电器技术与智能建筑

2024-05-28

电器技术与智能建筑（精选9篇）

电器技术与智能建筑篇1

0 引言

电器是进行电路监测、分断操作以及电路连通的重要设备, 主要应用在电力传输和分配、用电设备供电、电力系统继电保护等领域中, 在电力系统自动化水平的提升下, 传统电器已经无法满足社会发展的需求。智能电器的应用有效解决了该种问题, 可以根据电力系统的故障类型和自身的状况, 实时地执行有效的柔性操作。

1 智能电器的基础理论研究

我国智能电器的研究已经取得了很大的进步, 其主要包含了现在电器需要在不同环境中能够正常运作, 完善智能电器的操作理念;构建故障的诊断程序, 完善电器故障的智能修复功能, 获取电器劣化规律;以集成电路为基础研究开发智能电器的软硬件平台。最主要包含下面几个方面: (1) 电器开关的智能化控制, 电器的开关的智能化是对整个电器的控制, 对于电器的正常运行起着至关重要的作用, 而在电器开关的过程中产生的电弧严重影响了开断电器性能。 (2) 电器故障的智能诊断以及电器劣化规律, 开关电器性能的逐渐劣化是由多种因素共同作用下导致的, 其性能劣化规律、特征参量以及诊断知识的获取是进行故障识别与智能诊断的基础。 (3) 智能电器控制系统软硬件平台的搭建, 现代智能电器在我国有着很大的发展前景和市场, 如今市场竞争也越来越激烈。在人们生活水平的提高下, 对于智能电器的需求越来越严格, 对其性能的要求也越高, 功能也要更加全面。所以面对这种情况, 我们需要设计专用的智能电气控制系统软硬件平台, 这样才能够更好的满足人们的使用要求。

2 智能电器的关键技术

现在智能电器的设计经过几年的发展已经初具成效, 其中包含了许多高新科技技术。其中主要包含以下几个方面。

1) 低压条件下智能电器的操作技术, 为了解决触头材料的电损耗的问题, 低压电气智能操作技术利用电磁斥力以及弹簧的反作用力把这两种力相结合一起, 以此来提高开关的分闸速度;同时采用并联结构的磁路操结构使得线圈线圈和永久磁铁产生的两种磁通在不同的磁路中流动, 有效减少了开关电器时的能量消耗。

2) 高压条件下智能电器的操作技术, 高压条件下因为分闸操作使得电压瞬间大幅度上升, 这种现象严重影响了高压电器的分闸性能。在我们过去, 使用传统的高压断路器在开关电器的瞬间, 电器电压大幅上升的同时, 电流初相角会出现不确定性和随机性, 而这种不确定性会影响电力系统的稳定性。在合分空载变压器、电器电容组件和空载长线的情况下, 上述问题就会产生增幅很高的涌流与超过保护机制的电压, 这不仅会影响设备的正常使用寿命也会引起保护机制的误操作, 从而严重影响到电力系统的正常运行。

3) 智能电器控制器专用集成电路可重构设计与测试技术, 智能电器在使用专用的集成电路后, 可以有效提升电器的性能以及稳定性, 这是现代智能电器的关键技术之一。但是就目前而言, 在我国还没有这种集成电路可重构技术, 使得我国在开发智能电器的集成电路时受到了极大的制约。同时因为没有重构设计平台, 导致现在智能电器专用的集成电路成品需要的时间过长, 整个电路设计繁杂, 不具备再利用的可能性, 仅仅是一次性产品。专用的集成电路是提高智能电器控制系统性能的有效方法, 但是现在集成电路测试方法也存在速度慢, 覆盖率低等问题, 无法满足智能电器控制器专用集成电路的发展需求。

4) 在智能电器控制器专用芯片开发与电磁兼容性能方面, 智能电器控制器的实现是由其中附带的专用芯片来完成, 专用芯片的运用有效提高了智能电器控制器的可靠性, 扩大了其应用范围。而我国采用的芯片大多都是进口外国产品, 为了能够研发出具备自主知识产权并且能够满足国内对于多功能化智能电器控制器的需求, 在未来阶段下, 我国要不断加大研究力度, 创新现有的技术水平。目前, 我国研制出的智能电器控制器专用芯片, 实现了智能电器的功能集成, 能够解决一系列复杂操作, 如数据采集、数据处理、控制算法、通信和人机接口等功能。并能够根据需求优化设计, 解决专用芯片在电磁环境下的兼容性技术难题。但是, 与发达国家相比, 我国还有一系列的技术瓶颈尚未突破, 有待我们进行更加深层次的研究。

3 结语

近年来电子信息技术的快速发展, 智能电器也将成为现代化电器的发展方向。该领域的研究也受到了国内政府以及各大型企业的广泛关注, 智能家电开始在我们生活的各个领域中得到初步的应用与发展。智能电器理论、关键技术的研究及其应用都有着重要的理论与现实意义, 是未来研究的重点。

摘要：详细论述了智能电器基础理论的相关研究内容, 包括智能电器的操作理论、智能诊断方式等。并以已有智能电器理论的指导为基础, 分析关于智能电器研究中的一些关键技术及其解决方法。

关键词：智能电器,智能操作,理论研究,关键技术

参考文献

[1]王夏霄, 王野, 秦祎, 等.光纤电流互感器平均波长漂移变比误差 (英文) [J].红外与激光工程, 2015 (1) .

[2]何湘宁, 宗升, 吴建德, 等.配电网电力电子装备的互联与网络化技术[J].中国电机工程学报, 2014 (29) .

[3]刘路辉, 庄劲武, 江壮贤, 等.混合型直流真空断路器触头技术——现状与发展[J].中国电机工程学报, 2014 (21) .

[4]杨堃, 李炜, 宋杲, 等.2013年高压开关设备运行分析[J].智能电网, 2014 (6) .

电器技术与智能建筑篇2

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汽车车身电子

姓学专

名院业

朱宇辰机械工程学院车辆工程冯金芝

2010 年 6 月

指导教师完成日期

汽车车身电子

摘要

汽车车身电子包括汽车安全、舒适性控制和信息通讯系统，主要用于增强汽车的安全、舒适和方便性。汽车车身电子主要包括：安全气囊电子控制、车用空调控制、防盗系统、门锁控制、车灯控制、雨刷控制等,本篇论文将重点就汽车空调汽车安全气囊汽车防盗系统。关键词

汽车空调汽车安全气囊汽车防盗系统

Auto body electronics ABSTRACT

Auto body electronics, including automotive safety, comfort control, and information and communication systems, primarily used to enhance vehicle safety, comfort and convenience.Auto body electronics include: airbag electronic control, auto air conditioning control, anti-theft system, door lock control, light control, wiper control, this paper will focus on automotive air conditioning automotive air bag car alarm

KEYWORDS ： Automotive air conditioning

alarm system

automotive air bag

car

车身电子行业的发展与汽车产业息息相关，尤其是与中高档汽车的发展情况关系十分密切。一般而言，小型/经济型车中需要10~12个电控单元（ECU）；高端大型/豪华汽车中对ECU的需求量则高达70~120个。但随着汽车产业竞争的激烈，以及车身电子技术的进步，未来汽车驾驶的舒适性和智能性将成为汽车行业竞争的重要因素，一些目前只用于高端汽车的功能模块将向低端汽车转移，中低端汽车对车身电子的需求量将逐步增加。所以说汽车车身电子的发展前景是一片光明的。

1.汽车空调

一．汽车空调的工作原理其实汽车空调和我们熟悉的家用空调制冷原理是一样的。都是利用 R12 或是 R134a 压缩释放的瞬间体积急剧膨胀就要吸收大量热能的原理制冷。汽车空调的构造和家用的分体空调类似，它的压缩机往往是安装在发动机上，并用皮带驱动（也有直接驱动的），冷凝器安装在汽车散热器的前方，而蒸发器在车里面，工作时从蒸发器出来的低压气态致冷剂流经压缩机变成高压高温气体，经过冷凝器散热管降温冷却变成高压低温的液体，再经过贮液干燥器除湿与缓冲，然后以较稳定的压力和流量流向膨胀阀，经节流和降压最后流向蒸发器。致冷剂一遇低压环境即蒸发，吸收大量热能。车厢内的空气不断流经蒸发器，车厢内温度也就因此降低。液态致冷剂流经蒸发器后再次变成低压气体，又重

新被吸入压缩机进行下一次的循环工作。在整个系统中，膨胀阀是控制致冷剂进入蒸发器的机关，致冷剂进入蒸发器太多就不易蒸发而太少冷气又会不够，因此膨胀阀是调节中枢。而压缩机是系统的心脏，系统循环的动力源泉。

二．汽车空调的组成汽车空调一般主要由压缩机(compressor)、电控离合器、冷凝器（condenser）、蒸发器（evaporator）、膨胀阀(expansion valve)、贮液干燥器（receiver drier）管道、（hoses）冷凝风扇、、真空电磁阀(vacuum solenoid)、怠速器和控制系统等组成。汽车空调分高压管路和低压管路。高压侧包括压缩机输出侧、高压管路、冷凝器、贮液干燥器和液体管路；低压侧包括蒸发器、积累器、回气管路、压缩机输入侧和压缩机机油池。目前大部分小汽车（主要指民用小车）上用的制冷剂有 R-12 制冷剂和 R-134a 制冷剂两种。R-12 制冷剂是一种普通制冷剂，含有会破坏臭氧层的物质--氟利昂，而且在明火下会生成对人体有害的物质；而 R-134a 是一种新型环保制冷剂，具有无毒、无色、不燃不爆、热稳定性好等性质，更重要的是 R-134a 制冷剂不损害臭氧层。这两种制冷剂的化学结构互不相同，所以在汽车上是不通用的。而且它们配套使用的制冷剂油也不可互溶。如果加错制冷剂会令系统损坏，如对胶管的腐蚀等。R134a 之所以用来替代 R12，是因为其热力性质与 R12 相似，是一种不含氯的氟利昂，其臭氧破坏系统为零，所以，现在的新车基本都已使用 R134a，即人们常说的环保制冷剂。三．汽车空调系统分类（按动力源分）1．独立式空调：有专门的动力源（如第二台内燃机）驱动整个空调系统的运行。一般用于长途货运、高地板大中巴等车上。独立式空调由于需要两台发动机，燃油消耗高，同时造成较高的成本，并且其维修及维护十分困难，需要十分熟练的发动机维修人员，而且发动机配件不易获得，尤其是进口发动机；另外设计和安装更容易导致系统质量问题的发生，而额外的驱动发动机更增加了发生故障的概率。2．非独立式空调：直接利用汽车的行驶动力（发动机）来运转的空调系统。非独立式空调由主发动机带动压缩机运转，并由电磁离合器进行控制。接通电源时，离合器断开，压缩机停机，从而调节冷气的供给，达到控制车厢内温度的目的。其优点是结构简单、便于安装布置、噪音小。由于需要消耗主发动机 10%-15% 的动力，直接影响汽车的加速性能和爬坡能力。同时其制冷量受汽车行驶速度影响，如果汽车停止运行，其空调系统也停止运行。尽管如此，非独立式空调由于其较低的成本（相对独立式空调），可*的质量，已逐渐成为市场的主导产品。目前，绝大部分轿车、面包车、小巴都使用这种空调。目前非独立式空调。四．汽车空调系统特点(1)空调装置运行时振动较大前面已提到汽车空调装置是移动式车载空调装置，由于道路不平，汽车在行驶中颠簸振动大，所以装置中连接管道应采用挠性制冷剂管道。(2)冷凝器紧靠着发动机的散热器,所以它的冷凝温度往往是低高的,所以其运行工况比其它空调装置恶劣。(3)汽车空调系统的压缩机是直接由发动机驱动的，它是通过一个皮带驱动机构来实现的。当压缩机不工作时，压缩机可以与发动机脱开，它是通过一个电子离合器来实现的。空调系统停止工作时，应经常检查皮带的松紧，以确定离合器动

