電子技術(shù)在電氣控制中的運(yùn)用

何福軍

（江蘇省新沂中等專業(yè)學(xué)校，江蘇徐州，221400）

0 引言

伴隨我國信息技術(shù)高質(zhì)量發(fā)展，電子技術(shù)在人們生活中不斷應(yīng)用，為人們的生活提供巨大的便利。我國電子技術(shù)發(fā)展逐漸進(jìn)入成熟階段，應(yīng)用范圍擴(kuò)大，電氣技術(shù)主要應(yīng)用于對電氣的控制上，在控制過程中使用電子元件，完成電能控制及轉(zhuǎn)換，促進(jìn)電子元件穩(wěn)定運(yùn)行。運(yùn)行成本低的同時，也能簡化操作步驟，使人工成本縮減，提升電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率，對電氣控制系統(tǒng)發(fā)展具有重要意義?，F(xiàn)階段，電子技術(shù)應(yīng)用于電力及鋼鐵等行業(yè)中，關(guān)注電氣控制技術(shù)研究，不僅能提升電氣控制效果及電氣控制系統(tǒng)穩(wěn)定性，也能提升企業(yè)在管理工作上的效率，對促進(jìn)我國企業(yè)發(fā)展具有重要意義。

1 電子技術(shù)應(yīng)用于電氣控制系統(tǒng)的意義

1.1 提升電力系統(tǒng)安全性

現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展中，電力系統(tǒng)發(fā)揮重要的作用?，F(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)均使用電氣系統(tǒng)完成自動化控制，不斷提升生產(chǎn)效率，保障自動控制質(zhì)量，但電氣系統(tǒng)多處于超負(fù)荷運(yùn)動狀態(tài)，容易發(fā)生電氣系統(tǒng)故障性問題。常見的電氣故障是系統(tǒng)運(yùn)行癱瘓，無法完成相關(guān)的生產(chǎn)操作，對企業(yè)生產(chǎn)及運(yùn)營均產(chǎn)生影響。電氣技術(shù)在發(fā)展中逐漸解決系統(tǒng)運(yùn)行故障問題，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，也可進(jìn)一步提升系統(tǒng)穩(wěn)定性、協(xié)調(diào)性，對提升電力系統(tǒng)工作效率具有重要意義。

1.2 提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性

在我國大工業(yè)發(fā)展中，先進(jìn)的技術(shù)支持具有重要意義，科學(xué)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中對電氣控制起到重要意義。電子技術(shù)在電氣控制中具有促進(jìn)作用，符合電氣控制的改革要求，對提升電氣系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性價值較高，安全性也可得到保障。伴隨電子技術(shù)發(fā)展，電氣控制效率提升，企業(yè)在市場的競爭力提升。傳統(tǒng)電氣控制技術(shù)往往無法滿足現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展要求，技術(shù)水平較為落后，無法滿足電氣發(fā)展要求，電氣控制領(lǐng)域應(yīng)當(dāng)根據(jù)社會發(fā)展要求，更新適合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展要求的電氣控制技術(shù)。電子技術(shù)在電氣控制中，有利于提升企業(yè)工作效率，提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。

2 電力電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，電力電子技術(shù)作為應(yīng)用范圍廣泛的技術(shù)，其功能是對電子元件完成控制及轉(zhuǎn)換，從而保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，使企業(yè)的運(yùn)營成本節(jié)約，提升企業(yè)生產(chǎn)效率。電力電子技術(shù)合理化運(yùn)用，控制電氣設(shè)備良好運(yùn)行的同時，也能對系統(tǒng)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，對電子設(shè)備展開全天候的檢測，降低事故發(fā)生率，達(dá)到提前預(yù)警的效果。電力電子技術(shù)在應(yīng)用過程中，覆蓋多個方面，包括電子器件制造及電力電子在電路中的應(yīng)用，在此方面的應(yīng)用滿足我國社會發(fā)展需求，并取得突破性進(jìn)展?，F(xiàn)階段，人類智能化技術(shù)時代，電力電子技術(shù)朝向自動化及智能化方向發(fā)展，電力電子技術(shù)在電氣控制領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)技術(shù)與功能的融合。對電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，有利于實(shí)現(xiàn)無人狀態(tài)下的調(diào)節(jié)，減輕人工壓力的同時，避免發(fā)生嚴(yán)重的設(shè)備故障，降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)性損失。目前，我國電子技術(shù)發(fā)展中，雖然已經(jīng)取得一定的成果，但電功率無法滿足各階段需求，我國未來的電力電子技術(shù)具有較大的發(fā)展空間，在未來發(fā)展中應(yīng)當(dāng)繼續(xù)努力，促進(jìn)電力電子技術(shù)穩(wěn)定發(fā)展。

