電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的運(yùn)用特征分析

黃淑霞

摘? 要：在中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，自動(dòng)化設(shè)備也日益增多，電氣自動(dòng)化所研發(fā)的設(shè)備不僅僅應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)方面，也廣泛的應(yīng)用到人們的生活中，自動(dòng)化設(shè)備的發(fā)展離不開(kāi)電能的支援，電作為人們?nèi)粘９ぷ魃钏仨毜哪茉粗唬瑸槿藗兊恼９ぷ魃罱鉀Q了諸多的問(wèn)題，而電力行業(yè)的電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的應(yīng)用也為現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)，例如時(shí)間上的連續(xù)問(wèn)題和測(cè)控日常的工作量等，因此文章主要研究的是電力系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化元件技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用，以及對(duì)于電力系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化元件在生活中的使用狀況進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化;元件技術(shù);運(yùn)用特征

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）29-0186-02

Abstract： Today， with the rapid development of China's economy， automation equipment is also increasing day by day. The equipment developed by electrical automation is not only used in industry and agriculture， but also widely used in people's lives. The development of automation equipment is inseparable from the support of electric energy. As one of the necessary sources of energy for people's daily work and life， electricity has solved many problems for people. The application of electrical automation component technology in the power industry has also contributed to the development of modern society， such as the continuous problem of time and the daily workload of measurement and control. Therefore， this paper mainly studies the application of the electric automation component technology of the power system in the modern industry， as well as the analysis of the use of the electrical automation components of the power system in daily life.

Keywords： electrical automation; component technology; application characteristics

引言

隨著中國(guó)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于電的應(yīng)用也越來(lái)越多，電力行業(yè)也緊跟著社會(huì)的腳步不斷進(jìn)步發(fā)展，傳統(tǒng)的電力控制概念已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在企業(yè)對(duì)于電力方面的生產(chǎn)需要，因此，電力行業(yè)必須加快發(fā)展電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的速度才能有效的使電力達(dá)到自動(dòng)化生產(chǎn)的目的，才能更好的推動(dòng)電力行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，與此同時(shí)，如何提高現(xiàn)代電力技術(shù)，例如火力發(fā)電，水力發(fā)電等電氣設(shè)備，以及如何將自動(dòng)化元件技術(shù)融合其中并廣泛應(yīng)用到人們的生活中，這也是很重要的。

1 電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的表現(xiàn)

1.1 全控型電力電子開(kāi)關(guān)

隨著科學(xué)的進(jìn)步，電力事業(yè)也在不斷地發(fā)展，利用傳統(tǒng)電力研發(fā)的電子半控制性晶閘管設(shè)備已經(jīng)無(wú)法應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)中，研發(fā)的第二代晶閘管全控型開(kāi)關(guān)是控制型開(kāi)關(guān)發(fā)展的必然趨勢(shì)，這也是電力行業(yè)在運(yùn)動(dòng)控制方面新的里程碑。晶閘管在我國(guó)電力行業(yè)所研發(fā)的電子電力器件中是第一代產(chǎn)品，在中國(guó)，從研發(fā)出來(lái)直至今日都在廣泛應(yīng)用，其中在交流或直流的傳動(dòng)控制系統(tǒng)中重點(diǎn)被使用。伴隨科技的進(jìn)步，全控型器件可關(guān)斷晶閘管（GTO）、電力晶體管（GTR）的新一代的電子產(chǎn)品也陸續(xù)被研發(fā)出來(lái)，盡管它們都是被新研發(fā)出來(lái)的，但是它們都有屬于自己的使用范疇。電力晶體管所制的開(kāi)關(guān)能夠完成二次擊穿，而且其中的熱熔量變化也不會(huì)因?yàn)槠渌麉?shù)的變化而受到影響，相對(duì)穩(wěn)定且安全性更高[1]。此外，可關(guān)斷晶閘管也是一種耐高壓的器件，可以達(dá)到用門(mén)級(jí)的關(guān)斷效果，相對(duì)來(lái)說(shuō)減壓的數(shù)值也比較高，因此對(duì)于電路的要求也是比較高的，在現(xiàn)代的關(guān)電驅(qū)動(dòng)的電路中占據(jù)著關(guān)鍵的位置，在自動(dòng)化器件中，金氧半場(chǎng)效晶體管是變壓器的驅(qū)動(dòng)器的代表產(chǎn)物（金氧半場(chǎng)效晶體管英語(yǔ)縮寫(xiě)MOSFET），這種晶體管安裝在設(shè)備中，當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中遇到不太穩(wěn)定的電流時(shí)，它也可以正常工作，特別是在設(shè)備關(guān)閉時(shí)，這種晶體管只需要線路對(duì)大地有一個(gè)等效的電容產(chǎn)生的電流即可，這是金氧半場(chǎng)效晶體管的優(yōu)勢(shì)[2]。但與此同時(shí)P溝道金氧半場(chǎng)效晶體管（簡(jiǎn)稱P-MOSFET）在通態(tài)電壓也會(huì)隨著額定電壓的變化逐漸變化，這對(duì)制造高壓P溝道金氧半場(chǎng)效晶體管（簡(jiǎn)稱P-MOSFET）在一定程度上增加了難度。