作是否正确，有时离合器因轴承的损坏而影响压缩机的轴封，造成压缩机轴封处制冷剂泄漏。所以要检查离合器轴承损坏的早期迹象。

2.汽车安全气囊

一．安全气囊系统汽车的安全性分为主动安全和被动安全两种，主动安全是指汽车防止发生事故的能力，被动安全是指在万一发生事故的情况下，汽车保护乘员的能力。当汽车发生事故时，对乘员的伤害是在瞬间发生的。例如，以车速 50 公里/时进行正面撞车时，其发生时间只有十分之一秒左右。为了在这样短暂的时间中防止对乘员的伤害，必须设置安全装备，目前主要有安全带、防撞式车身和安全气囊防护系统(Supplemental Inflatable

Restraint System，简称 SRS)等。由于很多事故是难以避免的，因此被动安全性也非常重要，安全气囊作为被动安全性的研究成果，由于使用方便，效果显著，造价不高，得到了迅速的发展和普及。二．安全气囊系统组成驾驶员处的安全气囊是存放在方向盘衬垫内，因此，当您看见方向盘上标有 “SRS”或“Airbag”字样，就可知此车装有安全气囊。安全气囊系统主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等主要部件组成。传感器和微处理器用以判断撞车程度，传递及发送信号；气体发生器根据信号指示产生点火动作，点燃固态燃料并产生气体向气囊充气，使气囊迅速膨胀。气囊装在方向盘毂内紧靠缓冲垫处，其容量约 50 至 90 升不等，做气囊的布料具有很高的抗拉强度，多以尼龙材质制成，折叠起来的表面附有干粉，以防安全气囊粘着在一起在爆发时被冲破；为了防止气体泄漏，气囊内层涂有密封橡胶；同时气囊设有安全阀，当充气过量或囊内压力超过一定值时会自动泄放部分气体，避免将乘客挤压受伤；气囊中所用的气体多是氮气。

安全气囊的工作原理典型的气囊系统包括二个组成部分：探测碰撞点火装置(或称传感器)，气体发生器的气囊(或称气袋)。当传感器开关启动后，控制线路即开始处于工作状态，并借着侦测回路来判断是否真有碰撞发生。如果讯号是同时来自两个传感器的话才会使安全气囊开始作用。由于汽车的发电机及蓄电池通常都处于车头易受损的部位，因此，安全气囊的控制系统皆具有自备的电源以确保作用的发挥。在判定施放安全气囊的条件正确之后，控制回路便会将电流送至点火器，借着瞬时快速加热，将内含的氮化钠推进剂点燃。在近乎爆炸的化学反应快速发生的同时，会产生大量无害的以氮气为主的气体，将气囊充气至饱满的状态，并借着强大的冲击力，气囊能够冲开方向盘上的盖而完全展开，以保护驾驶者头部不受伤害。同时在推进剂点燃的过程之中，点火器总成中的金属网罩可冷却快速膨胀的气体，随即气囊可由设计好的小排气口排气，以发挥逐渐缓冲功能，并避免在车身仍继续移动时阻碍碰撞后的视线。据计算，正规的安全气囊必须在发生汽车碰撞后的 0.01 秒内微处理器开始工作，0.03 秒内点火装置启动，0.05 秒内高压气体进入气囊，0.08 秒内气囊向外膨胀，0.11 秒内气囊完全胀大，此刻之后，驾车者才会撞上气囊。安全气囊同样也有它不安全的一面。据计算，若汽车以 60km 的时速行驶，突然的撞击会令车辆在 0.2 秒之内停下，而气囊则会以大约 300km/h 的速度弹出，而由此所产生的撞击力约有 180 公斤，这对于头部、颈部等人体较脆弱的部位就很难承。因此，如果安全气囊弹出的角度、力度稍有差错，就有可能酿出一场“ 悲剧”。安全气囊在近几年得到了飞速的发展，价格大幅度下降，装备了安全气囊的轿车也从过去的中高级轿车向中低级轿车发展。同时，有些轿车前排安装了乘客用的安全气囊（即双安全气囊规格），乘客用的安全气囊与驾车者用的安全气囊相似，只是气囊的体积要大些，所需的气体也多一些而已。进入 90 年代以来，安全气囊的安全性能已被人们普遍接受，并被视为一种现代化和高档次的安全装置。了解安全气囊的工作原理及注意事宜对我们更好的保护自己有很重要的作用，但对于驾驶员来说，安全驾驶才是第一位的，这是任何先进的安全装置都无法替代的！

三．

3.汽车防盗系统一、汽车防盗器的定义与类型(一)汽车防盗器的定义汽车防盗器就是一种安装在车上，用来增加盗车难度，延长盗车时间的装置，是汽车的保护神。它通过将防盗器与汽车电路配接在一起，从而可以达到防止车辆被盗、被侵犯、保护汽车并实现防盗器各种功能的目的。

(二)汽车防盗器的类型和特点随着科学(教学案例，试卷，课件，教案)技术的进步，为对付不断升级的盗车手段，人们研制出各种方式、不同结构的防盗器，目前防盗器按其结构可分四大类：机械式、机电式、电子式和网络式。1.机械式防盗器。早期的汽车防盗器材

主要是机械式的防盗锁。机械锁发展至今经过了数次技术升级，钩锁、转向盘锁和变速档锁等基本属于机械式防盗器，6

它主要是通过锁定离合、制动、油门或转向盘、变速档来达到防盗的目的，只防盗不报警。其优点是价格便宜，只需几十元至几百元，且安装简便，可以在一定程度上吓阻盗车贼，或增加盗贼被发现的可能性。缺点是防盗不彻底，每次拆装比较麻烦，不用时还得找地方放置。目前市场上推出了一种护盘式方向盘锁。这种锁较为隐藏，有一层防锯防钻钢板保护，材质比传统的拐杖锁坚固，锁芯也设计得更加精密，因而可靠性更高。但是车主必须找一个空间藏这个拆下的转向盘;排档锁是目前车主最欣赏的防盗装置之一，这种防盗装置简便又而坚固，材质采用特殊高硬度合金钢制造，防撬、防钻、防锯，且采用同材质镍银合金锁芯和钥匙，没有原厂配备的钥匙极难打开。如果钥匙丢失，可用原厂电脑卡复制钥匙。2.机电式防盗装置。随着科学(教学案例，试卷，课件，教案)的进步，出现了机电一体式的防盗装置(中央门锁)。中央门锁是以电来控制门锁的开启或锁止，并由驾驶员集中控制所有车门门锁的锁止或开启。中央门锁系统具有下列功能：当锁住(或打开)驾驶员侧车门门锁时，其它几个车门及行李厢都能锁止(或打开);如钥匙锁门也可锁好(或打开)其它车门和行李厢;在车内个别门锁需要打开时，可分别拉开各自门锁的按钮。3.电子式防盗器。为了克服机械锁只防盗不报警的缺点，电子报警防盗器应运而生。汽车电子防盗系统是在原有中央门锁的基础上加设了防盗系统的控制电路，以控制汽车移动的同时并报警。电子防盗是目前较为理想的防盗装置。如果有行窃者盗窃汽车或汽车上的物品，防盗系统不仅具有切断起动电路、点火电路、喷油电路、供油电路和变速电路、将制动锁死等的功能，同时，还会发出不同的求救的声光信号进行报警，给窃贼一个精神上的打击，以阻止窃贼行窃。插片式、按键式和遥控式等都属于电子式防盗器。遥控式汽车防盗器的特点是可遥控防盗器的全部功能，可靠方便，可带有振动侦测门控保护及微波或红外探头等功能。随着科技的快速发展，遥控式汽车防盗器还增加了许多方便实用的附加功能，如：遥控中控门锁、遥控送放冷暖风、遥控电动门窗及遥控开行李舱等。现在市场上已有双向功能的电子防盗器，这种防盗器不仅能由车主遥控车辆，车辆还能将自身状态传送给车主，例如车门被开启或车窗玻璃被破坏等。但是电子防盗器普遍存在误报警现象，而且也没有根本上解决车辆丢失问题。4.GPS 卫星定位汽车防盗系统。GPS 卫星定位汽车防盗系统(或其他网络系统)，将报警信息和报警车辆所在位置无声地传送到报警中心，具有车辆定位、遥控熄火、网络查询及跟踪、车内监听、路况信息查询、人工导航等多种功能，是全方位的防盗系统。GPS 卫星定位汽车防盗系统属网络式防盗器，它主要靠锁定点火或起动达到防盗的目的，同时还可通过 GPS 卫星定位系统，将报警信息和报警车辆所在位置无声地传送到报警中心。可以在全国范围内实时监测车辆位置，还可以通过车载移动电话监听车内声音，必要时可以通过手机关闭车辆油路、电路并锁死所有门窗。如果 GPS 防盗器被非法拆卸，它会自己发出报警信息，但缺点是价格较为昂贵，所以目前车主选用的为数尚不多。

