路瞬時保護、欠電壓保護和瞬時動作試驗按鈕外，還具有故障顯示和記憶，斷路器過載報警等功能。工作原理方框圖如圖2-11所示。2.1 電子電器電子電器 圖2-11 DT3脫扣器工作原理方框圖2.1 電子電器電子電器 圖2-12 DT5脫扣器工作原理方框圖2.1 電子電器電子電

15、器 *2.1.5 電子式電動機保護電路電子式電動機保護電路 1.過流保護電路過流保護電路 如圖2-13所示是一個簡單電路的三相電動機過流保護電路。按下ST，KM吸合，電動機M啟動、開始運行。電流互感器TA通過副邊輸出電流，經VD1整流、RP、R1分壓，形成電壓信號經R2、VD6加到VT1基極，另一個信號經RP加到VT3基極。 VT1、VT2、VT3組成一個射極耦合雙穩態電路。電路正常時，VT1截止，VT2、VT3飽和導通，繼電器K吸合，電動機M正常運行。當三相電動機某一相斷相時，電流必定比正常時增大許多或因電動機線圈短路、機械卡堵等故障使電流大增，這時TA副邊的電流也必定大增，加到VT1的基極

16、電壓也大增，促使VT1、VT3由飽和導通，VT2截止，K線圈失電釋放，KM線圈相繼失電釋放，電動機M停電。2.1 電子電器電子電器 圖2-13 三相電動機過流保護電路圖2.1 電子電器電子電器 2.缺相保護電路缺相保護電路 如圖2-14所示，繼電器J采用直流24 V電源供電，電源經電阻R1分壓和12V穩壓管穩壓后為其他電路供電，采用運算放大器LM324形成電壓比較放大電路，電流互感器T1、T2、T3檢測三相電機工作電流大小。當三相電源正常時， 3個比較放大器同相輸入端電壓低于反相輸入端電壓，其輸出端H點電位為零，三極管V1、V2截止，繼電器為斷開狀態；當三相電動機電路中缺一相時，只有兩相供電，

17、工作電流將升高，對應的互感器二次側感應電流也升高，經整流、濾波、電位器分壓后，加到比較放大器同相輸入端的電壓也升高，當超過反相輸入端的電壓時，除缺相外的2個比較放大器輸出高電平外，經D4D6組成的或門電路使H點為高電平，再經電阻R4分壓加在V1基極，使三極管V1、V2導通，時間繼電器得電，延時幾秒吸起自閉，報警電路報警，同時切斷電動機供電電路，保護電動機不被損壞。 2.1 電子電器電子電器 2.缺相保護電路缺相保護電路 2.1 電子電器電子電器 圖2-14 電動機缺相保護電路2.1 電子電器電子電器 2.1.6 接近開關接近開關接近開關一般由感測機構、振蕩器、檢波器、鑒幅器和輸出電路組成。感測

18、機構的作用是將非電量轉換成電量。接近開關類型有電感式、電容式、霍爾式、光電式、渦流式、干簧管式、晶體管式、熱釋電式、超聲波等多種形式。它具有體積小、無抖動、無觸頭、無接觸檢測等特點。 圖2-15 接近開關的文字和圖形符號圖2-16 接近開關外形圖2.1 電子電器電子電器 磁感應式接近開關磁感應式接近開關 磁感應式接近開關又稱磁敏開關，主要對氣缸內活塞位置進行非接觸式檢測。為感應式接近開關固定在活塞上的永久磁鐵使傳感器內振蕩線圈的電流發生變化，內部放大器將電流轉換成輸出開關信號。磁感應式接近開關如圖2-17所示。 圖2-17 磁感應式接近開關1-氣缸；2-磁感應式接近開關；3-安裝支架；4-活塞

19、；5-磁性環2.1 電子電器電子電器 4.光電式接近開關光電式接近開關 光電式接近開關如圖2-18所示，是一種遮斷型的接近開關，又稱光電斷續器。當被測物4從發射器l和接收器3中間槽通過時，紅外光束2被遮斷，接收器接收不到紅外線，而產生一個電脈沖信號。有些遮斷型的光電式接近開關，其發射器和接收器做成兩個獨立的部件，如圖2-18(b)所示，這種開關有方形的和圓柱形的。圖2-18(c)為反射型光電開關，當被測物體4通過光電開關時，發射器1發射的紅外光2通過被測物體反射到接收器3，產生一個電脈沖信號。光電式接近開關在數控機床中，常用于刀架的刀位檢測和柔性制造系統中物料傳送的位置檢測控制等。2.1 電子

