本书提出智能低压电器的关键、核心技术，系统地阐述智能低压电器关键技术、研究方法与相关应用的研究成果。本书内容涉及以智能电网与能源互联网为背景的低压电器智能化技术基本概念，涵盖智能低压控制电器关键技术研究、低压电器智能保护关键技术研究、低压电器系统智能技术研究、低压电器动态特性智能测试技术与低压电器的人工智能设计技术等。
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前言
第1章 低压电器智能化技术基本概念 1
1.1 概述 1
1.2 智能电网技术简介 2
1.2.1 世界能源变革状况简述 2
1.2.2 我国智能电网建设简介 6
1.2.3 能源互联网的概念 8
1.2.4 坚强与智能是智能电网和能源互联网发展的核心 9
1.3 智能电网与智能电器及其系统技术 10
1.3.1 电器的智能化技术概念 10
1.3.2 智能低压电器是智能电网不可或缺的组成部分 12
1.3.3 智能电网将推动智能低压电器技术快速发展 12
1.4 智能电器技术的“智能”与“系统”的概念 13
1.4.1 智能电器系统技术基本概念 13
1.4.2 智能低压配用电系统与(智能)人体生理系统 17
1.4.3 系统动态平衡的概念 22
1.5 创新——智能电器技术发展的动力 23
1.5.1 智能电器及其系统技术发展的创新意识 23
1.5.2 新一代低压电器技术与产品研究的重要方向——智能低压电器系统研究 24
第2章 智能低压控制电器关键技术研究 26
2.1 概述 26
2.2 零电流分断控制技术原理 30
2.2.1 零电流分断控制原理分析 30
2.2.2 智能控制交流接触器零电流分断控制方案 31
2.3 智能控制交流接触器吸合动态过程研究 34
2.3.1 智能控制交流接触器吸合过程动态分析 34
2.3.2 智能控制交流接触器吸合动态过程的实验研究 37
2.4 智能控制交流接触器零电流分断控制技术的研究 44
2.4.1 零电流分断控制原理的实现 44
2.4.2 零电流分断控制原理的实(试)验研究 46
2.5 智能控制交流接触器技术提升研究 53
2.5.1 智能控制交流接触器零电流分断控制技术问题分析 54
2.5.2 智能控制交流接触器零电流分断控制技术提升研究 54
2.5.3 三相分相式接触器智能控制研究 59
2.5.4 自适应零电流分断控制 62
2.5.5 基于低电压电容的抗电压跌落宽电压智能控制交流接触器控制技术 65
2.5.6 智能控制交流接触器零电压吸合控制技术 67
2.5.7 智能控制交流接触器状态检测与故障诊断研究 68
2.5.8 智能控制交流接触器技术——具有综合智能化功能的交流接触器技术的概念 69
2.6 智能(混合式)无弧控制技术 72
2.6.1 智能无弧控制交流接触器技术 73
2.6.2 智能无弧控制直流接触器技术 77
2.7 继电器电子控制技术 80
2.7.1 汽车继电器无弧通断技术研究 80
2.7.2 基于磁保持继电器的分相式智能控制交流接触器技术 84
2.7.3 基于磁保持继电器的分相式智能无弧控制交流接触器技术 86
2.7.4 基于磁保持继电器与二极管的分相式智能无弧控制交流接触器 86
2.8 无涌流无弧智能无功补偿集成控制技术研究 90
2.8.1 无功补偿控制技术基本概念 90
2.8.2 无功补偿智能控制复合开关系统电容投切仿真研究 91
2.8.3 无涌流投切的低压复合开关式智能无功补偿集成控制装置设计 102
第3章 低压电器智能保护关键技术研究 106
3.1 概述 106
3.1.1 短路故障智能保护关键技术研究 106
3.1.2 异步电动机智能保护技术 108
3.2 短路故障早期检测技术研究 109
3.2.1 短路故障早期检测技术概念 109
3.2.2 低压配电系统模型及短路电流初步分析 110
3.2.3 小波分析在短路故障早期检测中的应用研究 117
3.2.4 基于形态小波的短路故障早期检测模型 144
3.3 短路电流及其峰值预测技术探索研究 150
3.3.1 基于短路电流峰值预测的低压配电系统全选择性保护技术概念 151
3.3.2 低压系统短路故障建模及电流预测技术 152
3.4 基于定子绕组三维温度场模型的异步电动机保护技术的研究 162
3.4.1 异步电动机保护技术基本概念 162