二、汽车防盗器的应用

目前汽车防盗器已由初期的机械控制，发展成为钥匙控制———电子密码 ———遥控呼救———信息报警的汽车防盗系统，由以前单纯的机械钥匙防盗技术走向电子防盗、生物(教学案例，试卷，课件，教案)特征式电子防盗。电子防盗系统主要由电子控制的遥控器或钥匙、电子控制电路、报警装置和执行机构等组成。电子防盗系统的类型主要有: 1.钥匙控制式。通过用钥匙将门锁打开或锁止，同时将防盗系统设置或解除。2.遥控式。防盗系统能够远距离控制门锁打开或锁止，也就是远距离控制汽车防盗系统的防盗或解除。3.报警式。防盗系统遇有汽车被盗窃时，只是报警但无防止汽车移动功能。4.具有防盗报警和防止车辆移动式的防盗系统。当遇有窃车时，除音响信号报警外，还要切断汽车的起动电路、点火电

路或油路等，起到防止汽车移动的作用。5.电子跟踪防盗系统。该系统分为卫星定位跟踪系统(简称 GPS)和利用对讲机通过中央控制中心定位监控系统。

参考文献

电器技术与智能建筑篇3

【关键词】建筑工程；低压电器；住宅智能化

随着社会主义市场经济的不断发展，人民群众居住环境的改善，使人们对住宅的要求，由传统的面积、结构需要，开始转变为对使用功能的越来越重视。各种公用设施安装的合理程度及功能的有效配置，在新住宅区的建设中成为各方最为关心的热点问题。根据小区住宅建设的实际情况，对目前小区住宅建设的电器设计安装问题浅谈以下几点看法。

1.合理设计安装避免引发电气火灾

从近年来所发生的火灾看,由电气事故引发的火灾居各类火灾原因首位。发生事故的原因是各式各样的,有电弧接地短路故障造成的火灾事故,有电气设备年久失修仍超负荷运行导致线路短路、断路而引发的火灾事故,其中大多数原因是在建筑物内部装修施工时,没有严格执行国家有关技术规范造成的。大量敷设不符合消防要求的电气线路和配电装置,有的将电气线路直接敷设在可燃、易燃材料内不进行穿管保护、有的采用易燃塑料或穿管保护不到位而留下先天性火灾隐患、还有的则是由于使用不当而造成的电气火灾,这些都是引发电气火灾事故的主要原因。综观这些电气火灾事故起因,大量的是由于施工不能严格执行国家有关技术,但有些也可能是由于设计安装不完善或有缺陷造成的,这就要求在探讨这些起火原因的同时,在安装中要采取有针对性的技术措施。

2.住宅建筑的智能化设计

住宅智能化是目前购房者的首选，是文明社会发展的必然，受到社会的极大关注。当今社会是科学技术高速发展的信息时代，信息高速公路的开通及无线电通讯技术的应用，为人们的生活提供了极大的便利。住宅智能化设计主要应从以下4 个方面考虑。

2.1应建立信息网络系统

住宅网络系统的建立能使住户足不出户便知天下事，在最短的时间内，甚至是同步跟踪地球上每时每刻发生的每一件大事，了解世界各个角落、各个民族的风土人情，风俗习惯，随意浏览所需的各种书籍。

2.2建立安全防范系统

对住户的安全，我们必须高度重视。只有在欢乐、祥和的环境中，人们才能全身心地投入到工作、学习当中，才能享受今天的美好生活。即使遭遇特殊情况，也能在最短的时间内，向安全保卫部门发出求救信号。因此，要在每套住宅内安装报警系统（设置报警按钮），在建筑物外墙有窗户的一侧安装监控系统，以保证住户的安全。

2.3建立完善的物业管理系统

人们生活的舒适、便利程度，完全取决于物业管理的档次和水平。水、电、暖、煤气的充足供应，线路、管道的同步维护，以及发生事故时的及时处理，这一切都与人们的日常生活息息相关。因此，要建立现代化的电脑监控系统，24小时监控水、电、暖、煤气的供应情况，以保证住户的正常使用，为住户提供周到的服务。

2.4小区需建立环境美化系统

人们漫步在花园式的小区中，享受悠闲自得的幸福时光时，就需要工程技术人员利用现代化的手段完善小区建设的各个硬件、软件系统。即利用声、光、温及触摸式控制系统，根据一年四季的阴晴冷暖，昼夜空气的洁净与湿度的大小来自动调节街区内的照明、音乐喷泉、自动单线喷水设备等，使人们有一个良好的生活环境。

3.电力供应及家用电器件选择

电力供应是多年来人们普遍关注的问题。国家建设部、省建设厅都很重视这个问题，并根据具体情况不断提高用电标准，以满足人民生活的需要。住宅电气设计用电标准，近几年由2.0kW/户提高到了5.0kW/户，此标准大大改善了家庭用电状况。一般家电、空调及电采暖等负荷目前已基本得到了满足，保证了电源供给，拉闸限电已成历史。住宅小区的建筑，用电标准以4.0kW/户进行设计。由于用电标准的提高，小区供电设施的基础建设也随之配套，随着人们生活当中使用的低压电器的增多，用户对低压电器的质量也越来越关注。每套住宅要配置5个双小型断路器与2个漏电开关。漏电保护器安装在浴室热水器；各种民用建筑物内的插座回路。照明系统中的每一单相回路,不宜超过16A ,灯具为单独回路时数量不易超过25个,为了有效预防电气线路火灾的发生,應广泛使用新型的能阻止火焰蔓延,而且能离火自熄的阻燃、耐火电线电缆,尤其是装饰装修工程内的线路部分,应采用ZR阻燃电线和NH 耐火电缆。

4.加强建筑工程的低压电器监督检测

施工质量的控制：在质量控制过程中，以工程合同、设计文件、国家有关质量管理的法律、法规为依据，对施工质量进行全面监督控制。先选择质量控制点，作为质量控制对象。它的技术要求高、施工难度大，可能是影响质量的关键：a、安装前必须具有建设行政主管部门颁发的生产许可证（产品备案登记）；必须有检测机构的复检报告；检测机构的来样必须有建设单位或监理单位认真填写委托来样登记及取样见证人签字。b、安装过程中的隐蔽工程，隐蔽前必须进行检查验收，合格后方可进入下道程序；c、安装中要坚持施工人员自检，下道工序交检，专职质检员专检及复检，做好每道工序的检查记录；d、安装过程使用的材料、紧固件等必须符合设计和标准，有出厂合格证及安装单位的自检结果。

施工质量问题和质量事故的处理：a、常见质量问题的成因有：由于工期较长，材料品种繁杂，在施工过程中，受社会环境和自然条件异常因素的影响，工程质量问题表现形式多种多样，成因错综复杂。一项质量问题可由多种因素引起，如违背报建程序、违反法规行为、设计差错、施工管理监督不到位、使用不合格的材料等；b、针对质量问题和质量事故的处理方法：对现场进行细致的调查研究，记录全部情况，充分了解引起质量问题和质量事故的可能原因，进行必要的计算或试验、分析、比较和判断，找出真正的原因，对所造成的后果进行处理。处理的方式有：在问题萌芽状态时，及时制止，防止扩大，改变错误的施工方法和工艺。在质量问题已出现时，停止施工，对质量进行补救，采取足以保证以后质量的有效措施。在某分项工程完成后，出现不合格项，应及时采取措施整改。对补救方案进行跟踪确认、检查，直到合格才进行下道工序。每周有专业负责人对工程进度和质量进行一次现场检查与指导并做好记录。唯有这样，才能保证工程质量。

住宅电器的安装应符合下列要求：集中安装的住宅电器，应在其明显部位设警告标志。住宅电器安装完毕，调整试验合格后，宜对调整机构进行封锁处理；漏电保护器的安装、调整试验应符合下列要求；按漏电保护器产品标志进行电源侧和负荷侧接线。带有短路保护功能的漏电保护器安装时，应确保有足够的灭弧距离。在特殊环境中使用的漏电保护器，应采取防腐、防潮或防热等措施。电流型漏电保护器安装后，除应检查接线无误外，还应通过试验按钮检查其动作性能，并应满足要求。

工程交接验收时，应符合下列要求：电器的型号、规格符合设计要求。电器的外观检查完好，绝缘器件无裂纹，安装方式符合产品技术文件的要求。电器安装牢固、平正，符合设计及产品技术文件的要求。电器的接零、接地可靠。电器的连接线排列整齐、美观。绝缘电阻值符合要求。活动部件动作灵活、可靠，联锁传动装置动作正确。标志齐全完好、字迹清晰。通电后，应符合下列要求：操作时动作应灵活、可靠。电磁器件应无异常响声。线圈及接线端子的温度不应超过规定。触头压力、接触电阻不应超过规定。

5.结束语

电器技术与智能建筑篇4

通过将计算机技术、电力技术、电子技术等融入到电控技术中, 研发的控制与保护开关电器CPS, 与传统的同类电器相比, 具有技术可靠、反应快速、安全节能等优点, CPS接点少, 降低了系统的故障率及电能耗, 并节约了材料。全球第一代CPS产品是1983年法国TE公司生产的LD系列产品。中国90年代研发了第一代CPS产品, 填补了国内空白, 是革命性的创新产品。

与隔离器相比, 主电路和控制电路可同时隔离;与断路器相比, CPS分断能力高, 具有高可靠性和连续运行的性能;与接触器相比, CPS具有寿命长、无维护、易操作等特性。

CPS产品技术发展趋势有以下七个特点。

1、控制保护一体化:控制与保护开关电器CPS将传统的断路器、隔离器、接触器、热继电器合为一体, 并解决了保护与控制特性匹配问题。

2、功能的多样化:既适用于配电场合, 也可用于电动机的控制场合。

3、产品的小型化:应用最优化的结构布局, 采用先进的材料、工艺和技术, 缩小产品的整体体积, 实现产品的小型化、模块化。

4、应用的节能化:应用优化电磁系统静态结构设计和智能动态控制技术, 进一步降低了电磁系统功耗;应用软硬件结合的智能电子技术, 进一步降低了电子系统功耗, 实现产品的节能。

5、维护的简易化:模块化的结构设计及多种可选的附件使产品的应用更方便灵活、接线更便捷、维护更简洁。

6、性能的可靠化:产品结构、抗干扰能力、检测判断精度、响应速度、软件运行的可靠性等方面全面提高, 使得CPS的产品使用更可靠, 操作更安全。

7、寿命的延长化:通过对触头灭弧系统的结构、气流场及磁场的优化设计, 可提高产品的短路分断性能。通过提高材料性能、优化零件结构、启动时引入动态控制技术来延长产品的机电寿命。

清华大学建筑设计研究院有限公司总工教授级高工徐华

控制保护开关电器具有控制与保护功能集成化、模块化、小型化的特点, 其防护等级高、保护功能齐全、分断短路电流能力高、电寿命长、安装使用及维修操作方便、设计选型方便, 克服了由于分立元器件 (通常是断路器或熔断器+接触器+热继电器) 选择不合理而引起的控制和保护配合不合理的种种问题, 是实施绿色建筑中节材的典范, 现在已经得到广泛应用。

对于CPS的推广使用, 建议注意以下几个问题。

1、随着马达控制及节能技术的发展, 软启动、变频启动的应用也越来越多, CPS能否结合软启动器、变频器生产一体化产品?