20、電器電子電器圖2-18光電式接近開關2.1 電子電器電子電器 霍爾式接近開關是將霍爾元件、穩壓電路、放大器、施密特觸發器和集電極開路(OC)門等電路做在同一個芯片上的集成電路，霍爾式接近開關也稱為霍爾集成電路?；魻柤呻娐肥艿酱艌鲎饔脮r，其OC門由高電阻態變為導通狀態，輸出低電平，當霍爾集成電路離開磁場作用時，OC門重新變為高阻態,輸出高電平?；魻柺浇咏_關在LD4系列電動刀架中應用的示意圖。如圖2-19所示。 在數控車床中，LD4系列刀架得到廣泛的應用，其工作過程是：換刀信號電動機正轉刀臺轉位刀位信號電動機反轉初定位精定位夾緊延時換刀結束。其中刀位信號是靠霍爾式接近開關檢測得到位信號。如果某

21、個刀位上的霍爾式接近開關斷路或損壞，就會出現刀臺連續旋轉不定位。 2.1 電子電器電子電器 圖2-19 LD4系列電動刀架2.1 電子電器電子電器 7.干簧繼電器干簧繼電器 干簧片的觸點有兩種：一種是常開式觸點，如圖2-21(a)所示。在干簧管外面套一勵磁線圈就構成一只完整的干簧繼電器，當線圈通上電流時，在線圈的軸向產生磁場，該磁場使密封管內的兩干簧片被磁化，使兩干簧片觸點產生極性相反的兩種磁極，它們互相吸引而閉合。若切斷線圈電流時，磁場消失，兩干簧片也失去磁性，它是依靠其自身的彈性而恢復原位，使觸點斷開。另一種則是切換式觸點。如圖2-21(b)所示。可以直接用一塊永久磁鐵靠近干簧片來勵磁，當

22、永久磁鐵靠近干簧片時，觸點同樣會被磁化而閉合，當永久磁乖離開干簧片時，觸點就斷開。后者當給予勵磁時，干簧管中的簧片均被磁化，觸點被磁化后產生相同的磁極，因而互斥，使動斷觸點斷開。2.1 電子電器電子電器 圖2-21干簧繼電器2.2 現代智能電器現代智能電器 智能電器將傳統電器控制技術、傳感器技術、電力電子技術、計算機技術和數字通信技 術融為一體。一方面使電器設備具有智能化的功能；另一方面使其可以通過通信接口實現與計算機或其他設備之間的雙向通信。所以，智能電器已不是單純的一個產品，而是一個機電結合、強弱電結合的整體，是現代新技術與傳統電器技術相結合的新產品。 1.智能電器定義智能電器定義 從構成

23、智能電器的核心部件及其功能出發，目前人們對智能電器的定義是：“智能電器是以微處理器為核心，除具有傳統電器的切換、控制、保護、檢測、變換和調節功能外，還具有顯示、故障診斷、記憶、運算與處理、通信、能自適應電網等功能的電子裝置?！敝悄茈娖鞯暮诵牟考槲⑻幚砥?；與傳統電器相比，智能電器的功能有“質”的飛躍；智能電器是電子裝置，而傳統電器是電氣設備。隨著科學技術的發展，智能電器的定義也隨著變化。2.2 現代智能電器現代智能電器 2.智能電器分類智能電器分類 智能電器可分為智能電器元件/裝置、智能開關柜和智能供配電系統；從電力系統的一次設備和二次設備的角度講，智能電器可分為二次智能設備和一次智能設備。智

24、能電器元件/裝置有：智能化（通用）保護測控單元/裝置、智能接觸器/繼電器、智能斷路器、智能電力監控器/網絡電力儀表/電能質量監測裝置、智能電動機保護（測控）裝置、智能變壓器/饋線/電容器保護（測控）裝置等。 智能供配電系統有：智能低壓配電系統智能配電監控管理系統、智能電動機控制中心(MCC)、智能型預裝式/箱式變電站等。 2.2 現代智能電器現代智能電器 3.智能電器的新技術智能電器的新技術 智能電器元件是采用電子技術、微機控制技術、現代傳感技術、數字信號處理技術、計算機數字通信技術、檢測與轉換技術、電磁兼容技術、3C技術、數據庫技術、高級語言編程技術、網絡技術等新技術。具有自動監測、識別運行

