電氣控制中電子技術(shù)的運用

高蘭芳 魏國強

（河南省駐馬店財經(jīng)學(xué)校 河南省駐馬店市 463000）

隨著信息技術(shù)行業(yè)的快速更新，改變了人們的生活方式，尤其是先進的電子技術(shù)讓人們的生活更加的便利。電子技術(shù)應(yīng)用在電氣控制領(lǐng)域之中，讓電氣控制逐漸地實現(xiàn)了智能化發(fā)展，提高了電氣控制系統(tǒng)的運行能力，讓電氣控制系統(tǒng)的作業(yè)流程變得更加的簡潔，讓企業(yè)的生產(chǎn)效率得到了大幅度地提升。

1 電力電子技術(shù)

電子技術(shù)讓人類生活愈發(fā)便捷，作為電氣控制中的關(guān)鍵技術(shù)，它強化了電力系統(tǒng)內(nèi)部電子元件的控制，使得電力系統(tǒng)的工作效率得到了有效的提升，可靠性變得更強。電子技術(shù)由電子學(xué)、電工原理和自動化控制技術(shù)三個部分組合而成，三個部分相互協(xié)調(diào)、相互配合，加強了對電氣設(shè)備的有效控制，讓電力系統(tǒng)得到了穩(wěn)定的運行。電子技術(shù)現(xiàn)階段的明顯特征有兩個，一個是全控化，一個是集成化。比如一些具有自動斷電需求的電子元器件都屬于全控化范圍，全控化還可取代半控普通晶閘管，該技術(shù)屬于最新發(fā)展；集成化的重要體現(xiàn)在電氣系統(tǒng)在運行過程中需要依賴多種類型的電子元件之上，電力系統(tǒng)想要穩(wěn)定運行必須要結(jié)合計算機技術(shù)，合理控制并運用電子元件，集成化這一特征是電子技術(shù)能夠得到持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

2 電氣控制

電氣控制實現(xiàn)基礎(chǔ)為電的利用和發(fā)展，電氣控制最初有兩個發(fā)展方向，一個是信息傳遞、一個是電能利用，隨著時代技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣控制技術(shù)的主要特征為信息傳遞控制電能利用，兩者之間實現(xiàn)了有效的集合。同時，電氣控制技術(shù)也開始由手動運行變成自動運行、由形式簡單變成形式復(fù)雜、由有觸電硬接線變成以計算機為存儲控制。電氣控制對象工藝過程可分為兩類，一類生產(chǎn)方式以化學(xué)反應(yīng)或熱量流程為主，并將自動化儀表和裝置作為檢測與執(zhí)行機構(gòu)；一類生產(chǎn)方式以機械運動為主，并將電動機作為執(zhí)行機構(gòu)。但是，隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，兩類電氣控制技術(shù)也早已經(jīng)實現(xiàn)了有機融合，推動了電氣控制領(lǐng)域的不斷發(fā)展。

3 電氣控制中電子技術(shù)的應(yīng)用意義

3.1 保證電力工作順利開展

圖1：直流調(diào)速原理功能圖

經(jīng)濟快速發(fā)展推動了國民經(jīng)濟的提升，改變了人們對生活品質(zhì)的要求，從而對電的需求量也開始逐漸增加，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)已然無法滿足現(xiàn)代人的生活需求，尤其是企業(yè)數(shù)量不斷增加，生產(chǎn)所需電量也在大幅度的增加，同時故障的發(fā)生概率越來越大，增加了用電的安全隱患，對人們的正常生活和生產(chǎn)有不良的影響。為減少電力運行過程中存在的安全隱患，確保電力系統(tǒng)能夠得到穩(wěn)定的運行，必須要合理運行電子技術(shù)，為電力工作的順利開展打下堅實的基礎(chǔ)，解決更多電力系統(tǒng)運行問題。