2、由于市场上出现了大量良莠不齐的CPS产品, 降低了产品可靠性, 会影响CPS的使用和推广, 应让大家能够快速区分优劣产品。

3、对电子式和电磁式产品选用混乱、市场混乱的现象提出选用原则。

4、对于消防型CPS产品, 能否结合消防巡检要求, 生产集成度更高的产品?对于直接启动大功率消防泵的CPS, 其电寿命和机械寿命有无影响?

温州大学物理与电子信息工程学院院长教授戴瑜兴

从三个层面谈一下我的想法。

1、制造层面:目前的CPS产品需要走精品制造的技术路线, 做专业产品。推进“机器代人”, 温州政府对此支持力度也很大, 很多环节都可以机器代人, 以提高工艺水平和效率, 降低成本。要切实提高制造业过程的自动化, 从产品设计、制造、检验与测试、工程应用以及产品报废处理的全生命周期实现信息化。

2、推广应用层面:假冒伪劣产品充斥市场, 要加大打假力度。目前产品的应用集中于民用建筑领域, 亦可向工业领域、军工领域拓展, 拓宽高科技产品的应用范围, 例如航空航天领域、船舶领域。产品上图方面, 尽量做到产品样本提供的线路图、典型方案可作为设计参考乃至设计依据。

3、企业发展层面:中凯已经成为上市企业, 温州的企业很多, 创造的GDP很高, 但遗憾的是温州的上市企业很少。参考国外先进经验, “百年老店”都是一种产品一代代做下来, 做成精品。中凯的三合一产品独具特色、技术先进, 市场需求很大, 要做专、做强、做成民族的品牌。

山东省建筑设计研究院总工研究员张钊

鉴于目前“控制与保护开关电器”的发展现状, 提以下两点建议。

1、建议用控制与保护开关KB0代替双电源切换装置ATS

实际上, KB0具有双电源转换开关的功能, 但没有得到真正的应用, 丧失了很大的市场。双电源均采用传统的自动转换开关ATS, 在民用建筑中, 双电源转换开关要比KB0用量大。应加大KB0双电源产品的市场推广, 提高市场占用率。在推广控制与保护开关的同时, 推广双电源功能, 其额外投入相对要小得多, 一定能得到事半功倍的效果。

2、建议增加功能模块, 完善产品功能

在民用建筑的电气设计中有很多系统, 如建筑物能耗监测系统、电气火灾监控系统、消防电源监控系统以及电气设备防雷保护SPD。目前这些系统都是各自独立, 起着单一的系统功能, 能耗的计量、漏电监测、电源监测、SPD保护都可以做成功能模块, 构成与控制与保护开关的灵活组合, 其网络的传输利用一套系统, 集中管理, 能够大大降低设备成本和管理维护费用。

上海现代建筑设计集团总工教授级高工陈众励

《民用建筑电气设计规范》 (JGJ 16-2008) 提到了消防泵直接启动的问题, 很多消防设备运行时由发电机供电, 采用小系统方式。如发生短路, 短路电流较小, 按市电系统来处理时短路保护灵敏度不够, 按发电机来处理时动作概率又偏高。接电网时短路电流大, 接发电机短路电流偏小。是否可以考虑产品设两个短路保护整定值, 分别对应电网和发电机。

另外, 消防状态下短路保护问题也值得研究。大部分综合体、超高层建筑都存在这样的问题。

北京市建筑设计研究院有限公司总工教授级高工孙成群

控制与保护开关电器与传统开关电器相比, 很好地解决了分立元件之间保护与控制特性匹配的问题, 下面就在实际工程中采用控制与保护开关电器的体会, 谈谈个人的看法。

1、与分立电器构成的系统相比

(1) KB0系列控制与保护开关电器集控制与保护功能于一体, 具有反时限、定时限和瞬时三段保护的特性。 (2) 具有无可比拟的运行可靠性和系统的连续运行性能, KB0在分断短路电流后无需维护即可投入使用。 (3) KBO具有体积小、安装面积少、无分离元件接点、减少线路发热、节约能源、节约材料等优点。

2、与塑壳断路器相比

(1) 具有分断能力高、飞弧距离短的特性, KB0在50k A预期短路电流下的分断时间仅为2ms~3ms。飞弧距离仅为20~30mm。 (2) 与塑壳断路器构成的保护系统相比具有保护整定电流均可调整的特性。

3、与接触器性能相比

KBO的机械寿命达500万~1 000万次, 电寿命AC-43为100万~120万次, 兼顾就地手动操作与远距离自动控制。采用触头与电磁系统分离式设计, 有效抑制触头的二次弹跳。

KB0系列控制与保护开关电器还具有智能化、模块化、多功能、小体积的优势, 安装灵活且防护等级高。

中国航天建设集团有限公司总工研究员王勇

CPS主要特点是集频繁动作与偶发保护于一体, 取代过去断路器、接触器和热继电器的功能, 结构紧凑、接线方便。电磁式过载保护采用双金属片热驱动, 由于故障电流直接驱动脱扣装置, 不需要控制电源, 因此可靠性高。

电子式CPS通过将CPU对采样电流的运算值与设定值进行比较, 发出指令进行脱扣。电子式可以采用各种先进的运算方法, 其控制精度和负载特性的匹配度、时间和幅值级差配合等智能化程度可以达到很高的水平。但由于电子控制器需要控制电源, 逻辑运算和保护曲线的设定需微电子器件通过程序来实现, 因此其抗干扰、耐压方面稍显不足。

CPS将保护与动作共用一套触头, 负载电路的每一次通断在触头上产生的电弧烧蚀和磨损又不可避免, 需要经常更换具有高分断能力的触头, 基本上就是整个CPS全部更换, 因此成本较高。

建议:KB0产品的外观设计、操作方式若能有新的突破将会有更大商机。

湖南省建筑设计院副总工教授级高工孟焕平

CPS的发展起源于上世纪60年代初, 由法国MG公司研制将电磁式瞬时脱扣器和热双金属片式延时过载脱扣器安装在转动式接触器上, 构成“Stangard”系列高分断能力的接触器。上世纪80年代初, 法国施耐德公司将“Intergral 32”系列CPS产品投入市场, 出现了应用微电子技术的第一代CPS产品。目前, 以节能、环保、智能为主题的新一代CPS已经问世, 代表产品有施耐德公司推出的Te Sys U系列和西门子公司推出的3RA6系列。

我国的CPS产品是从上世纪90年代开始起步, 到2000年左右开始迅猛发展。CPS能够解决以往使用分立电器组合所产生的协调配合问题, 在工程实践中得到了广泛认可和欢迎。国产的CPS产品提供了一些更丰富、实用的功能, 且与国际领先水平的产品性能指标基本相当, 个别指标甚至高于国外产品。目前, 国内利用CPS研制成适合各种需求的开关电器, 从技术发展角度看, CPS不但从功能和结构型式上呈现多样化, 且各种保护方式和表现型式也呈现出越来越多样化的特点。集成化、模块化、节能化、智能化将成为21世纪新型CPS研制的主流方向。

中信建筑设计研究总院有限公司总工教授级高工李蔚

1、三个元件分立可靠性低、接线复杂, 中凯抓住问题所在, 创新研发了KB0。几乎所有的电器厂商都有控制保护开关电器产品, 从设计角度出发, 有一个问题值得思考和改进, 就是一体化。

2、消防一体化, 我认为这是设计领域的一个问题所在。现在新的防火规范已颁布实施, 消防监控太多, 让设计人员无所适从, 如果可以集成会更好。

以下提出几个建议。

(1) 消防配电控制保护一体化, 将ATSE集成, 只需要外接总线。 (2) 模块化, 应包括二次控制模块、报警模块等。 (3) 市场化, 可细分为五级, 低、偏低、中、偏高、高。除了规范要求的必需模块外, 还有很多可选模块。 (4) 差异化, 在市场竞争中必须差异化。将核心优势发挥出来, 人无我有, 人有我优。有的厂家已经将二次线路控制集成, 受到设计师的欢迎。 (5) 精致化, 产品外观需要改进, 产品更美观, 辨识度更高。 (6) 国际化, 通过技术创新, 将产品推向国际化。另可以再斟酌一下品牌名称。

中国建筑西南设计研究院有限公司副总工教授级高工杜毅威

CPS为三合一 (断路器、接触器、热继电器) 的一体化产品, 具有体积小、分断能力强、控制与保护水平高的特点, 在控制与保护电气领域是革命性的产品。CPS符合模块化、小型化、智能化的要求, 具备了第四代低压电器产品特征, 属第四代低压电器产品, 在电动机控制与保护方面具有很高的水平。

在配电方面, 要求实现智能化、无人值守的变电所, 如设在避难层的超高层建筑变电所等, CPS可以取代断路器, 实现“四遥”功能。CPS比单纯的断路器更适合用于智能配电, 因此智能电网、智能配电技术是CPS下一步应用的发展方向。

对于大功率电动机柴油发电机不能直接启动的问题, 如在大功率消防泵启动时, 消防泵新规范要求采用机械应急启动装置, 正常市电下电源容量可能没有问题, 但柴油发电机供电时直接启动大功率消防泵, 容量就可能不够。采用CPS可以比较容易地解决这个问题, 建议制作专用的消防泵“星三角”启动方式的CPS成套消防泵专用控制器, 再加上机械应急启动装置, 这样就不会因为直接启泵而增加柴油发电机的容量。

