電氣傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)研究

賈樹(shù)理

（河鋼集團(tuán)衡水板業(yè)有限公司，河北 衡水053000）

現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)方式和設(shè)備的性能在信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動(dòng)下逐漸向自動(dòng)化和智能化發(fā)展，電子技術(shù)就是基于現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展背景下所產(chǎn)生的技術(shù)，其在很多行業(yè)中都實(shí)現(xiàn)了多種功能的應(yīng)用，很多人將電子技術(shù)的發(fā)展比作是一場(chǎng)新的技術(shù)革命。電氣傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展是以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的生產(chǎn)和生活領(lǐng)域的體現(xiàn)。

1 關(guān)于電氣傳動(dòng)技術(shù)的相關(guān)介紹

1.1 電氣傳動(dòng)技術(shù)的概念

從概念角度來(lái)，電氣傳動(dòng)技術(shù)是屬于計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化技術(shù)組成組成部分當(dāng)中的動(dòng)力傳動(dòng)，可以說(shuō)是技術(shù)控制和生產(chǎn)的重要橋梁。對(duì)于電氣傳動(dòng)技術(shù)的研究始于20 世紀(jì)初，主要研究的方向是利用電動(dòng)機(jī)控制物體或生產(chǎn)機(jī)相應(yīng)的指令要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳送。而后，隨著傳感器技術(shù)和自動(dòng)控制理論的不斷研究與開(kāi)發(fā)，電氣傳動(dòng)技術(shù)也由最初繼電、接觸、手動(dòng)控制的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)逐漸向更加具有技術(shù)性的閉環(huán)連續(xù)控制系統(tǒng)發(fā)展，在技術(shù)結(jié)構(gòu)上也更加復(fù)雜?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，對(duì)于電氣傳動(dòng)技術(shù)的概念總結(jié)為通過(guò)電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械動(dòng)能實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)多種類(lèi)型和不同結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)備的技術(shù)，主要包括運(yùn)輸車(chē)輛、生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備和一些生活用的機(jī)械裝置等[1]。自電動(dòng)機(jī)發(fā)明以來(lái)，電氣傳動(dòng)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)的很多領(lǐng)域當(dāng)中，包括電力行業(yè)、水利行業(yè)、現(xiàn)代化工、工業(yè)制造業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、煤炭石油等多項(xiàng)開(kāi)采行業(yè)當(dāng)中，逐漸發(fā)展成為現(xiàn)代工業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。而隨著現(xiàn)代的傳感技術(shù)和電子技術(shù)以及信息技術(shù)的快速研發(fā)和廣泛應(yīng)用，電氣傳動(dòng)技術(shù)也逐漸開(kāi)始向新的領(lǐng)域與先進(jìn)技術(shù)層面邁進(jìn)，向智能化控制發(fā)展。

1.2 電氣傳動(dòng)技術(shù)的分類(lèi)

目前工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中所使用的電氣傳動(dòng)技術(shù)裝置主要按照電動(dòng)機(jī)類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，主要可以分為直流電氣傳動(dòng)技術(shù)和交流電氣傳動(dòng)技術(shù)，主要的區(qū)別在于電能的產(chǎn)生是源自于直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。20 世紀(jì)80 年代是屬于電氣傳動(dòng)技術(shù)類(lèi)型的分水嶺，在80 年代之前一直使用直流電氣傳動(dòng)技術(shù)，其具有極高的運(yùn)行性能和可靠性，一度成為80 年代前的電氣傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用的主要技術(shù)類(lèi)型。但任何技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中都會(huì)存在一定的缺陷和不足，并且在技術(shù)的局限性限制下無(wú)法得到有效的完善，直流電動(dòng)機(jī)是直流電氣傳動(dòng)技術(shù)當(dāng)中主要使用的動(dòng)力能，其局限性在于容量、電流和電壓的上限值。而發(fā)展到上世紀(jì)80 年代后期，隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[2]。交流電氣傳動(dòng)技術(shù)在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，并且以其性能上的優(yōu)勢(shì)在電氣傳動(dòng)領(lǐng)域當(dāng)中逐漸開(kāi)始得到人們的認(rèn)可。

2 電氣傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

直流電氣傳動(dòng)技術(shù)含有三種調(diào)速方式，主要分為弱磁升速和調(diào)壓調(diào)速以及變電阻調(diào)速。目前應(yīng)用比較廣泛的是調(diào)壓調(diào)速，其主要原因在于現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械制造業(yè)的低壓供電系統(tǒng)使用的是交流供電。直流電氣傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展主要是從開(kāi)環(huán)控制、單閉環(huán)控制到多閉環(huán)控制、硬件控制、軟件控制，發(fā)展到現(xiàn)代使用的是模擬電路控制和數(shù)模電路混合控制，發(fā)展到數(shù)字接入控制，而最終的發(fā)展水平達(dá)到了大規(guī)模的集成電路控制。

而交流電氣傳動(dòng)技術(shù)按照交流異步電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型也分為三種調(diào)速方式，主要包括了轉(zhuǎn)差功率回饋型調(diào)速、轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速、轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速等三種，就目前應(yīng)用效果和較為廣泛的調(diào)速方式為轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速。從其發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)講，主要的發(fā)展歷程可以概括為分立元件電路控制、小規(guī)模集成電路控制、大規(guī)模集成電路控制，然后是硬件控制軟件、控制模擬電路控制數(shù)字電路、控制轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)的恒壓頻比控制、轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、解耦控制，最終到模糊控制[3]。