3 電子技術(shù)在電氣控制中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 在軟開關(guān)控制裝置的應(yīng)用

我國電子技術(shù)及系統(tǒng)在改革及創(chuàng)新過程中，電力系統(tǒng)中的電磁兼容及效率標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格。針對該問題，電力系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在電力裝置上作出調(diào)整，向輕量化及便捷化的方向發(fā)展，促進(jìn)電力系統(tǒng)穩(wěn)定及安全運(yùn)行，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)通過開關(guān)對電力成本進(jìn)行控制，提升負(fù)荷控制效果，避免開關(guān)裝置大量損耗，降低開關(guān)使用壽命及電力效率，降低電磁干擾，避免對電力系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的影響，以免企業(yè)發(fā)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)性損失。軟開關(guān)往往沒有機(jī)械觸電，不會發(fā)生氧化問題，軟開關(guān)在應(yīng)用后，有利于控制電路，保證電氣控制的穩(wěn)定性及安全性，使復(fù)雜的控制要求實(shí)現(xiàn)。

3.2 在電路保護(hù)裝置的應(yīng)用

電氣系統(tǒng)運(yùn)行中常見故障性問題，易發(fā)生過電流現(xiàn)象。傳統(tǒng)電氣控制過程中，針對此類問題往往將熔斷器切斷，通過電流繼電器完成系統(tǒng)保護(hù)。但電氣控制系統(tǒng)不斷轉(zhuǎn)化升級，電子器件體積隨之縮減，功率增加，傳統(tǒng)電氣控制模式已經(jīng)無法達(dá)到保護(hù)電氣控制系統(tǒng)的目標(biāo)。電子技術(shù)可以將此類問題成功解決，設(shè)置專項化的保護(hù)電路，根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際情況完成實(shí)時數(shù)據(jù)斷電處理，避免在發(fā)生故障時數(shù)據(jù)丟失，整體電氣系統(tǒng)運(yùn)行更為穩(wěn)定。

3.3 在高壓直流輸電技術(shù)的應(yīng)用

電力系統(tǒng)中通過交流電壓輸出方法可能發(fā)生大量的電能浪費(fèi)，大量的電能浪費(fèi)使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益受損。對此，在電力系統(tǒng)中多通過直流輸電方式保證電壓及電流遠(yuǎn)距離控制。高壓直流輸電中，將過往的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，將電力輸送到變電站，變電站將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，保證人們生產(chǎn)及生活正常用電要求。通過直流電輸電技術(shù)達(dá)到逆電流轉(zhuǎn)化的目的，將電力快速輸出給用戶，該技術(shù)簡化電流控制流程，進(jìn)一步提升工作效率，見圖1。

圖1 高壓直流電輸電系統(tǒng)

3.4 在跨平臺控制中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，電氣控制系統(tǒng)積極使用計算機(jī)技術(shù)及自動化技術(shù)完成控制，對此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)電氣控制系統(tǒng)實(shí)際情況選擇計算機(jī)設(shè)備，對計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，保證電氣控制系統(tǒng)性能充分發(fā)揮。計算機(jī)硬件設(shè)備存在差異，在各個系統(tǒng)間會設(shè)置數(shù)據(jù)庫，根據(jù)上下層關(guān)系完成連接，達(dá)到分層控制目標(biāo)，保證電氣控制系統(tǒng)安全性。中間框架的意義在于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，還需通過數(shù)據(jù)處理模塊達(dá)到數(shù)據(jù)儲存及信息互通的目標(biāo)，在數(shù)據(jù)信息處理過程中，對自身數(shù)據(jù)展開預(yù)處理，降低設(shè)備之間的數(shù)據(jù)差，便于保護(hù)電氣控制系統(tǒng)，完成各個設(shè)備的相互通信。電氣控制系統(tǒng)具有顯著優(yōu)勢，在電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)當(dāng)建立互通性平臺，根據(jù)一體化處理方式對系統(tǒng)問題進(jìn)行修復(fù)，提升電氣控制系統(tǒng)的整體安全性。

