所谓智能控制器主要是指低压电器产品中控制单元或控制部件,不是指一般的独立产品。原先低压断路器有过电流脱扣器、剩余电流脱扣器,双电源转换开关中有两路电源转换的控制器等。随着电子技术的发展,特别是微处理器的应用,使许多低压电器产品具有智能化特征,其功能大大扩展。如万能式断路器过电流脱扣器采用微处理器后,除原来三段过电流保护特性外,还增加了其他许多保护功能如过电压保护、接地保护、断相保护、故障记录、故障报警、故障预警、故障自愈等。除了保护功能外,还有电参数测量与显示功能可替代原来的指针式电表;电网质量监测与控制,包括频率、电压、功率因数、谐波分量、电能管理功能、通信功能等等。为此,万能式断路器脱扣器改名为智能控制器。双电源转换开关中转换控制器也带有其他多种功能。最近10多年发展起来的控制与保护电器中,控制保护单元也具有非常强大的功能。
1.智能控制器在低压电器中的地位
智能控制器在低压电器中的作用和地位主要体现在以下几个方面。
(1)智能控制器已成为智能电器中最重要的核心部件之一。
(2)智能控制器的功能很大程度上决定了智能电器的功能。
(3)智能控制器的可靠性在很大程度上决定了智能电器的可靠性。
2.控制器的分类及其特征
控制器按其功能一般可分为三档,即基本型、多功能型、高级型。基本型一般只具有该类产品最基本的保护功能。以万能式断路器为例,基本型控制器只带有三段过电流保护、接地保护。多功能型除基本功能外,还有附加保护功能、扩展功能、电参数测量与显示功能、维护与自诊断功能、故障记录功能、通信功能。对高级型控制器,上述各项功能更为完善,还可带有故障预警、寿命显示等满足智能电网需要的最新功能,显示屏一般采用彩屏等。万能式断路器三种型式控制器详细功能见表5-5。
表5-5 万能式断路器的控制器功能
(续)
①电流谐波预报警和电压谐波预报警仅针对3次、5次、7次谐波。
②触头磨损当量根据不同短路电流对应的电气寿命次数为依据。
3.控制器设计试制步骤与要点
下面以万能式断路器为例论述其设计、试制的步骤与要点。(www.xing528.com)
(1)性能指标、功能确定。
(2)微处理器芯片选型。
(3)控制器系统方案设计。
(4)控制器硬件原理和程序流程设计。
(5)控制器硬件线路的印制电路板设计。对印制电路板需进行电磁兼容设计,采取多项抑制电磁干扰的措施,使样机达到标准规定的各项电磁兼容要求。包括:①地线与接地设计;②电路和印制电路板设计;③电快速瞬变脉冲群(EFT)抗扰度能力;④浪涌抗扰度能力;⑤提高电路抗扰度的软件措施;⑥通信接口的抗扰度措施。
(6)控制器程序功能模块设计。
(7)控制器硬件焊接调试和功能模块测试(最主要是电流、电压信号采集)。
(8)控制器样机组装。
(9)控制器样机性能和EMC测试。
(10)控制器样机型式试验。
(11)控制器样机小批试制。
(12)控制器样机VA测试。
(13)控制器样机3C认证。
(14)控制器样机工业试运行。
(15)控制器逐渐成批量量产。
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