試析電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的運(yùn)用

張炤

（中廣核風(fēng)電有限公司 內(nèi)蒙古分公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特010020）

0 引言

為了能夠給電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)提供極為重要的保障，我們應(yīng)該不斷注重強(qiáng)化電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的運(yùn)用。我國(guó)電力電氣行業(yè)發(fā)展水平的高低很大程度上取決于電力電氣自動(dòng)化程度的高低。當(dāng)今社會(huì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)水平越來(lái)越高，在相當(dāng)一部分領(lǐng)域內(nèi)電力自動(dòng)控制獲得了極為廣泛地應(yīng)用。這些領(lǐng)域包括：農(nóng)場(chǎng)、工廠、家用電器、交通和辦公室等等。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，為了適應(yīng)市場(chǎng)變化發(fā)展的需求，電力企業(yè)應(yīng)該注重和強(qiáng)調(diào)自動(dòng)化生產(chǎn)，從而為促進(jìn)電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高提供有力的支持。

1 電力電氣自動(dòng)化元件研究的成因和意義

自加入世界貿(mào)易組織以來(lái)，我國(guó)一直處于經(jīng)濟(jì)騰飛時(shí)期，這給我國(guó)的電力企業(yè)創(chuàng)造了很好地發(fā)展機(jī)遇，但同時(shí)電力企業(yè)也面臨著不少的挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)電力企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，國(guó)際電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也面臨著巨大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。與國(guó)際大型的電力企業(yè)相比起來(lái)，不管從自動(dòng)化水平、生產(chǎn)模式、科學(xué)技術(shù)應(yīng)用、科學(xué)管理方面上考慮，我國(guó)的電力企業(yè)都存在著巨大的差距，大大降低了市場(chǎng)份額，阻礙了電力企業(yè)自身長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。為了保證電力產(chǎn)品的質(zhì)量，電力企業(yè)不斷提高電力電氣自動(dòng)化水平，能大大減少次品。為了促進(jìn)我國(guó)電力企業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)能力有所提升，應(yīng)該不斷加強(qiáng)電力電氣自動(dòng)化元件研究，深入了解我國(guó)電力電氣化研究的意義，從而滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)的相應(yīng)要求，實(shí)現(xiàn)我國(guó)電力企業(yè)的健康、穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。

2 主要的電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)

在對(duì)電力電氣自動(dòng)化元件研究的成因和意義具有一定了解的基礎(chǔ)上，接下來(lái)，將介紹三種主要的電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)，以期提高電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)運(yùn)用的實(shí)際水準(zhǔn)。

2.1 全控型電力電子開(kāi)關(guān)取代半控型晶閘管

晶閘管的成功研發(fā)和應(yīng)用是運(yùn)動(dòng)控制新的里程碑，到目前為止，晶閘管在交流和直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)中獲得了廣泛應(yīng)用的主要原因是晶閘管是第一代電力電氣器件。自從交流變頻技術(shù)受到大眾歡迎以來(lái)，P—MOSEFT、GTR、GTO等全控式器件一個(gè)緊接著一個(gè)出現(xiàn)了。這里所說(shuō)的P—MOSEFT、GTR、GTO等是第二代電力電氣器件的主要表現(xiàn)形式。從目前看來(lái)，很多情況下會(huì)在不同的時(shí)間生產(chǎn)相應(yīng)的開(kāi)關(guān)和電流定額，各種各樣的器件的所應(yīng)用范圍也各有不同。GTR、GTO導(dǎo)致門極控制電路的規(guī)模越來(lái)越大，推動(dòng)MOS結(jié)構(gòu)電力半導(dǎo)體器件進(jìn)一步發(fā)展的主要原因在于∶這兩種全控式器件具有很強(qiáng)的控制電流，又叫作雙極性全控性器件。一般來(lái)說(shuō)，MOSFET晶閘管集成于MOS控制晶閘管的單胞內(nèi)部，只有充分采用MOS，才能對(duì)晶閘管的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)和接通進(jìn)行相應(yīng)的控制。

2.2 變換器電路從低頻向高頻發(fā)展

從目前看來(lái)，PWM變換器在電力電氣器件第二代中得到了較為廣泛的應(yīng)用。功率因素獲得相應(yīng)地提高，并且大大降低了高次諧波給電網(wǎng)造成的一定影響，這主要?dú)w功于運(yùn)用了PWM方式。這在很大程度上，對(duì)處于低頻區(qū)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)所帶來(lái)的一系列問(wèn)題進(jìn)行了妥善解決。不難發(fā)現(xiàn)引起噪音的主要因素之一是電機(jī)繞組引發(fā)不少振動(dòng)。定轉(zhuǎn)子很大程度上受到轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)作用力的影響，這些轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)往往源自于PWM逆變器里面的電流、電壓的諧波分量。從某種程度上說(shuō)，逆變器工作頻率無(wú)法獲得相應(yīng)提升的主要原因是：開(kāi)關(guān)損耗對(duì)其進(jìn)行了一定的限制。

2.3 交流調(diào)速控制理論越來(lái)越成熟

通過(guò)在一定程度上模仿直流電動(dòng)機(jī)控制的方法，分別對(duì)定子電流的轉(zhuǎn)矩分量和磁場(chǎng)分量進(jìn)行相應(yīng)的控制，但是前提條件是必須將兩者進(jìn)行解耦，這是矢量控制基本思想的主要表現(xiàn)形式。事實(shí)上，解耦相當(dāng)于采用直流電動(dòng)機(jī)的形式，這種直流電動(dòng)機(jī)的形式是通過(guò)坐標(biāo)變換促使異步電動(dòng)機(jī)物理模型等效變換得來(lái)的。對(duì)轉(zhuǎn)子磁鏈方向進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)是解耦必須完成的任務(wù)之一，同時(shí)轉(zhuǎn)子參數(shù)會(huì)大大影響解耦的性能，這里需要進(jìn)一步指出的是轉(zhuǎn)子回路時(shí)間常數(shù)對(duì)解耦的性能的影響會(huì)更大。另外，促使交流調(diào)速實(shí)際控制效果難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果的主要因素之一是矢量旋轉(zhuǎn)變換具有一定的復(fù)雜性。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的運(yùn)用具有十分重要的意義和作用。文章結(jié)合電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用情況，在深入了解電力電氣自動(dòng)化元件研究的成因的基礎(chǔ)上，對(duì)幾種主要的電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的闡述，這些主要的電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)包括：全控型電力電子開(kāi)關(guān)取代半控型晶閘管、變換器電路從低頻向高頻發(fā)展和交流調(diào)速控制理論越來(lái)越成熟等等，以期促進(jìn)電力電氣自動(dòng)化元件技術(shù)的運(yùn)用水平的不斷提高，從而更好地實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)健康、穩(wěn)定地發(fā)展。

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