1.2 變換器電路從低頻轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l

中國(guó)現(xiàn)在的電力系統(tǒng)所研發(fā)的電氣自動(dòng)化產(chǎn)品日新月異，同時(shí)研發(fā)不同種變換器的速度也是非?？斓?。至今為止研發(fā)的第二代的自動(dòng)化元件在現(xiàn)在的電力設(shè)備中也是擁有著很高的地位的，由P溝道金氧半場(chǎng)效晶體管（簡(jiǎn)稱P-MOSFET）和絕緣柵雙極型功率管（簡(jiǎn)稱IGBT）組成的脈沖寬度調(diào)制（簡(jiǎn)稱PWM，脈沖寬度調(diào)制是運(yùn)用微型處理器所輸出的數(shù)字對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種很有效的技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于通訊、測(cè)量以及功率的變化與控制等領(lǐng)域）[3]。使用這類(lèi)元件可以提升功率因數(shù)并在一定程度上減少諧波給電網(wǎng)帶來(lái)的沖擊，而且還可以控制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問(wèn)題在低頻區(qū)的出現(xiàn)頻率，并且通過(guò)一系列的實(shí)踐可以清楚地知道這個(gè)變換器在定子和轉(zhuǎn)子的基礎(chǔ)上進(jìn)行運(yùn)作，但是噪音會(huì)比較大。而原始在使用中的晶閘管主要由交流的傳動(dòng)變化器控制，新一代電子元件產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)以后，不僅提高了工作人員的工作效率，也降低了很多不利電波的影響，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)在低頻率條件下的轉(zhuǎn)變問(wèn)題[4]。當(dāng)電氣元件遇到過(guò)高的電壓時(shí)，元件會(huì)出現(xiàn)一定程度上的斷電或關(guān)閉狀態(tài)，這一現(xiàn)象說(shuō)明控制開(kāi)關(guān)對(duì)于逆變器是否工作是有影響的。因此在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的背景下，想要改良這方面的缺陷就要將諧振式直流逆變器進(jìn)行深入研究利用。諧振式直流逆變器是一種可以零電壓的開(kāi)關(guān)逆轉(zhuǎn)器，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且控制方便，一般應(yīng)用在中小功率的逆變場(chǎng)景中，并且此項(xiàng)研究受到國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究人員的高度重視。

1.3 交流調(diào)速控制理論不斷成熟

在現(xiàn)代中國(guó)利用交流調(diào)速的控制理論主要是在一定的控制基礎(chǔ)上的，而且這種方法與想法主要也是模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方式而演變形成的，主要是利用控制分貝的方式配合轉(zhuǎn)矩型分量和定子電流的磁場(chǎng)分量?jī)刹糠止餐瓿傻模瑥囊欢ǔ潭壬蟻?lái)說(shuō)，想要達(dá)到這個(gè)預(yù)想的效果，就要在矢量旋轉(zhuǎn)并在變化的過(guò)程中，帶有一定的綜合性和難度，而且轉(zhuǎn)子也會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)子磁鏈的變化而發(fā)生參數(shù)上的變化，不能完全滿足要求，必須要完成日常的檢測(cè)工作，對(duì)于直接轉(zhuǎn)矩控制的操作就是以采用對(duì)空間矢量的分析的方式為主的。也就是說(shuō)，通過(guò)借助坐標(biāo)來(lái)完成將物理模型改變?yōu)橹绷麟妱?dòng)機(jī)模式，利用磁場(chǎng)的定向，根據(jù)已經(jīng)離散的兩點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，使其產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制（PWM），作為信號(hào)源，完成對(duì)控制開(kāi)關(guān)的控制時(shí)，提升了轉(zhuǎn)矩時(shí)產(chǎn)生的高效能，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它將原本復(fù)雜的電動(dòng)數(shù)學(xué)和矢量控制進(jìn)形了有效簡(jiǎn)化，與此同時(shí)還降低了其他控制參數(shù)如若變化所造成的影響，當(dāng)然這種改變也會(huì)造成轉(zhuǎn)子在回路時(shí)產(chǎn)生時(shí)間常數(shù)的不同，也會(huì)對(duì)其性能造成影響。但是不可否認(rèn)這一想法，無(wú)論是從控制的思路來(lái)說(shuō)還是控制方式的角度上說(shuō)都是具有創(chuàng)造性的，而且這種控制形式較為簡(jiǎn)單，比較好操作，屬高級(jí)靜動(dòng)態(tài)性能的交流調(diào)速模式的范疇[5]。