在CPS节能方面, 热磁式CPS比电子式的能耗高, 另外电子式也是一个发展趋势, 可靠性高且能耗小, 设备都是长期运行的, 所以CPS的节能也很重要。

在CPS的生产自动化方面, 要提高生产、检测的自动化程度, 突出产品优势, 形成自动化、标准化的生产检测线, 提高产品质量和生产效率。

中国中元国际工程有限公司副总工教授级高工胡剑辉

现在设计院的技术水平参差不齐, 在控制方面的研究很欠缺, 很多人不知道CPS产品的功能可以这么强大, 所以企业要加强产品控制功能的宣传, 而不是让大家仅仅只知道“三合一”;要广泛与设计院沟通, 了解市场需求, 例如:单速兼用电机是否需要两套控制方案以便能在两种情况 (消防状态和正常状态) 下使用, 对于这类问题设计院人员是不太了解的。推广时要突出产品在消防状态下运行的细节问题。在产品现场的安装和维护方面, 企业宣传时要注意细节, 这关系到选型和口碑的问题, 要多和设计院进行沟通。

控制是很重要的一方面, 许多人对控制方面的认识存在盲点, 对应的控制模块原理要给出详细的配套资料。此外, 希望能够做到产品多样化, 使大家能够方便选型, 加强整个企业的宣传力度。

浙江省建筑设计研究院副总工教授级高工洪伟

对于产品优化方面可否做“减法”, 只具备断路器和接触器的功能, 就可以用于照明系统, 很多地下室只需要这两项功能, 这样做能够使材料减少且功能增加。

在节能方面, 具体是本体节能还是设备节能不是很明确。KB0是一个结构组合体, 跟分立元件相比, 它本体一定是节能的。希望能做出一个直观的对比。

在外观方面可以做一些改变, 比如用触摸屏或者按钮取代传统手柄, 缩小体积, 改进外观, 使其方便安装。

现在很多风机都要变频控制或软启动控制, 能起到较好的节能效果, 建议要在这方面考虑以便优化产品。

温州设计集团有限公司副总工高工丁式橫

对电气设计师来说, KB0的应用, 减轻了设计的工作量, 从而将对断路器、接触器、热继电器三种元器件的选择问题转换成对KB0这一个组合元器件的选择问题。根据负载类型、功率及用途就可选择相应CPS产品, 且该元器件比传统元器件体积小。

现阶段, 国家标准图集《常用电机控制电路图》 (10D303-2~3) 中, CPS只在非消防电机中运用。而实际上, 中凯KB0在消防系统中早已有其相对应的产品。所以, 建议中凯在下次国标图集修订时能积极与修订单位衔接, 补充完善这部分的内容。

CPS控制与保护开关电器集控制与保护功能于一体, 具有小型化、模块化、智能化、高分断的特点, 使保护与控制特性配合更完善合理, 极大地提高了系统运行的连续性和可靠性, 已在工业与民用建筑电气工程中得到广泛应用。

通过本次沙龙研讨, 专家们针对“控制与保护开关电器”的工程设计和应用提出了以下几点应注意的问题。

1、风机、水泵等电动机类负荷控制与保护宜选用CPS。

2、应根据负荷特性对CPS进行选择。

3、消防设备的控制与保护, 应选用热磁式CPS。

4、在高温、高湿度及电磁骚扰严重的场所, 宜选用热磁式CPS。

探讨新时期智能电器控制技术篇5

智能化控制技术已应用至各个领域之中, 它主要是使用单片微处理器, 并用微处理器控制电器产品, 各种智能化电器的电器元件、电动机保护器等智能系统。智能控制器将微处理器引入低压电器产品之中, 对电器运行的整个过程进行监督控制, 并能够增加其多种新功能, 智能化控制技术在电器中的应用原理可以用语言表示, 智能电器由传统电器的工作原理改变而来的, 它遵循了传统电器的基本工作原理, 又加入了微处理器的加工, 运用计算机的计算存储技术对电器数据进行处理, 在工作中能对内部行为进行调整, 最后达到最好的控制过程和工作状态, 实现保护功能。微处理器应用至低压电器中比较普遍, 也取得了一些成果, 但是还有许多微处理器解决不了的问题, 需要用更先进的计算机技术、电子技术或其他智能技术的帮助, 才能成功解决低压电器的控制问题, 现在比较先进的是人工智能技术, 它包含了多种智能化技术, 以多种形式展现出来, 结合了神经生理学、计算机学、数学等等多个学科, 交叉渗透形成了人工智能技术, 指导着电器及其他行业发展。人工智能技术中最常用的有人工神经系统、专家系统等[1]。

简单地介绍下智能化控制技术下的人工神经系统与专家系统, 人工神经系统主要是根据神经网络的特点来展开工作的, 神经网络具有对于非线性控制对象的高度适应性, 在控制对象时, 能够很好地进行模式识别、对故障进行诊断等, 基于这几种特性, 可在智能化电器设计与对实时信号进行监控、检测等工作进行应用。专家系统一般用于电器制造、生产管理, 另外这种系统还可以与电器设计与制造技术相结合, 使电气运行过程更加顺畅成功, 专家系统中的数学遗传算法可以和电器设计的一些环节进行配合工作, 如可应用至图像识别、自动化控制、规划设计领域等等, 使电器具有较多的功能与较高的性能。

2 其他高科技先进技术分析

除了智能化技术在电器设计、开发中上的应用外, 还有一些其他高科技技术的应用, 这些技术同样拥有良好的优点与工作能力, 能够很好地解决电气智能化过程中的问题, 下面我们就来介绍几种智能化高科技技术。

2.1 柔性技术

柔性技术就如它的名字一样, 具有良好的适应性和能力, 能够在各种变化情况下保持良好的工作状态和良好的性能[2]。柔性技术下, 使用的是晶闸管, 晶闸管具有操作频率高、使用寿命长等优点, 因此可以利用其制成的无触点开关进行工作, 我们也可以用语言来表示出柔性技术在电气设计与控制的具体应用, 电源给电磁系统、稳压电器和采样电器提供电, 然后使之通过高频隔离变换电路的信号, 将电力电子的开关器件和电器触头进行控制, 这时柔性技术就可以运用至此。柔性技术下, 采用的是电力电子技术, 从而可以使得组件的功率消耗小, 工作电流低, 电力电子开关在电压断开时, 不需要过大的电能, 随之储能电器的体积减少, 电路体积也随之减少, 这种高频电力电子技术柔性应用技术可以有效处理传统的电工问题, 可以将低频问题转化为高频问题, 处理的自由度与柔性大大提高了。

2.2 现场总线技术

现场总线技术是基于计算机网络技术的, 也给智能化电器的低压电器配电网络带来方便与发展, 智能电器与计算机网络技术息息相关, 并与中央控制设备在低压配电系统下形成智能化监控、从而保护信息网络系统。

3 在电器设计与使用中的分析

智能化与高科技技术在电器中, 运用的主要是可通信智能继电器节点硬件设计原理, 总的工作流程主要包括三部分: (1) 确定微处理器的型号并选择开发平台; (2) 节点的测控部分进行数据采集和其他一些操作控制; (3) 对通信接口电路设计。下面就进行详细的介绍与分析。

(1) 选择开发平台。用单片处理机设计出智能节点, 选择性能质量好的仿真器作为一个开发平台, 可以将微控制器用仿真器代替其运行, 使用户能够通过计算机对界面进行观察与调试, 仿真器是单片机应用系统中的一个很好的选择[3]。仿真器选择时, 要考虑它的技术含量, 主要运用的仿真技术主要有专用仿真芯片技术和复用仿真技术, 两种技术可以在具体环境中具体运用; (2) 进行智能节点的测控与数据收集, 主要是电流变换, 可选用电流互感器, 将高电压和大电流降为小电流、低电压, 转换芯片选择[4]; (3) 就是信号电路的输出, 对通信接口电路进行设计, 智能继电器的节点要对电器起到保护作用, 用微控制器完成电流比较、控制工作, 然后发出使继电器工作的控制信号, 实现继电器的功能。

4 结束语

新时期智能化技术迅猛发展, 各种计算机网络技术和通信技术兴起并流行开来, 给人们的生活带来了便捷, 各行各业兴起了智能化的思潮与运动。智能电器包含了许多智能化技术, 这些智能化技术设计了数学、计算机、控制学等多方面的知识, 最终形成了智能化技术, 要想做好智能化电器的设计与开发, 就必须掌握了解这些知识, 掌握电器工作原理, 然后再实际研发与应用中真正做到理论与实践相结合, 研发出更多更实用的高科技智能化电器, 给人们造福, 也同时提高了我国的竞争力, 智能化电器开发与应用是一个比较艰辛的过程, 需要科研开发人员认真刻苦的努力才能完成, 需要政府与各企业的支持与出谋划策。

参考文献

[1]许志红, 费鸿俊.智能电器控制新技术[J].电气时代, 2003, (3) :64-67.

[2]刘呱呱.智能家居的发展方向与新技术[J].计算机光盘软件与应用, 2012, (1) :64-65.

[3]何伟.基于CAN总线的可通信低压开关电器的研究[D].天津:河北工业大学, 2004.