25、環境、測量、保護、記錄各種運行狀態的歷史數據、各種數據的現場顯示和控制操作命令類型等功能。并通過數字通信網絡向系統控制中心傳遞各類現場數據，接受系統控制中心的遠方操作與管理。此外，開關設備的一次開關電器為智能電器元件時，也可以由控制中心直接進行遠方的智能控制。對于低壓配電系統和電動機控制系統中的電器設備通常必須具備以下主要功能過載保護、短路保護、控制、隔離、緊急狀態下急停。 2.2 現代智能電器現代智能電器 2.2.2智能電器組成智能電器組成 低壓配電系統和電動機控制中心已經形成了智能化監控、保護與信息網絡系統，它要由以下幾個部分組成 (1)智能化開關設備，包括帶智能化脫扣器的斷路器、智能化的

26、接觸器與智能化電動機保護器。 (2)監控器，在網絡系統中起參數測量、顯示及某種保護功能，替代傳統的指令電器、信號電器與測量儀表。 (3)中央計算機和可編程序控制器(PLC) (4)網絡元件，用于形成通信網絡，主要有現場總線、操作器與傳感器接口、地址編碼器及尋址單元等。 智能化的斷路器、智能化的電動機保護器、智能化的接觸器是低壓開關柜和電動機控制中心實現智能化的主要電器元件。2.2 現代智能電器現代智能電器 1典型智能電器的硬件典型智能電器的硬件 典型智能電器的硬件結構如圖2-22所示。是由硬件和軟件兩部分組成，智能電器的硬件除了與常規控制電器類似的硬件外，又增加了電子技術、微機控制技術、3C技

27、術、數據處理技術等。智能電器的軟件能夠根據用戶的需要去設置，實現用戶設置的各種功能，并將設備的運行狀態參數送給人機界面，以方便用戶對設備的運行狀態進行實時監控。輸入信號可以是電壓信號、電流信號，也可以是數字信號；模擬倍號經變換器和調理電路變換、處理后送給A/D轉換器，數字信號通常須經過隔離、處理后再送給微處理器；微處理器是智能電器的核心部件。為實現人機交互，還有鍵盤電路、打印接口電路、顯示與報警電路、時鐘電路、電平信號、觸點信號、RS232/RS485串行通信接口、信息交換接口、現場總線接口、總線控制器、總線收發器、光電隔離等電路組成。2.2 現代智能電器現代智能電器 2軟件軟件 智能電器的軟

28、件不僅能夠實現電器的控制功能，而且使很多非控制功能，在智能電器中也很容易實現。如故障定位、事件報告、電量計量以及溫度估計等數據處理功能。圖2-22 智能電器的硬件結構圖2.2 現代智能電器現代智能電器 2.2.3* 常用典型智能電器常用典型智能電器1.智能接觸器智能接觸器 接觸器是用于頻繁接通和斷開交直流電路及大容量控制電路的控制電器。它具有動作迅速，操作安全方便，能遠距離操作等優點，在工農業生產上應用很廣泛，主要用作電動機、小型發電機、電焊機、電熱設備等電氣設備的主控開關。一般情況下接觸器是由按鈕操縱或繼電器、限位器及其他控制元件操縱。由于接觸器能接通和斷開負荷電流，但不能切斷短路電流，因此

29、常與熔斷器、熱繼電器等配合使用。 2.2 現代智能電器現代智能電器 2.智能斷路器智能斷路器 智能型框架斷路器，配置帶通信接口的控制單元，主要功能包括：具有長延時、短延時、瞬時過流、接地故障、欠壓的保護等；在斷路器上可顯示電流、電壓、功率、有功電能、無功電能、功率因數、頻率等電量參數的運行狀態，故障信息等；通過通信接口與上位計算機進行數據交換，并可接受上位機的命令；實現遠程電量參數的測量、斷路器運行狀態（合、分、故障、報警等）的監控、由上位機對斷路器進行遙控分合閘操作，由上位機對斷路器的設備參數和保護值進行遙調的四遙功能。智能斷路器就是將智能型監控器的功能與斷路器集成在一起，其主要是實現了脫扣

