當你回答這個問題時，請仔細想想：防止過電流損壞當今多電動和全電動飛機上使用的電源電路的最快、最精確的方法之一是什么？一個深思熟慮的答案是“智能電源接觸器”，這是一種電路開關(guān)設(shè)備，不僅可以處理高壓，還可以智能地感知各種異常電氣事件，并比傳統(tǒng)斷路器更快、更準確地做出響應(yīng)。

考慮不同的大功率電路保護技術(shù)

保護大功率電路免受過電流影響的常用方法是使用依賴于熱跳閘元件的雙金屬斷路器。雖然在一定程度上有效，但熱斷路器響應(yīng)緩慢，并且在設(shè)定的跳變點上精度有限，因為雙金屬片材需要時間來響應(yīng)過電流產(chǎn)生的熱量。雙金屬斷路器在運行中也無法輕松測試以驗證性能。幸運的是，電氣系統(tǒng)工程師有一個更智能的選擇 - 電源接觸器 - 它集成了電子電流檢測技術(shù)。

將電子傳感集成到接觸器中可提供快速準確地監(jiān)控和響應(yīng)過電流的智能。事實上，這些智能連接器的跳閘設(shè)置精度至少是機械斷路器的兩倍。它們還可以通過內(nèi)置測試來模擬故障事件，以確保它們在發(fā)生系統(tǒng)故障時按預(yù)期執(zhí)行。

為了檢測和響應(yīng)過流情況，智能接觸器可以采用以下三種不同技術(shù)之一：

1.用作分流器的精密電阻器，允許測量其兩端的電壓。這種方法的缺點：電阻解決方案會產(chǎn)生熱量，需要將低壓與高壓電路隔離。

2. 放置在導(dǎo)體周圍的簡單環(huán)形電流互感器 （CT）。饋通電流產(chǎn)生的磁場在CT中產(chǎn)生次級電流，典型電流與CT的電流比為500：1。次級電流的變化提供了一個跳變點。缺點：CT準確且易于應(yīng)用，但它們很重。

霍爾效應(yīng)傳感器使用圍繞接觸器母線或輸出饋線的磁通環(huán)或收集器。該傳感器是響應(yīng)電子流的線性傳感器，與閾值檢測相結(jié)合?，F(xiàn)代霍爾效應(yīng)傳感器可針對輸出電壓和線性度進行編程，還可以提供雙向電流檢測和交流傳感?；魻栃?yīng)電流傳感器采用數(shù)學函數(shù)電路開發(fā)，以模擬與熱斷路器曲線非常匹配的 I2T ［電流產(chǎn)生的可用能量］ 流動延遲功能。

與傳統(tǒng)的熱斷路器不同，霍爾效應(yīng)傳感器具有許多優(yōu)點，包括初級和次級電路之間的隔離、使用直流或交流電工作的能力、高精度、高動態(tài)性能、高過載能力、高可靠性和內(nèi)置環(huán)境溫度補償。

從響應(yīng)式保護到富有洞察力的預(yù)測

與斷路器的時間/持續(xù)時間方法相比，霍爾效應(yīng)傳感器能夠?qū)⑦^流條件校準到給定的設(shè)定點，從而比雙金屬斷路器更準確地保護接線。與斷路器類似，智能接觸器跳閘時間可以根據(jù)故障的嚴重程度進行調(diào)整。對于接近正常的電流水平，較長的跳閘時間可能就足夠了，而大規(guī)模故障需要小于0.015秒的跳閘時間。智能接觸器的故障保護級別 - 得益于電子傳感 - 可以由用戶或應(yīng)用進行調(diào)整，以為每個單獨的負載量身定制保護。這些調(diào)整可通過連接器引腳編程、DIP［雙列直插式封裝］開關(guān)、外部電阻器添加或軟件編碼輕松實現(xiàn)。用戶只需根據(jù)應(yīng)用需要重新配置智能接觸器即可。

雖然檢測過電流通常是智能接觸器的主要任務(wù)，但也可以檢測其他故障，包括相和相位旋轉(zhuǎn)損失、差分饋線故障、接地故障和電弧故障檢測。

有關(guān)接觸器本身狀態(tài)的數(shù)據(jù)可以使用基于微控制器的電子設(shè)備進行收集和分析。此信息可以超越基本的跳閘電路響應(yīng)歷史記錄?？梢员O(jiān)控實時操作以識別趨勢和變化，從而能夠智能預(yù)測問題并主動響應(yīng)，以保持接觸器的運行狀況。

有關(guān)運行電流、溫度和循環(huán)次數(shù)的信息可用于預(yù)測接觸器的生命周期。例如，在較低的電流水平下操作接觸器會顯著增加開關(guān)周期的次數(shù)。

收集的數(shù)據(jù)也可用于監(jiān)控系統(tǒng)。例如，接觸拾取期間的電流消耗反映了電機或泵的浪涌電流，從而深入了解軸承磨損情況。相同的信息可以指示需要潤滑或其他維護。傳感器數(shù)據(jù)隨時間的變化也可能表明接線系統(tǒng)中的故障。

此外，來自多個智能接觸器和其他傳感器的組合信息可以支持整個系統(tǒng)狀況的“大數(shù)據(jù)”預(yù)測分析。

智能接觸器：更智能的電源管理操作

與熱磁斷路器相比，智能接觸器使用復(fù)雜的傳感和電子技術(shù)。但不要認為智能接觸器太復(fù)雜而不實用。工程師可以應(yīng)用定制設(shè)計的、特定于應(yīng)用的電源面板，將繼電器和智能接觸器集成到先進而簡單的即插即用解決方案中。

正如飛機動力系統(tǒng)的發(fā)展一樣，接觸器設(shè)計也在發(fā)展。當今的智能接觸器和智能配電面板可實現(xiàn)過流保護，支持故障管理，并將監(jiān)控和分析電力系統(tǒng)的運行狀況。通過提供更高的可靠性以及更高的狀態(tài)傳感和過流保護能力，智能接觸器是更多電氣和全電動飛機的明智之舉。

審核編輯：郭婷