过载继电器智能保护技术探析篇6

电动机是在生产和生活中的主要动力来源, 它能够将普通的电能转换为机械能源, 从而能够带动一些机器进行运转, 因此被广泛地应用到工业和农业生产中。然而, 随着社会的不断进步和发展, 人们开始对电动机的稳定性和安全性提出了更高的需求。因此, 为了进一步保持电动机的稳定工作, 因此将过载继电器智能保护装置安装在电动机, 从而更好地保护电动机。因此, 本文通过简要论述过载继电器智能保护装置在电动机工作中的重要性, 进而论述了过载继电器智能保护的原理。

1 在电动机中使用过载继电器智能保护的重要性

目前, 随着人们对于工业和农业生产效率的不断需求, 需要电动机能够在更加安全和更加稳定的状态下进行工作。因此, 为了更好地促进电动机的正常工作, 人们开始将过载继电器智能保护技术运用到电动机的日常使用中, 过载继电器智能保护对于电动机的日常工作起到了重要的作用, 主要体现在以下几点:

1.1 防止电动机故障引起的重大安全事故

电动机作为国民生产中的重要机械, 其安全性生产具有重要的意义。如果电动机中缺少过载继电器智能保护装置, 当电动机发生故障时, 缺乏安全性的保护, 可能会造成电动机烧毁, 进而引起相应的火灾等安全事故。从而进一步威胁人民群众的生命财产安全。经过调查和研究显示, 每年因为电动机故障引起的火灾事故时有发生, 造成的经济损失数额非常巨大。所以说, 在电动机中安装过载继电器智能保护装置, 能够在电动机发生产生较高负载时, 及时地停止电动机的故障, 从而防止重大安全事故的发生。

1.2 为国家节约更多的电力资源

电动机在工作过程中需要大量的电力资源作为其主要动力, 如果电动机经常处于超负荷运转的状态, 那么就会损耗非常多的电力资源, 同时也会对电动机自身的部件寿命产生一定的影响。所以说, 在电动机中安装过载继电器智能保护装置, 能够更好地为国家节约电力资源, 同时可以进一步延长电动机的使用寿命。

2 过载继电器智能保护装置的原理和方法

过载继电器智能保护装置能够在电动机的使用过程中对其产生过载保护, 从而能够更好地确保电动机运转在正常的工作状态下。过载继电器智能保护装置的保护原理和方法如下:

2.1 过载故障的判断及保护原理

在电动机进行运转的过程中, 常常会因为很多因素, 导致电动机处于超负荷运转的状态, 这时电动机内的电流过高, 从而使得电动机内的部件温度过高, 从而有一定的烧毁的危险。当电动机处于过载状态时, 电动机就需要提供更多的能源, 而在电压一定的情况下, 需要增加电流才能提供更多的能量, 因此, 电动机内的电流是衡量电动机是否过载的重要因素。过载继电器智能保护装置主要是根据电动机运转状态下的电流情况进行判断, 当电动机内的电流超过一定的范围时, 过载继电器智能保护装置能够及时切断电路, 从而保护电动机不受损害。

2.2 电压故障的判断及保护原理

电动机在工作状态下, 其是否正常工作也会受到电压的影响。因此, 电压故障也是电动机常见的故障之一, 电压故障的判断主要分为以下几个方面:第一, 电压的突然增加, 电动机在运转过程中, 如果输入电动机的电压过高, 超过了电动机正常工作的范围, 就有可能对电动机的正常工作状态起到一定的影响。过载继电器智能保护不仅能够在电动机电流过高的情况下对电动机进行保护, 也能够在电压过高的情况下对其进行保护, 过载继电器智能保护装置主要是根据电动机的转速来确定电动机的电压是否过高, 在电动机电压过高的情况下, 一般电动机的转速也会加快;第二, 电压不稳定造成的电动机故障, 由于各方面原因, 电动机工作的电压会受到很多因素的影响, 这些因素使得电动机的电压在一段时间内可能会过高或者过低, 从而使得电动机处于非正常电压的工作状态下, 这是过载继电器智能保护装置主要是根据电动机的转速波动来确定的, 如果电动机的转速波动较大, 很可能是电压不稳造成的。针对电动机电压不稳的情况, 过载继电器智能保护装置也会选择及时切断电路的方法, 从而确保电动机的安全。

2.3 不平衡故障的判断依据及其保护原理

在电动机的故障中, 不平衡故障占据了电动机故障的大部分, 这是因为当电动机的电压出现不平衡时, 会使得电流的不平衡表现的更加明显, 而电动机在运转的过程中, 需要稳定的电压和电流进行工作, 因此不平衡电压和电流产生效果对电动机的影响非常大。当电动机在运行过程中, 遇到不平衡的电压或电流时, 电动机自身的温度会持续升高, 而且电压或电流的不平衡性越高, 那么电动机的发热通常会越严重。因此, 过载继电器智能保护装置会将一段时间内电动机运转的最大电流和最小电流记录下来, 如果两者之间的差值比较大, 那么过载继电器智能保护装置就会切断电源, 从而停止电动机的工作。

3 小结

电动机是在工业生产和农业生产中使用最广泛的机器之一, 它能够为多种机械提供重要的动力来源, 其工作的稳定性和安全性也非常重要。因此, 本文在充分论述过载继电器智能保护在电动机工作中的重要性, 进而论述了过载继电器智能保护的原理, 相信随着过载继电器智能保护技术的不断发展, 能够进一步确保电动机的稳定工作, 从而使得工业和农业生产达到更高的效率。

参考文献

[1]钱晓龙, 李鸿儒.智能电器与Micro Logix控制器[M].北京:机械机械工业出版社, 2003:61-78.

电器技术与智能建筑篇7

关键词：建筑工程,低压电器安装,施工技术

引言

随着我国经济的不断发展, 城镇化建设的进度加快, 建筑行业取得了快速发展。随着科技的不断进步, 建筑的施工技术也得到了提高, 智能化技术得到运用。各种低压电器不断投入使用, 不仅提高了建筑工程施工质量, 也在很大程度上使人们的生活水准不断上升。但是, 低压电器的使用, 增加了建筑工程施工难度。同时, 低压电器安装技术具有更高的要求, 因而电器设备安装工作难度也不断加大。当前低压电器由于多为集成化所构成, 在绝缘性能上存在着缺陷, 这也是容易造成低压电器安装施工中存在安全问题的重要原因。建筑工程低压电器安装施工, 必须严格按照相应的施工技术规范进行安装施工, 如果技术管理不严就很容易产生安全事故, 给人身安全带来严重威胁。为此, 必须对低压电器安装施工中的环节进行细致处理, 避免安全事故及经济损失的情况发生。为此, 我们必须结合建筑工程实际需要, 对低压电器安装中存在的问题进行研究, 深入探究低压电器的安装施工技术。

1 建筑工程低压电器安装常见的接地方式分析

接地是建筑工程低压电器安装施工一个重要的环节, 常见的接地有以下三种:

1.1 三相四线系统

三相四线系统又称TN-C系统, 是较为常见的一种接地系统。三相四线系统在使用过程中可以确保中性线与保护线路相结合, 因此可以实现保护作用, 在电路的运行管理中可以发挥非常有效的作用。也正由于该原因, 大部分建筑工程低压电器安装施工过程中都会将三相四线系统作为电器接地方式。当低压电器产生故障时, 三相四线系统就会对故障做出不同的反映, 保障系统能够安全稳定地运行, 实现经济效益。尽管三相四线系统具备很多的优点, 但其本身也存在一定的不足。如, 实际操作用, 该种接地方式对单向超负荷电流不起作用, 同时也不能平衡高频谐波电流。为此, 需要对电位基准点不满足规范的情况进行严格检查, 以避免产生电位故障引发漏电造成相关人员人身安全威胁。

1.2 TN-C-S系统

TN-C-S系统是三相四线系统的改进版, 融合了三相四线系统以及三相五线系统的优点, 实现了中性线与保护线路的连接, 从而有效避免了由于单相电压过大造成过载的情况, 实现对特殊区域供电线路的接地保护, 保证了电力线路能够安全稳定的运行。同时, TN-C-S系统能够增加低压电器供电系统兼容性, 可以适用不同情况下的工作环境。但运用该方法时, 需要注意的是不能同时让两种线路接地, 否则会影响接地以后的绝缘性能。也就是说, 需要确保关键部分金属结构的不带电。因此, 在建筑工程低压电器设备安装中, 要采取一定施工技术措施对外壳绝缘部分进行保护, 以在低压电器安装施工过程中实现对电器设备的安全保护, 增强设备运行中的稳定性, 实现电位基准点的有效选择。

1.3 TN-S系统

在正常运行情况下, 零线电位不会升高至危险值, 故障时即使升高至危险值, 也可以利用其他保护, 如漏电保护、单相短路保护等。电源端有一点是直接接地的, 对于整个系统而言, 其工作零线以及保护零线是完全分开的, 电气装置露在外面可以导电的部分利用这条导体连接到接地点。其中一种情况为:在利用漏电断路器作为保护电器的时候, 如果施工现场发生了单相接地, 那么回路的电阻将会比较小, 这时候便会形成单相短路电流, 此电流值由于相对比较大, 足以让断路器跳闸将故障切除;在施工现场发生单相漏电电流, 但是电流值却小于断路器动作电流的时候, 比如人员出现单相触电, 则断路器无法动作跳闸将故障切除, 但是这时候漏电保护功能便能够快速动作发生跳闸, 起到保护人员的作用, 不至于出现触电伤亡的问题。另外一种情况为:如果利用断路器作为保护电器的时候, 则其与TN-C系统功能一样。

2 建筑工程低压电器安装施工应用技术

2.1 防雷施工措施

防雷施工措施是防止雷电对电器造成的损害, 雷电现象是较为常见的一种自然现象, 且不是人为可以控制的, 为了避免由于雷击导致低压电器瞬间过载的现象, 就必须在建筑工程低压电器安装施工接线中进行防雷接地措施。防雷施工的具体做法是通过技术措施将雷电接地, 将其导入地表。当前建筑工程低压电器安装施工过程中, 需要结合工程特点进行防雷施工措施的规划及设计, 为建筑低压电器设置安全系统, 并在电器设备的正常运行以及自动化消防报警系统, 进行监听系统及办公自动化系统的设置。使建筑内的排线能够进行科学合理地布置, 排线线路材料应具备耐高压性, 能够具备强大的抗干扰性能。保证在发生雷击事件的情况下, 低压电器设备的线路仍然保持不受损伤, 使低压电器设备具有持久的安全稳定工作状态。建筑工程低压电器防雷施工措施的实施, 不仅能够保证低压电器的正常运行, 维持正常寿命周期内的运行状态, 还能够节约由于雷击造成设备损毁后的维修费用。

2.2 工作接地与保护接地

建筑工程低压电器安装施工过程中, 需要进行工作接地。所谓工作接地, 是在低压电器接地中, 通过对电路中某一点的接地处理, 进行整个线路接地, 从而实现零序电压的保护, 保证建筑工程低压电器设备运行中的稳定性, 避免三相电压运行中的不平衡状态。由此可以看出, 建筑工程低压电器安装, 工作接地的重要性, 这就需要施工单位在施工操作过程中必须安排具有专业技术的施工人员对工作接地进行监督及检测, 保证建筑工程低压电器安装过程以及实施完成后不会存在安全隐患。

建筑工程低压电器安装施工过程中, 还需要进行保护接地。保护接地是在低压电器设备安装过程中, 对不带电部分进行接地处理, 保证部分金属构件能够安全运行, 从而实现对电力系统的保护。通过保护接地, 能够加强对于低压电器设备的保护, 实现建筑工程低压电器设备运行中的安全稳定。为此, 建筑工程低压电器安装施工过程中, 必须加强保护接地施工的实施。