1.4 通用變頻器與單片機(jī)

一般來(lái)說(shuō)通用變頻器是以400kVA（也就是額定電壓560V）以下為主的，而且需要擁有批員化和系統(tǒng)性的變頻器，利用變頻器中最具代表性的新型元件防干擾頻帶（IGB），這種元件與其他元件相比較來(lái)說(shuō)，這類(lèi)元件更具有可維修性、可靠性，而且可操作性也比較高，其中以具備遠(yuǎn)程遙控存取服務(wù)器（RAS）功能為主的元件是最具有代表性的，通過(guò)遠(yuǎn)程遙控存取服務(wù)器（RAS）功能可以針對(duì)單片機(jī)的控制技術(shù)進(jìn)行采集，展現(xiàn)出合理性和科學(xué)性，其實(shí)之前國(guó)內(nèi)所使用的八位機(jī)在現(xiàn)代科技中直至今日仍舊占據(jù)著主導(dǎo)地位，具有一定的可靠性，但從整體上分析，功能比較簡(jiǎn)單的指令，且指令集簡(jiǎn)短，因此適用于大批量的生產(chǎn)。由于單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)如此強(qiáng)大，所以直接將它應(yīng)用于智能型儀器的控制上，在比較有難度的工業(yè)性控制功能中，單片機(jī)也仍就有自己的優(yōu)勢(shì)。開(kāi)發(fā)單片機(jī)的手段也隨著社會(huì)的發(fā)展而進(jìn)步，利用C語(yǔ)言技術(shù)這一強(qiáng)有力的語(yǔ)言環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì);在集成電路領(lǐng)域中，更是廣泛被應(yīng)用在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，主要以集成模擬乘法器為主，其次是集成基電路和集成鎖相環(huán)路，實(shí)現(xiàn)完整的自動(dòng)化[6]。在數(shù)控環(huán)節(jié)中，利用產(chǎn)生的MA818與脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制信號(hào)廣泛應(yīng)用。故此，在現(xiàn)代電力電器自動(dòng)化快速發(fā)展的今天，單片機(jī)的研發(fā)更應(yīng)該完善，其中更要以保證PL語(yǔ)言和C語(yǔ)言的嚴(yán)謹(jǐn)性，努力提高傳統(tǒng)匯編型語(yǔ)言的可操作范圍，借此完善仍需與時(shí)俱進(jìn)的元件技術(shù)，提高我國(guó)電力電氣自動(dòng)化水平[3]。

2 結(jié)束語(yǔ)

中國(guó)電力行業(yè)日益蓬勃的今天，電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)發(fā)展的重要所在，通過(guò)電力發(fā)展的不同的新技術(shù)應(yīng)用，將會(huì)造成電子產(chǎn)品的另一次變革，也會(huì)給現(xiàn)代企業(yè)研發(fā)電子產(chǎn)品帶來(lái)新的技術(shù)，不僅可以提升電力系統(tǒng)的性能和效率，還能進(jìn)一步提高管理者自身的管理水平，進(jìn)而降低工作人員的任務(wù)量，然而從目前的整體水平發(fā)展來(lái)看，由于諸多影響因素，我國(guó)的電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的應(yīng)用還存在著諸多問(wèn)題，就現(xiàn)在的問(wèn)題來(lái)看，電力行業(yè)需要不斷提升智能化操作水平，保證日常供電的穩(wěn)定性;另外筆者認(rèn)為，在未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)下，中國(guó)電力行業(yè)應(yīng)該盡量采用全控型電力電子開(kāi)關(guān)，促進(jìn)使用高頻變化器，并將目前的交流調(diào)速理論替代元件使用，只有完成這一步，才能為我國(guó)的電力行業(yè)創(chuàng)造更加雄厚的基礎(chǔ)。

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