30、器的智能化。如施耐德公司的Masterpact MT系列框架斷路器，ABB公司的New Emax系列框架斷路器，常熟開關制造有限公司的CW2系列框架斷路器等。 2.2 現代智能電器現代智能電器 3.智能脫扣器智能脫扣器 早期的脫扣器是電磁式，然后有了第一代電子脫扣器以晶體管、穩壓管為核心,第二代電子脫扣器以比較集成電路為核心。第三代電子脫扣器則以單片機為核心,是現代新型斷路器的核心,它是斷路器內的智能控制模塊,具有顯示、三段保護、試驗、故障診斷等功能。它由信號采樣電路、電源電路、A/D轉換電路、CPU、顯示電路、接口電路等組成。其中脫扣電路是脫扣器的末級電路,是單片機命令的執行機構,直接關系到

31、斷路器是否斷開、電網是否停電等功能，我們稱它為智能脫扣器。智能脫扣器工作原理如圖2-23所示。2.2 現代智能電器現代智能電器 圖2-23 智能脫扣器原理圖2.2 現代智能電器現代智能電器 4.智能型電動機控制器智能型電動機控制器 通常電動機過負荷保護、斷相保護、短路保護都采用熱繼電器、斷路器（或熔斷器），由于受到通信功能不夠靈活等多種條件的約束，已經無法滿足日益發展的設備自動化生產的要求，而智能電動機控制器可實現重載起動，對電動機的溫度保護，還可提供多種測控功能和多種電動機控制模式，能夠滿足對電動機的保護控制要求，有效地保障了電機的安全運行。 2.2 現代智能電器現代智能電器*2.2.4 智

32、能電器及其應用智能電器及其應用 這里介紹一款羅克韋爾自動化公司生產的智能電器。 羅克韋爾智能電器的工作原理：主要是利用微處理器技術實現電器的智能化，具有自動測量、自動控制、自動調節、故障自診斷和通信功能。根據電器設備的不同，其智能化的控制也有所不同。如各種斷路器的在線監測技術，側重于故障自診斷功能；低壓電器設備自動數字顯示電壓、電流、功率、功率因數等，側重于電器量的測量；對高壓斷路器短路瞬時開斷功能、低壓斷路器的三段保護功能的實現等，側重于自動控制功能。下面將以幾種設備為例，介紹智能電器的工作原理。2.2 現代智能電器現代智能電器 1. 智能型斷路器智能型斷路器 （1）智能型斷路器及組成 羅克

33、韋爾智能型斷路器的核心是智能型脫扣器，智能型脫扣器的工作原理框圖如圖2-24所示，其控制單元是由單片機及外圍電子電路組成，檢測信號單元由空心互感器和信號處理電路組成，操作機構由具有永久磁鐵的磁保持脫扣器組成。利用電容器放電對脫扣器線圈勵磁，完成操作任務。采用速飽和互感器對電容器充電，作為備用電源，實現當主電路斷電而微機系統不掉電，完整保存內存數據的功能。具有控制信號準確、可靠，實時顯示電流值；可隨時設定動作電流和動作時間；存儲故障信息、預報警及連網通信等優點，這是傳統脫扣器無法比擬的。2.2 現代智能電器現代智能電器 1. 智能型斷路器智能型斷路器 高壓智能型斷路器高壓智能型斷路器 低壓智能型

34、斷路器低壓智能型斷路器 2.2 現代智能電器現代智能電器 圖2-24 智能型脫扣器的原理圖框圖2.2 現代智能電器現代智能電器 （2）MCS模塊化斷路器 羅克韋爾自動化公司的MCS模塊化電動機控制系統中，一般用途斷路器主要在不頻繁操作的低壓配電電路或開關柜中作為電源開關使用，并對電路、電器設備及電動機等實行保護，它主要實現的是短路保護作用。MCS模塊化電動機控制系統包含140M和140U兩個系列的斷路器，如圖2-25所示。圖2-25 140M和140U系列的斷路器外形2.2 現代智能電器現代智能電器 2智能型交流接觸器智能型交流接觸器 (1)智能型交流接觸器 交流接觸器是用量最大的低壓電器元件

35、，其電壽命和機械壽命的高低是其兩項重要的技術指標，為了提高上述兩項指標，觸頭的通、斷和操作系統的智能化特別受關注。智能型交流接觸器的工作原理框圖如圖2-26所示。圖2-26 智能型交流接觸器工作原理框圖2.2 現代智能電器現代智能電器 （2）MCS接觸器 羅克韋爾自動化公司的MCS模塊化電動機控制系統，一般用途接觸器包括100-M、100-C、100-D和100-G四個系列。對于有安全需求的場合，可選用100-S系列接觸器(985A)。100-M、100-C、100-D和100-C系列接觸器外形圖如圖2-27所示。圖1-27 100-M、100-C、100-D和100-G系列接觸器外形2.2