2.3 低压电器配电装置及配电箱的施工技术

为了实现电能的有效分配, 低压电器设备需要进行配套配电装置。配电装置自身需要配置绝缘子, 实现对低压电器设备的配电箱、自动开关以及各种保护装置的控制。保证低压电器设备的安全稳定运行, 需要从实际出发, 通过一定的技术手段解决出现的各种问题。例如, 如何通过技术手段解决低压电器运行过程中出现的跳闸等问题。为此, 需要对电器设备的运行过程进行整体的了解熟悉, 再根据配电装置工作原理, 分析检查系统出现故障的原因。尤其是低压电器负荷工作过程中, 更需要根据相关的技术规定严格进行操作, 通过分析配电线路的结构, 找出电器运行中不正常的现象予以纠正。对于低压设备跳闸及停电等问题, 则需要找出线路出现过载电流的部分, 采取相应措施保护电器设备, 使其在正常使用期限内不会发生安全事故。在配电装置施工过程中, 配电箱的施工尤为重要。配电箱的施工内容包含安装电表盘, 对各种元器件进行接线和开孔, 施工过程中必须结合低压电器设备本身的特点进行。由于配电箱的特殊工作环境, 因此配电表盘必须使用耐燃性材料, 结合操作环境要求进行正确安装。在施工过程中, 还要保证其高度及零部件之间的距离符合要求, 严格按照施工图进行元器件的配置, 确保线路排布的有序性。同时, 还需要注意安装过程中配电箱的开孔应与管路直径保持相符, 确保配电装置线路排布时金属外壳接地, 并要在线路两端通过标识辨明。此外, 要对配电箱开启轴承进行润滑处理保持其一定的润滑度, 配电箱的动态触头应始终保持在中心线路。线路连接要紧密, 不能出现线路断股等现象。需要注意在实际使用中, 要进行漏电保护装置额定电流的控制, 不能超过规定电流值, 防止出现安全事故。

2.4 屏蔽接地及防静电接地保护措施

建筑工程低压电器设备安装施工过程中, 为了维持电器设备稳定的工作性能, 需要确保电磁具有良好的兼容性, 尤其是系统运行设备相互间的兼容性, 在系统运行中, 在满负荷状态下, 设备之间不能够出现相互影响的情况, 更不能造成设备的损坏。

此外, 还要做好防护措施, 避免外来电磁造成干扰导致线路出现耦合产生电磁感应效应, 电感效应极易产生过电压以及具有强大辐射力的大功率电磁场, 从而对低压电器设备造成很大的损伤, 这种效应还会造成对传输设备的干扰。为此, 必须要进行屏蔽接地, 对电子信号进行屏蔽。屏蔽接地的保护措施具体做法是将建筑工程低压电器设备外壳和保护线路相连接, 同时, 屏蔽接地线路时, 对室内接地线路也要进行屏蔽电磁场处理。此外, 建筑工程低压电器设备还应做好防静电干扰, 由于电气设备在使用过程中, 房间过于干燥或洁净均容易产生静电作用, 设备在运行过程中的工作摩擦或是人员来回走动过程中也极易产生大量静电。低压电器设备如果长期处于这样的工作环境, 并且没有进行良好的防静电接地保护, 很容易就会造成电气设备元器件的损坏。为此, 在建筑工程低压电器设备安装施工中, 必须要将带静电物体接地保护, 使电器设备能够正常运行。

3 结束语

综上所述, 建筑工程低压电器安装工程是较为复杂的工程, 也具有十分重要的意义。低压电器安装施工过程中如果质量难以保证, 就会影响建筑工程功能的发挥, 不仅影响电气设备的稳定运行, 同时给业主的生命财产安全造成不利影响。为此, 施工企业应加强对低压电器设备安装施工技术的研究, 在低压设备安装过程中如果出现问题能够及时采取补救措施, 增强低压电器运行的安全稳定性。

参考文献

[1]刘世杰.建筑工程中低压电气安装施工技术初探[J].江西建材, 2015 (17) :212~213.

[2]岳俊涛.建筑工程中低压电器安装施工技术探讨[J].民营科技, 2014 (8) :218.

电器技术与智能建筑篇8

在实际生活中, 对于建筑工程的发展而言, 科学技术的使用, 不断的提高其自身智能水平。各种低压电器的使用, 在很大程度上不但提高了建筑工程的施工质量, 也给人们带来了便捷的生活。但是, 各种低压电器的使用, 也给建筑工程的施工和相关的设备安装工作增加了难度, 并对其施工技术和安装技术提出了更高的要求。因此, 结合建筑工程的实际发展需求及低压电器安装施工中存在的问题, 深入探究建筑工程低压电器安装施工技术, 对于完善建筑工程低压电器安装施工中存在的问题具有一定的现实意义。

1 关于建筑工程低压电器安装施工的解读

通常情况下, 现代化的低压电器主要都是由集成化和盐碱规模集成化构成的, 在绝缘方面存在着一定的弱点, 这也是建筑工程低压电器施工容易存在安全隐患的重要原因。在建筑工程低压电器的安装施工中, 一旦出现技术管理不严格或者没有按照施工技术的标准进行施工操作, 极易出现安全事故, 给人们造成严重的经济损失。为了更好的避免建筑工程低压电器安装施工中出现严重的问题, 重视建筑工程低压电器安装施工的每个细节问题的处理, 是非常关键的工作内容之一。因此, 结合建筑工程低压电器安装施工中存在的一些问题, 深入研究建筑工程低压电器安装施工技术, 对于提高建筑工程低压电器安装的安全性非常重要。

2 建筑工程低压电器安装常见的接地方式分析

2.1 TN-C系统

在建筑工程低压电器安装施工的过程中, TN-C系统是其中不可或缺的组成部分。我们都知道, TN-C系统是最为常见的一种接地系统, 其在实际工作中也被称为三相四线系统。TN-C系统在运行的时候, 可以将现有的中线性N与保护接地PE结合在一起, 并实现对PNE线的生成, 在一定程度上可以有效的保护现有电路系统的运行状态。TN-C系统具有的这一特点, 也是建筑工程选择这种系统连接方式的重要原因。在建筑工程低压电器安装的过程中, 选择TN-C系统可以有效的确保电路运行中出现故障及时的被反馈, 实现电路的安全、稳定运行。但是, TN-C系统在运行的过程中也具有一定的缺陷问题。TN-C系统在运行的过程中, 无法承受较大的单项负荷, 也无法有效的平衡不同低压电器同时运行产生的高次谐波电流。

2.2 TN-C-S系统

在实际工作中, TN-C-S系统的使用, 通常被看作是两个系统的结合使用。TTN-C-S系统实质上是将原有的三相四线系统和三相五线系统进行了一定的组合, 主要是为了实现对N线与PE线的连接, 以便能够实现对特殊地区的供电线路进行重复的接地保护, 确保电力线路运行的安全性与稳定性。在处理建筑工程低压电器安装问题时, 应全面考虑TN-C-S系统运行中存在的优势和弱点, 积极的准备处理突发问题的应急预案准备, 以便及时的处理建筑工程低压电器安装施工中出现的问题, 确保建筑工程低压电器安装施工的技术水平。因此, 重视建筑工程低压电器安装施工技术的研究非常关键。

3 建筑工程低压电器安装集中接地措施分析

在实际工作中, 针对建筑工程低压电器安装中存在的问题, 深入探究建筑工程低压电器安装施工技术, 有利于施工人员及时的解决建筑工程低压电器安装施工中存在的问题。不断的实践经验表明, 建筑工程低压电器安装集中接地措施分析, 是其中相对有效的策略, 也是建筑施工企业必须重视的问题。在建筑工程低压电器安装集中接地措施分析中, 我们需要分析防雷接地、工作接地、保护接地、屏蔽接地和防静电接地等几个方面。

3.1 防雷接地

所谓的防雷接地, 主要是指在对建筑物进行施工接线的过程中, 将雷电导入大地的一种接线方式。在我国建筑工程低压电器安装施工中, 一般都会按照实际的施工需求以及建筑结构的特点、形式, 设置一定的安全网络系统。通常情况下, 这些设置的系统包括日常的通信系统、自动化消防报警系统等几个部分。其次, 为了保证各个线路的安全性, 相关技术人员必须加强防雷节点设施的管理工作, 在系统内部建立完善的防雷结构, 以便可以实现对建筑工程系统线路的全面防护。防雷接地系统的完善, 对于建筑工程电器安装的安全性发挥着重要的影响。

3.2 工作接地

在建筑工程低压电器安装施工中, 工作接地主要是指, 在建筑工程低压电器接地的过程中, 通过对系统的某一点进行接地处理, 进而实现对整个线路的安全接地工作目标。并在此基础上, 实现对零序电压的有效保护, 尽最大的努力避免三相电压在运行过程中出现的不平衡现象。因此, 在建筑工程低压电器安装中, 工作接地这一部分的内容非常重要, 需要建筑施工企业在具体的操作环节安排专业的技术人员进行监督与监测, 以确保建筑工程低压电器安装不会存在安全隐患问题。

3.3 保护接地

在建筑工程低压电器安装中, 保护接地主要是指在建筑工程低压电器安装施工中, 为了确保对电力系统的安全保护, 对不带电的技术部分进行接地, 使部分金属构件的运行安全。通过保护接地的方式, 可以实现对弱点设备的保护, 真正实现建筑工程低压电器运行的安全目标。因此, 在建筑工程低压电器安装施工中, 我们必须确保保护接地的工作顺利的完成。

3.4 屏蔽接地和防静电接地

在建筑工程低压电器安装施工中, 屏蔽接地和防静电接地是防止电磁干扰的最佳保护方法。屏蔽接地和防静电接地主要是将屏蔽管理两端与PE线可靠连接。将带静电物体或有可能产生静电的物体通过导静电体与大地构成电气回路的接地方式, 就是防静电接地。在建筑工程低压电器安装集中接地措施分析中, 屏蔽接地和防静电接地是非常重要的一部分组成内容。

4 结束语

综上所述, 在我国社会经济快速发展的同时, 建筑行业的发展将面临更大的竞争。随着建筑工程数量的不断增加, 低压电器的安装质量不但会对建筑工程产生很大的影响, 也会对建筑工程业主的生命、财产安全产生一定的威胁。在实际的施工过程中, 建筑施工企业应结合建筑工程低压电器安装中存在的具体问题, 深入探究建筑工程低压电器安装施工技术, 以便在发生建筑工程低压电器安装问题的时候, 可以及时的采取有效的措施进行补救, 降低建筑工程低压电器安装问题给业主造成的经济损失。因此, 不断的提高建筑工程低压电器安装施工技术, 有利于建筑施工企业提高自身的竞争实力。

摘要：现阶段, 随着现代技术的快速发展, 人们的生活方式也发生了一定的改变。建筑行业在社会科技不断发展的基础上, 也获得了空前的发展。科学技术与建筑施工技术的结合, 无形中提高了人们的生活质量。关于建筑工程低压电器安装施工技术的研究, 成为建筑企业关注的重要问题之一。文章将简要分析, 建筑工程低压电器安装施工技术研究方面的相关内容, 旨在更好的促进建筑工程低压电器安装施工技术的发展, 为社会经济的发展及改善人们生活质量发挥促进作用。

关键词：建筑工程,低压电器安装,施工技术

参考文献

[1]沈阳.论建筑工程中低压电气安装施工及质量控制[J].建筑工程技术与设计, 2014 (21) :721.