3.2 促進電氣工程的進步

電子技術(shù)隨著時代發(fā)展應(yīng)用愈發(fā)廣泛，技術(shù)內(nèi)部構(gòu)造以及應(yīng)用方向都得到了全面的提升，增加了電子技術(shù)應(yīng)用穩(wěn)定性。電子技術(shù)的進步為電氣工程的發(fā)展提供了良好的保障，并為實現(xiàn)電氣控制技術(shù)的有效運行奠定了堅實的基礎(chǔ)。電子技術(shù)不僅能夠為電氣控制人員提供技術(shù)幫助，還能夠讓工作人員快速熟悉相應(yīng)的工作流程，提升工作人員的工作效率，促進電力企業(yè)經(jīng)濟發(fā)展，讓電力發(fā)展能夠更加快速。社會持續(xù)發(fā)展過程中對電氣的需求量也會逐漸增加，這對于電氣控制行業(yè)是種挑戰(zhàn)，在發(fā)展期間電氣控制系統(tǒng)必然會出現(xiàn)各種問題，比如系統(tǒng)故障和運行不穩(wěn)定都會給人帶來經(jīng)濟損失。但是，電子技術(shù)應(yīng)用在電氣控制系統(tǒng)中便能夠避免不必要問題的產(chǎn)生，提升電氣控制系統(tǒng)運行效率，促進電子工程的發(fā)展。

4 電子技術(shù)在電氣控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

4.1 應(yīng)用在過電流保護裝置上

電力運行過程中某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障必然會引發(fā)過電流危害，傳統(tǒng)解決方式為中斷熔斷器、電流繼電器、直流快速斷路器等相關(guān)設(shè)備，避免過電流對系統(tǒng)產(chǎn)生過大的危險，保護電力系統(tǒng)中較為重要的電路。新時期電子器件體積不斷縮小，但功率卻在逐漸提升，所以傳統(tǒng)電路保護裝置根本無法滿足現(xiàn)代需求，為解決該問題驅(qū)動控制信號去除自動化技術(shù)開始在電力系統(tǒng)控制中得到了有效運行，即安裝專門過電流保護裝置來實施監(jiān)控電流運行，并根據(jù)電流運行情況來調(diào)整和驅(qū)動電路。比如橋臂互鎖保護法就能夠在系統(tǒng)信號出現(xiàn)反復(fù)和延時等問題時，以橋式逆變電路的方式來快速切除驅(qū)動信號，并采用連鎖的方式來連接橋臂部件，避免系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)短路的現(xiàn)象，確保電路系統(tǒng)能夠在該種故障下正常運行。

4.2 高壓直流輸電技術(shù)

我國大多數(shù)電力企業(yè)在進行電力輸出時都會采用交流電壓的形式，但是交流電壓在應(yīng)用過程中的能量消耗較多，且工作人員在對其進行操作控制中也存在較大的難度，會增加電氣控制的費用。對于該種情況，可以轉(zhuǎn)變電壓應(yīng)用模式，利用電子技術(shù)使用直流電，高壓直流輸電技術(shù)能夠直接對直流電和交流電進行轉(zhuǎn)換，對于距離較遠、電壓較高的輸電系統(tǒng)，電力企業(yè)可將交流電直接轉(zhuǎn)換為直流電進行電力輸出工作，在直流電逆變過程中可將逆流電直接轉(zhuǎn)化為直流電進行輸出。圖1為直流調(diào)速原理功能圖。

4.3 有源電力濾波器

電子技術(shù)支持有源電力濾波器運行主要是通過對電路系統(tǒng)的補償元件進行檢測，并對其分析，以此來獲得相應(yīng)等分量的諧波電流，并以補償裝置所產(chǎn)生的電流分量的方式，實現(xiàn)相反電流分量，以此來達到抵消電流分量和被檢測諧波分量的目的。該種檢測方式下電力網(wǎng)內(nèi)部運行電流會由諧波電流轉(zhuǎn)變?yōu)榛娏?。電氣控制中使用有源電力濾波器能夠增加系統(tǒng)運行過程中的反應(yīng)速度和抗干擾能力，在補償電路裝置和指令性電流運算電路中比較常見。電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用電子技術(shù)可直接檢測分析電路系統(tǒng)內(nèi)部的補償電流，便可輕松獲取電力系統(tǒng)內(nèi)部的電路諧波數(shù)量以及無功電流。