36、現代智能電器現代智能電器 100-M、100-C和100-D系列接觸器都可以和193系列的電子型過載保護繼電器配合使用，構成緊湊、靈活的電動機起動系統。MCS模塊化電動機控制系統的組成如圖-28所示。2.2 現代智能電器現代智能電器 3.智能型電動機控制器智能型電動機控制器 通常電動機過負荷保護、斷相保護、短路保護都采用熱繼電器、斷路器（或熔斷器）, 由于受到通信功能不夠靈活等多種條件的約束，已經無法滿足日益發展的設備自動化生產的要求，而智能電動機控制器可實現重載起動，對電動機的溫度保護，還可提供多種測控功能和多種電動機控制模式，能夠滿足對電動機的保護控制要求，有效地保障了電機的安全運行。 （

37、1)智能型電動機保護裝置 電動機在運行時經常會出現各種故障，如過載、短路保護，漏電、堵轉和起動超時，過電壓和欠電壓，缺相及三相不平衡保護，及時排除各種故障，保證電動機的正常運行是該裝置的主要功能。其工作原理框圖如圖2-29所示。2.2 現代智能電器現代智能電器 圖2-29電動機保護裝置工作原理框圖2.2 現代智能電器現代智能電器 （3)智能型電動機保護及集中控制裝置，隨著計算機網絡技術的發展，使智能型開關電器及裝置與控制計算機雙向通信成為可能，由此可組成智能化電動機控制中心，它能監測電動機的各種運行參數，調整動作值，控制電動機的運行狀態，實現信息的雙向交流，成為可通信電器。 目前有不少型號的智

38、能電動機控制器還實現了電動機的綜合保護，顯示電動機運行時的各項參數；還實現了與上位PC通信，把運行狀態、參數信息及故障狀態送往上位機，并可接收上位機的啟動、停止以及重新設定保護動作值的指令。其系統結構框圖如圖2-30所示。2.2 現代智能電器現代智能電器 圖2-30 一種智能電動機控制器系統結構框圖2.2 現代智能電器現代智能電器 4MCS過載保護繼電器過載保護繼電器 羅克韋爾自動化公司的MCS模塊化電動機控制系統，一般用途過載保護繼電器是為電動機提供過載保護的低壓電器產品，主要與接觸器配合使用。MCS模塊化過載保護繼電器有193-E、193-CT、193-M和193-T四個系列，其中193-

39、M和193-E系列的外形結構如圖2-31所示。圖2-31 193-M和193-E系列過載保護繼電器外形圖2.2 現代智能電器現代智能電器 圖2-31 193-M和193-E系列過載保護繼電器外形圖2.2 現代智能電器現代智能電器2.2.5現代智能低壓電器及發展趨勢現代智能低壓電器及發展趨勢 隨著電子、計算機、信息、網絡等科學技術的發展, 促進了低壓電器技術的發展。未來低壓電器企業生產的產品必須定位在高端電器產品，開發智能化低壓電器，為未來智能電網建設做準備。在智能化低壓電器開發方面，必須采用智能電子技術，在微型斷路器、塑殼斷路器和框架斷路器的智能化方面也進行了大量的開發和研究。主要體現在以下幾

40、個方面： 1低壓電器的智能化與網絡化低壓電器的智能化與網絡化 計算機技術和微處理機引入低壓電器，使低壓電器具有智能化的功能，低壓開關電器實現了與中央控制計算機的雙向通信。這種由新型低壓電器元件和中央控制計算機組成的網絡系統與傳統的低壓配電系統和電動機控制系統相比具有以下持點：2.2 現代智能電器現代智能電器2.2.5現代智能低壓電器及發展趨勢現代智能低壓電器及發展趨勢2.2 現代智能電器現代智能電器 (1)實現中央計箅機集中控制和可編程序控制器，提高了低壓配電系統的自動化、信息化程度。 (2)低壓配電，控制系統具有通信功能的智能化元件經數字通信與計算機系統網絡連接，實現變電站低壓開關設備運行管理的自動化、智能化。 (3) 監控器,采用新的電子、電氣元件，代替傳統的指令電器、信號電器。 (4) 電子、電氣元件與傳統的指示和主令電器相比，容易安裝、工作穩定、安全可靠。 (5)智能化開關設備,包括帶智能化脫扣器的框架斷路器、真空斷路器、塑殼斷路器及智能化電動機控制器。 (6)可實現數據共享，即插即用、