3.5 在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

在電氣系統(tǒng)中涉及的板塊較為豐富，在運(yùn)行過程中會生成數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)運(yùn)行情況具有較大的影響，數(shù)據(jù)是判斷系統(tǒng)運(yùn)行的重要手段，通過工程數(shù)據(jù)分析方法進(jìn)行歸納及管理。通過數(shù)據(jù)技術(shù)，技術(shù)人員對系統(tǒng)的異常信息進(jìn)行排查，電氣控制系統(tǒng)往往具有修復(fù)功能，在一定程度上達(dá)到智能化及自動化工作的目標(biāo)。通過自動化系統(tǒng)對各類零件運(yùn)行狀況進(jìn)行分析，將老化及受損的零件進(jìn)行更換。技術(shù)人員通過服務(wù)器自動控制系統(tǒng)對運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以數(shù)據(jù)手段對電氣控制板塊的故障進(jìn)行分析，一旦發(fā)生問題及時進(jìn)行修復(fù)，節(jié)省節(jié)約及保養(yǎng)成本的同時，也能縮減人工時間，保證電氣系統(tǒng)更為穩(wěn)定的運(yùn)行。電氣控制系統(tǒng)在運(yùn)行中，對數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入，需根據(jù)工程運(yùn)行數(shù)據(jù)確定最終的儲存方式?，F(xiàn)階段，電氣系統(tǒng)每天都會產(chǎn)生較大量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)儲存及管理較為困難，加之電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在運(yùn)行過程中會出現(xiàn)很多的困難。電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在相關(guān)工程運(yùn)行中對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，需要各個部門合作，通過這種方式有利于保證獲取全部數(shù)據(jù)，但此類方式導(dǎo)致數(shù)據(jù)收集較為困難，工程運(yùn)行數(shù)據(jù)負(fù)荷增加，電氣系統(tǒng)工作效率隨之降低。在電氣系統(tǒng)運(yùn)行中，通過數(shù)據(jù)對系統(tǒng)進(jìn)行控制，可以將關(guān)鍵性數(shù)據(jù)錄入，也能發(fā)現(xiàn)其中的異常部分，對系統(tǒng)高效運(yùn)行具有巨大的幫助。

3.6 PWM控制技術(shù)的應(yīng)用

PWM技術(shù)是指通過脈沖寬度進(jìn)行調(diào)整后獲得的波形技術(shù)，此類技術(shù)將面積等效應(yīng)作為基本理論，窄脈沖所處面積相同，但形狀存在差異，若想達(dá)到慣性作用，實(shí)現(xiàn)同步控制，應(yīng)當(dāng)保證系統(tǒng)的響應(yīng)波能。PWM控制技術(shù)在IGBT技術(shù)、MOSFET技術(shù)下使用范圍更為廣泛，隨著技術(shù)發(fā)展成熟，PWM技術(shù)在直斬波電路中應(yīng)用更為成熟，直流斬波在電氣控制系統(tǒng)應(yīng)用，從而轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}沖調(diào)速系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行更為流暢。PWM技術(shù)在交流電路中應(yīng)用，以斬控交流方式完成控制，但并未得以廣泛普及，矩陣式變頻電路經(jīng)研究后成為最后發(fā)展前景的電路。PWM技術(shù)在逆流電路中廣泛應(yīng)用，該技術(shù)也是逆流電路發(fā)展的中心。

3.7 濾波電路技術(shù)的應(yīng)用

濾波電路是電氣控制中的重要電子技術(shù)，對紋波會產(chǎn)生影響，對控制電路穩(wěn)定性具有重要影響。濾波電路及其單向橋式整流將AC電壓作為轉(zhuǎn)換單向脈沖電壓，波紋相對較大，可以將其當(dāng)作具有DC電壓及AC電壓，電壓無法直接在電子元件上起作用，還需對單向麥動電壓進(jìn)行調(diào)整，對電壓進(jìn)行過濾，從而保持電氣控制穩(wěn)定性，對整個控制電路的穩(wěn)定性具有重要意義。電子技術(shù)對溫度傳感器控制具有重要意義，濾波電路通過濾波器完成信號過濾，保證電路發(fā)揮穩(wěn)定的功能。濾波電路在實(shí)際工作中，應(yīng)當(dāng)對傳感器溫度進(jìn)行穩(wěn)定控制，達(dá)到恒流及恒源性輸出目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)實(shí)際溫度控制，對保證溫度準(zhǔn)確性具有重要意義。電壓及電流實(shí)際工作不便，需要對濾波器進(jìn)行控制，從而保證電流、電壓恒定。對溫度傳感器中的數(shù)據(jù)信號起作用，不同濾波電路導(dǎo)致測量結(jié)果發(fā)生異常，若恒流源輸出以電感濾波為主，對電流會產(chǎn)生較大的抑制作用，但恒流源特性是保持電流不變，也會產(chǎn)生矛盾性問題。恒流源及恒壓在實(shí)際運(yùn)行中，電壓及電流不會發(fā)生變化，還需針對性調(diào)節(jié)，保證電子技術(shù)的整體控制效率。溫度傳感器具有信號輸出功能，應(yīng)當(dāng)保證電氣控制系統(tǒng)溫度恒定，對溫度傳感器信號輸出達(dá)到保障效果。