[2]杨吉志, 徐江, 卢冬林, 等.浅谈建筑低压电气安装施工技术[J].城市建设, 2012 (34) .

[3]吴馨怡.刍议建筑工程中低压电气安装的施工技术[J].中国信息化, 2013 (14) :276.

[4]马杰.建筑工程低压电器安装施工技术[J].科技与创新, 2015 (5) :133.

[5]岳俊涛.建筑工程中低压电器安装施工技术探讨[J].民营科技, 2014 (8) .

智能式中央电器盒的设计与诊断篇9

关键词：智能,集成,电源分配,功能,诊断

引言

智能式中央电器盒,是汽车上集成了中央配电系统和BCM控制系统的总成装置。其中中央配电系统是大电流执行机构,BCM是小电流驱动机构。两者结合共同实现对整车的电源分配、线路保护、信号传输、功率驱动、逻辑控制等功能。

传统的中央电器盒结构简单、功能单一,体积也较大,只作为线路保护和电路集中控制的元件,已经无法满足现代汽车的智能化要求。BCM控制器也是作为一个独立模块,参与着信息交互和逻辑控制的功能。随着技术的发展,两者的关联也更加的紧密,从而有了将两者整合为一体的需求。

1、系统设计

智能式中央电器盒主要由微控板、映射板和电器盒三部分组成。

微控板是BCM控制系统的核心部件,主要由单片机和驱动芯片组成。整车供给12V或24V电源经过电压转换芯片生成5V电源,给MCU、芯片及信号处理电路供电;用飞思卡尔、英飞凌等半导体厂商的单片机进行软件开发来实现BCM的控制逻辑时序。它可持续监测继电器、熔断器的工作状态,响应来自CAN总线上的网络报文,诊断各用电器回路的短路、断路、虚接等状态。

微控板需提前规划BCM的电源工况条件和功能需求。电源工况条件需设定BAT、ACC、15和on档电源,对设备工作条件进行分类。功能需求一般来说,应具备灯光控制功能、雨刮控制功能、传感器信号采集功能,网络功能及诊断功能。

映射板由可编程电路和可用于存放编程数据的存储器ROM组成。可编程电路一般由可编程逻辑块CLB,输入输出模块即I/O口和互联介质组成。映射是将设计好的逻辑门关系映射成物理元素,分割到各个编程电路中的过程。它是一个虚拟的过程,经过一系列的算法最终转化成物理电路,通过实际的端口来实现。

电器盒是集成了保险、继电器和负载电路的控制模块,主要功能是整车的电源分配、开关线路信号控制和BCM驱动控制。它是最直观的可观测到的部分,包含了大量的保险盒继电器、二极管、稳压管等,并通过插接件进行整车输入输出的交换。接插件一般是与盒体注塑成一个整体,便于节省空间和模块化。接插件的形式比较多,目前主流的是泰科的MCP系列产品,可根据不同的线路要求选择具有防错功能的插接器。

三者之间通过PCB板、端子或者铜条采用嵌入式结构连接就组成了智能式中央电器盒的主体结构。壳体选用硬质阻燃PAB材料,它有良好的绝缘性和耐老化性,价格相对便宜,在国内主机厂普遍采用。

2、模块设计

模块设计是具体的将智能式中央电器板的三大主体部分进行详细设计。微控板是要通过无数电路集成来实现所需的具体功能,也是设计工作的核心和难点。映射板涉及到软件编程,用软件代码实现与外电路的信息交换,是微控板和电器板之间信息交互的纽带。电器板则由很多铜条负责电流的分配,并输出到各用电设备。

2.1 微控板的电路设计

BCM模块中需要用到很多上拉电路或者下拉电路,通过输入信号的采集来进行继电器的控制。设计要求中规定了高有效或者低有效的控制逻辑,并要满足对电源和对地的短路保护功能、防电磁干扰的功能及高低电平的幅值转换、阀值限定等,综合考虑以上因素可以得出高低电平输入端处理电路的基本结构:

以上输入处理电路在BCM控制模块中是最常用的,其可判断开关信号进行高低电平判断,进而控制继电器触点端的开闭,实现小电流控制大电流的目的。将很多类似的模块集成在一个PCB线路板上,就构成了集成控制模块。另外,有些输入可能是数字量,也有些输入可能是模拟量,数字量可直接由单片机读取,而对于有些模拟量输入则必须经过信号调理/数据采集接口转换成数字信号,供MCU读取,常用的模拟信号采集电路如下图所示:

输入电路接受传感器和其它装置输入的信号,对信号进行分压、滤波和放大,然后转换成适合单片机AD转换器采集的输入信号。单片机将采集的信号进行逻辑分析和运算处理,并将处理数据送至输出电路,输出电路将数字信息的功率放大,有些还要还原为模拟信号,以驱动继电器或者传感器等元器件的工作。

2.2 电器板的电源分配设计

电器板设计的核心的问题在于如何进行电源分配和保险、继电器规格的选择、电性能及电磁兼容性设计。

保险的选择方面,本着先烧保险后烧线的原则,需对输出的各用电器的实际工作电流进行计算;选择带LED指示灯的保险便于故障排查。

用电设备的电流强度为:I=P/U。所以电压一定的情况下,电流强度直接与设备的功率有关。考虑电压降和热损耗等因素,保险容量一般选为:FA=1.25P/U。实际的设计中还需要考虑冲击电流、保险共用、30+电、B+电及IG电等。

电性能及电子兼容性设计方面,在供电电路的上游增加TVS管抑制瞬态电压突变,在感性负载两端并联反向二级管,来抑制反向电流冲击。

选择过电流能力较强的T2y紫铜作为预埋的汇流条材料,综合考量得出最优性价比的设计方式。

电源分配方面,分配方式完全基于整车电气的设计要求,某电器盒的电源分配局部电路如下图:

上图中近光灯、左右前雾灯由BCM驱动,当BCM收到灯光开关信号,则拉低继电器线圈控制端,灯光开启。IG1电通过可驱动40A电流的继电器控制,同理也是由BCM控制继电器线圈。其它电路直接由保险输出。将电器盒和微控板、映射板通过PCB、汇流条压接在一起,智能中央电器盒的主体结构就设计完成了。图6为典型的层叠式结构:

图6中PCB板分为上下两层,上层为BCM控制模块,下层为继电器保险插接模块,层与层之间通过音叉端子连接。预埋了30+电和地线接线柱各一个,通过插接器实现输入或输出功能。

2.3 软件编程

微控板还涉及到一些简单的程序设计,用函数调用的方式实现MCU所设定的循环寻址功能。首先设定默认基地址值,此值不能与其它控制器冲突。预先将很多物理地址存放在ROM存储器中,数据以十六进制的形式存在,编程的目的就是为了更好的调用存储器中的这些数据。每个功能对应一个唯一的ID地址,又用FMI地址来对同一功能不同信号类型进行区分,这样控制器就会在各时间周期内按这个结构的程序进行循环。数据以CAN报文的形式,通过CAN＿H、CAN L两根总线与外部电路进行通信。

3、系统诊断

3.1 诊断原理

在CAN网络中,为了避免总线信息冲突,引入了“非破坏性逐位仲裁机制”。每一个报文都被分派了标识符,标识符=ID=优先级,标识符越小,优先级越高。标识符都是由0100101……等的二进制数字组合而成。0:代表显性位、覆盖;1:代表隐性位、被覆盖。转化为直观的概念就是3.5V和2.5V的电压变化,只是这种变化周期是毫秒级的。收发器会定期接收和发送具有双向传递功能的CAN-BUS电信号,由主芯片检查有效的电信号并转换为数字信息。

CAN源地址=基地址+偏移地址(设定基地址为:00A0)

PGN偏移常值:保险丝0x00、继电器0x01、错误信息0x02。

在CAN协议中,所有数据均以固定格式的数据帧发送,在发送过程中边发送边检测,若发现错误则终止发送,并将此单元从总线上隔离,不会影响其它单元的数据传输。标准的数据帧结构包含帧起始、仲裁段、控制段、数据段、CRC校验、ACK段、帧结束等七个数据段,每个数据段由不同的位字节构成。

传递这个数据段的介质就是CAN总线,它是由一条黄线和一条绿线双绞而成的铜质导线,有的还需带屏蔽层。在导线最远端串联两个120Ω终端电阻,防止信号反射。将智能式中央电器盒及诊断接口以树状结构并联到整个网络上,则一个网段便建立了。

3.2 诊断工具

目前使用的诊断工具为CANoe,它集诊断、仿真、分析、记录于一体,具有功能强大、操作简单的特点,还可提供数据库支持。CANoe有八大窗口,常用的为trace window和Bus Statistics window。前者预加载数据库后,用于错误ID信息的显示,后者用于总线负载监控和数据帧检查。

4、结语

本文对智能式中央电器盒的设计与诊断作了简要介绍,剖析了它的组成形式和结构特点,对其原理和整个设计过程进行了简要分析。

本文的目的在于使读者对系统的设计工作有所了解。智能中央电器盒实际的设计过程是一个系统的工程,只有结合很多方面的知识,才能设计出在功能和性能上满足主机厂需求的优秀产品。

参考文献

[1]童诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2]罗峰,孙泽昌.汽车CAN总线系统原理、设计与应用[M].北京:电子工业出版社,2010.