3.4.2 异步电动机定子绕组三维温度分布的测试与分析 163
3.4.3 基于参数反计算的异步电动机定子全域三维温度场模型的研究 174
3.4.4 基于三维温度场仿真模型的异步电动机定子温度分布虚拟测试研究 186
3.4.5 异步电动机定子绕组最高温度保护模型研究 199
3.4.6 异步电动机定子绕组最高温度保护技术分析 216
第4章 低压电器系统智能技术研究 219
4.1 概述 219
4.2 低压短路保护电器快速动作机构研究 221
4.2.1 涡流斥力机构仿真与分析 221
4.2.2 机构参数对涡流斥力影响规律的研究 226
4.3 具有短路分断能力的智能集成交流接触器思路与研究 232
4.3.1 具有短路分断能力的(双触头系统)智能集成交流接触器思路 232
4.3.2 具有短路分断能力的(多触头系统)智能分相式集成交流接触器研究 233
4.4 智能全集成电器技术思路与研究 241
4.4.1 智能全集成电路技术简介 241
4.4.2 智能全集成交流电器技术研究 242
4.4.3 智能分相式全集成交流电器技术思路 261
4.5 基于系统全选择性保护的智能低压配电控制与保护技术 262
4.5.1 低压配电系统过电流选择性保护技术的现状 263
4.5.2 智能低压配电系统的过电流系统选择性保护技术 264
4.5.3 系统选择性保护技术的概念 267
4.5.4 智能低压配电协调控制与保护技术 267
第5章 低压电器动态特性智能测试技术 269
5.1 概述 269
5.2 光机电电器智能动态特性测试技术 271
5.2.1 光机电电器智能动态测试装置的研制 271
5.2.2 不同吸合/分断相角下的动态特性曲线 283
5.2.3 基于软测量的电磁电器动态过程测试技术 284
5.3 基于高速摄像机图像测试与处理分析的电器二维智能动态测试技术 293
5.3.1 电器二维智能动态测试技术概念 293
5.3.2 基于高速摄像机图像测试与处理分析的电器二维智能动态测试系统设计 294
5.3.3 图像处理快速性研究 299
5.3.4 基于高速摄像机图像测试与处理分析的智能控制交流接触器动态过程测试 308
5.4 基于高速摄像机图像测试与处理分析的智能控制交流接触器动态过程的研究 312
5.4.1 智能控制交流接触器二维动态过程测试简介 312
5.4.2 智能控制交流接触器的二维吸合分断全过程动态测试分析 313
5.5 基于高速摄像机与光学系统图像测试与处理分析的电器三维智能动态测试技术研究 318
5.5.1 电器三维智能动态测试技术概念 318
5.5.2 高速摄像机模型及摄像机标定 318
5.5.3 基于虚拟双目视觉的电器三维智能动态测试研究 328
第6章 电器的人工智能设计技术 335
6.1 概述 335
6.2 低压电器智能优化设计技术 336
6.2.1 低压电器虚拟设计中的仿真技术简介 336
6.2.2 电磁场分析的有限单元法求解 341
6.2.3 基于ANSYS 和ADAMS 的智能控制交流接触器动态过程分析 344
6.3 基于人工智能的低压电器设计技术 357
6.3.1 人工智能设计技术简介 357
6.3.2 遗传算法原理及其应用 359
6.3.3 基于免疫遗传算法的低压电器动态优化设计 370
6.3.4 群智能的概念 378
6.3.5 基于蚁群算法的低压电器全过程动态优化设计 379
6.3.6 基于人工鱼群算法的低压电器动态优化设计 388
6.3.7 基于遗传算法的人工鱼群优化算法的低压电器全过程动态优化设计 396
6.3.8 群智能优化算法的研究方向 401
6.4 人工智能电器技术的思路 402
6.4.1 人工智能技术简况 402
6.4.2 人工智能电器技术简介 403
6.4.3 综合人工智能电器技术思路与展望 406
6.4.4 人工智能电器技术研究的重点方向 407
6.4.5 人工智能电器技术应考虑能源互联网的发展要求 409
6.5 人工生命及其应用探讨 410
6.5.1 人工生命研究简况 410
6.5.2 人工生命的概念 410
6.5.3 人工生命与人工智能的关系 411
6.5.4 人工生命的应用现状 412
6.5.5 人工生命在电气工程领域的应用探索 413
参考文献 416
附录 419
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