從電氣傳動(dòng)技術(shù)控制的主要措施來(lái)談電氣傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，機(jī)械控制是最早的自動(dòng)化控制措施，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步逐漸被電子控制和電氣控制所取代。技術(shù)的推廣和實(shí)際應(yīng)用以及經(jīng)濟(jì)水平的不斷攀升，人們開(kāi)始更加注重對(duì)成本的有效管理和實(shí)際機(jī)動(dòng)性的考慮以及節(jié)能降耗和效率方面的提升，由此也使得大規(guī)模集成電路的微處理器逐漸了實(shí)現(xiàn)了更加廣泛的推廣應(yīng)用，對(duì)電子控制的發(fā)展起到了極大的推進(jìn)作用。當(dāng)前在工業(yè)機(jī)械制造業(yè)當(dāng)中的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)控制器早已實(shí)現(xiàn)了以微處理器為核心的數(shù)字化控制應(yīng)用，并且逐漸成為主要和比較常用的電子控制方式。從技術(shù)應(yīng)用特性來(lái)講，電子控制技術(shù)和模糊控制方式在其適用性和實(shí)際應(yīng)用效果方面都各有優(yōu)勢(shì)，但現(xiàn)代人們?cè)谏a(chǎn)當(dāng)中對(duì)數(shù)字控制更為青睞，主要原因在于數(shù)字控制系統(tǒng)能夠針對(duì)其運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的問(wèn)題或故障進(jìn)行自我檢測(cè)和自我診斷，并將實(shí)際檢測(cè)到的故障信息進(jìn)行反饋，利用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行診斷結(jié)果的有效性分析，很大程度上能夠提高檢測(cè)效果的準(zhǔn)確性和診斷過(guò)程的智能化，此外，數(shù)字控制器也能夠?qū)崿F(xiàn)更多種類(lèi)控制指令的可靠性執(zhí)行。

在交流電氣傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展方面主要可以從交流變頻調(diào)速方式的發(fā)展進(jìn)行闡述。小功率晶體管和普通晶閘管的實(shí)用化，使得交流變頻調(diào)速方式具有極好的制動(dòng)性能和低能耗優(yōu)勢(shì)，因此也使得交流變頻調(diào)速為主要運(yùn)行方式的交流電氣傳動(dòng)技術(shù)逐漸成為主要應(yīng)用的調(diào)速方式。而且交流變頻調(diào)速能夠同時(shí)進(jìn)行處理信息的可靠傳輸和電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的效率提升[4]。所以進(jìn)行的來(lái)對(duì)于交流電氣傳動(dòng)技術(shù)的研究主要放在了智能功率模塊和新型的嵌入式控制器件的研究，同時(shí)也開(kāi)始進(jìn)行硬件與軟件開(kāi)發(fā)相關(guān)技術(shù)難題解決方案的制定，交流電氣傳動(dòng)技術(shù)逐漸向大容量以及特大容量等級(jí)的方向發(fā)展，同時(shí)也開(kāi)始注重長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行可靠性提升方向的研究。相比于直流電氣傳動(dòng)技術(shù)調(diào)速方式，交流電氣傳動(dòng)技術(shù)方式在控制方面具有更加優(yōu)越的性能，其所具有的異步電動(dòng)機(jī)能夠最大水平的提升整個(gè)系統(tǒng)的可控性[5]。

3 電氣傳動(dòng)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)電氣傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合現(xiàn)代時(shí)代的特點(diǎn)以及實(shí)際的生產(chǎn)需求可以看出，主要是實(shí)現(xiàn)電氣傳動(dòng)技術(shù)的智能化，系統(tǒng)化以及集成化和生態(tài)化發(fā)展。從系統(tǒng)的整體性，會(huì)將電網(wǎng)整流器控制系統(tǒng)以及生產(chǎn)機(jī)械、逆變器通過(guò)技術(shù)手段進(jìn)行不斷的融合，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的集成化和智能化，而且由于環(huán)保理念和綠色生產(chǎn)理念的推行，人們開(kāi)始將研究重點(diǎn)放在綠色環(huán)保電能交流器的開(kāi)發(fā)。并有效地調(diào)整和優(yōu)化交流器的功率因素，使其減少負(fù)載達(dá)到降低對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行影響和電動(dòng)機(jī)損害的目的。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電氣傳動(dòng)技術(shù)實(shí)用性的增強(qiáng)和智能化水平的提升，以及信息化交流化、數(shù)字化、集成化、生態(tài)化的融合發(fā)展[6]。

4 結(jié)論

本篇文章首先介紹了電氣傳動(dòng)技術(shù)的概念和實(shí)際的分類(lèi)，并闡述了電氣傳動(dòng)技術(shù)的各項(xiàng)控制系統(tǒng)措施的應(yīng)用，也分析了電氣傳動(dòng)技術(shù)當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀，并結(jié)合現(xiàn)代電氣傳動(dòng)技術(shù)的研究方向和這項(xiàng)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域?qū)﹄姎鈧鲃?dòng)技術(shù)的應(yīng)用需求討論了電氣傳動(dòng)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。隨著社會(huì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升以及現(xiàn)代信息技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，我國(guó)對(duì)于電氣傳動(dòng)技術(shù)的研究也會(huì)逐漸向更加先進(jìn)和具有極高實(shí)用性的信息化智能化方向持續(xù)邁進(jìn)。同時(shí)，為將電氣傳動(dòng)技術(shù)的性能和運(yùn)行可靠性以及多項(xiàng)實(shí)際應(yīng)用需求做到有效的提升和更好的滿(mǎn)足，對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化、智能化控制的管理技術(shù)將會(huì)得到重點(diǎn)的研究，以期能夠?yàn)槲覈?guó)的工業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供有力的支持。