电器的“待机能耗”是指产品在关机或不使用其原始功能时的能源消耗。大多数家电产品在关机状态下也在消耗能量。
具有待机能耗的电器有:空调、加湿器、电话、录音机、抽油烟机、音响系统、微波炉、洗衣机、手机充电器、电脑、便携式电暖气、电扇、电源适配器、打印机、电饭煲、橱柜、电视机、录像机、传真机等。因此,为了节能应该养成拔掉插头的习惯。
智能电器、可通讯电器与信息电器
微处理机和计算机技术引进低压电器,一方面使低压电器具有智能化的功能,另一方面使低压开关电器,包括智能化断路器和智能化电动机控制器实现与中央控制计算机双向通讯。进入20世纪90年代,随着计算机信息网络的发展,低压配电系统和电动机控制中心已统一形成了智能化监控、保护与信息网络系统。
智能化低压断路器与电动机控制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。微处理器引入低压断路器,首先使断路器的保护功能大大增强。诸如:它的三断保护特性中的短延时可设置成I2t特性,以便与后一级保护更好地匹配;接地保护可实现选择性,对断续的电弧接地故障可带记忆功能。
工业用电的电网络中使用大量的软起动器、电力电子调速装置和不间断电源等,这些装置都会使配电系统产生高次谐波,而模拟式电子脱扣器一般反映故障电流的峰值,因而电源的高次谐波会造成断路器的误动作。带微处理的智能化断路器反映负载电流真实的有效值(RMS值),它的采样和保持电路能消除输入信号中的高次谐波,因而能避免高次谐波造成的误动作,它的中央处理单元能保证断路器的正确动作。
与传统的双金属热继电器相比,智能化过载继电器有一系列的优点。它能保护多种起动条件的电动机,具有很高的动作可靠性。它不但可保护电动机过载与断相,并可保护接地、三相不平衡、反相或低电流等。由智能化电动机保护继电器进一步开发的智能电动机控制器,兼有监控、保护和通讯的功能,它的保护功能也较智能化电动机保护继电器进一步增强。
网络通讯的发展,日益要求用户和设备之间的开放性和兼容性,因而制定一个统一的通讯协议是急待解决的一个关键问题。由智能化电器与中央计算机通过接口构成的自动化通讯网络正从集中式控制向分布式控制发展。现场总线技术的出现,不但为构造分布式计算机控制系统提供条件,并且它即插即用,扩充性好,维护方便,因而这种技术成为国内外关注的焦点。
低压电器的一个重要功能是通断能力,智能电器发展的另一途径是通过微处理器的智能控制来提高电器的通断性能。
智能化电器的发展,使电磁兼容性EMC变成越来越重要的问题。EMC要求包括两种含义,一方面要求低压电器在使用场合工作时,不受外界电磁干扰而引起误动作,而另一方面要求电器的操作产生的电磁场不干扰附近的电子设备。国外对智能化电器和机电一起化产品的EMC问题非常重视,因为电磁干扰会引起这类系统失灵而误动作,会造成巨大的经济损失。智能化电器和其保护、监护系统把敏感的数字电器元件处于强电流及高电压电磁场中,使这些设备的电磁抗干扰能力在设备设计和运行中已成为不可忽视的因素,因而在国外智能化电器和其系统在设计初始阶段即制定严格的电磁兼容控制与管理计划,该计划主要包括产品或系统EMC分析,制定EMC设计技术指标、设计计划、标准、实施计划与测试方法等,并把这一计划作为产品或系统设计的重要一环。EMC分析和设计是为了达到EMC技术要求的关键工作,包括分析电子线路的辐射程度及抗干扰能力以及系统集成的电磁兼容性能,EMC设计包括电磁屏蔽,接地,导线间距的确定,以及考虑印刷电路板布线之间的电磁耦合等,随着高频电磁场数值分析和计算机硬年的发展,采用现代仿真技术取代传统的测试方法和经验分析方法,已在EMC分析中起越来越大的作用。
仿真技术与虚拟电器
国内工厂和设计院所纷纷引进如UGH、Pro/E等三维计算机辅助设计软件,这类软件能实现在三维空间内零部件和实体造型、装配和自动生成工程图纸,并且按照设计的零部件自动进行模具设计和生成数控编码。这些软件使国内低压电器设计工作上了一个新的台阶,但进一步要使产品设计满足原始技术条件的要求,达到预定的电气和机械性能,则需要采用仿真技术。
进行一个低压电器产品的设计,当根据给定的技术条件,确定了产品初步设计方案和尺寸后,必须进行工程分析或样机实验,来验证设计方案是否附合原订技术要求。长期以来人们用传统的工程计算方法进行特性分析,精度很差,特别是作为低压开关电器的主要特性,即开断特性无法计算,因而人们不得不依靠样机制造和实验验证来检验设计方案的可行性,这样做法要花费大量人力和物力,并使得产品开发周期拉长,影响新产品的市场竞争力。
为了解决上述问题,计算机摸拟和仿真技术得到快速发展,依靠这种新技术,人们可以在样机制作以前就能掌握设计产品的性能,减少了重复样机制作和实验费用,加快了产品开发周期,并提高了产品性能,这是当前低压电器产品开发手段现代化的重要内容。