4.4 PWM控制技術(shù)的應(yīng)用

PWM（Pulse Width Modulation）技術(shù)是指通過對脈沖寬度設(shè)置的調(diào)整能夠獲得波形技術(shù)，該技術(shù)的以面積等效原理為基礎(chǔ)理論，即窄脈沖處于面積相同，但形狀不同的情況下，想要作用于慣性環(huán)節(jié)，必須要確保導(dǎo)出一致的響應(yīng)波能。PWM控制技術(shù)因為有MOSFET和IGBT技術(shù)的幫助應(yīng)用愈發(fā)廣泛，并且隨著技術(shù)逐漸發(fā)展，PWM技術(shù)在直-直斬波電路和逆變電路中的應(yīng)用愈發(fā)成熟，直流展博電路在直流電機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，讓其成功轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}寬調(diào)速系統(tǒng)；PWM技術(shù)在交-交變流電路的中的應(yīng)用主要是以斬控式交流調(diào)壓和矩陣式變頻電路為主要控制環(huán)節(jié)，但是還并未得到廣泛的普及，其中矩陣式變頻電路經(jīng)過研究被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的電路形式。PWM技術(shù)在逆流電路中的應(yīng)用最為全面，該技術(shù)屬于逆流電路發(fā)展的關(guān)鍵。

4.5 軟開關(guān)控制技術(shù)

隨著人們需求的變化，電子裝置的主要發(fā)展方向為輕便、小型、功率大，該種發(fā)展對電磁兼容和效率的要求較高。電子裝置內(nèi)部的變壓器以及電容、濾波電感體積較大，所占據(jù)的空間也自然較大，為縮小電子裝置體積可以運用提高開關(guān)頻率，降低濾波器參數(shù)的方式，即實現(xiàn)電子裝置輕便、小型的方式為電路高頻化。但是，電路高頻化也并非是完全可靠的，該種方式下開關(guān)的損耗會大幅度增加，出現(xiàn)開關(guān)故障容易對電路效率和電磁產(chǎn)生不良影響。為解決這一問題需要運用軟開關(guān)技術(shù)，軟開關(guān)技術(shù)是電氣控制實現(xiàn)良好發(fā)展的基礎(chǔ)，其特點為：在IT行業(yè)中應(yīng)用廣泛；諧振電路有較高的運行要求；串聯(lián)、并聯(lián)、級聯(lián)等方式下電路組合形式較多且極為簡便，可多場合使用，是軟開關(guān)技術(shù)未來的主要方向。

4.6 靜止無功補償裝置

人們的生活和社會的生產(chǎn)都不能沒有電，但是人們對電量的需求量越大，電網(wǎng)功率的負擔(dān)也就越大，若是不及時調(diào)整升級電網(wǎng)必然會在運行過程中出現(xiàn)變頻或遭受負荷沖擊等狀況，且是經(jīng)常性的，無法保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運行，更無法對電網(wǎng)電路的低頻振蕩進行有效控制。但是，應(yīng)用電子技術(shù)便可改善該種情況，因為電子技術(shù)中含有可提升電力系統(tǒng)性能的靜止無功補償裝置，該裝置可合理規(guī)避電力系統(tǒng)運行損耗，讓電力系統(tǒng)在運行過程中保持穩(wěn)定性，以此來滿足社會的用電需求量。

5 結(jié)語

隨著社會的不斷發(fā)展與進步，人們生活水平也在不斷地提升，對于電力的需求量更是在大幅度地提升，為了滿足人們的日常用電和社會企業(yè)生產(chǎn)用電需求，電力企業(yè)必須要應(yīng)用各種新技術(shù)，提升電力系統(tǒng)的運行能力。不僅如此，電力企業(yè)還需要在社會發(fā)展過程中不斷吸取更多經(jīng)驗，運用先進技術(shù)，讓電子技術(shù)能夠真正的運用在電氣控制系統(tǒng)中去，促進電氣控制系統(tǒng)的安全運行，保證其運行效率的同時提升電力企業(yè)經(jīng)濟效益，以此來滿足社會發(fā)展需求。