淺談電力電氣自動化元件技術的運用

魏立超

摘 要：電力電氣在我國有著較長的發展歷史，電力電氣的概念早在上個世紀初就已經提出，并且在五十年代的時候相關學校已經開始開展電力電氣課程。隨著經濟的發展和科技的進步，電力電氣自動化也越來越完善，并且呈現出蓬勃發展的狀況。隨著電力電子技術與微電子信息技術的發展，傳統的電力控制概念已經不適合當前的企業發展了，只有在火電廠的加強電力電氣自動化元件技術的運用，才能夠促進火電廠的生產能力和管理水平的提高，增強企業的市場競爭力>

關鍵詞：電力電氣；自動化元件；技術的運用

1 前言

為了能夠給電力企業實現自動化生產提供極為重要的保障，我們應該不斷注重強化電力電氣自動化元件技術的運用。我國電力電氣行業發展水平的高低很大程度上取決于電力電氣自動化程度的高低。當今社會，計算機技術水平越來越高，在相當一部分領域內電力自動控制獲得了極為廣泛地應用。改革開放以來，我國市場經濟水平的不斷提高，為了適應市場變化發展的需求，電力企業應該注重和強調自動化生產，從而為促進電力企業經濟效益的提高提供有力的支持。

2 電力電氣化研究的重要意義

市場經濟的核心是市場，企業的生產是為了市場的需求而存在的。因此，只有提高企業的電力電氣自動化程度，才能滿足市場對產品的大需求，提高企業的市場份額。同時能夠保證產品的質量，減少設備的故障發生和產品次品的產生，提高生產的安全性。企業提高企業生產的電力電氣自動化，可以有效的提高工作的可靠性，提高運行的經濟性，保證產品質量，提高勞動生產率，改善生產勞動的條件。提高企業的電力電氣化程度，可以從改善電力電氣自動化元件的技術方面著手，這是一個最基本的手段。

3 電力行業中主要使用的電力電氣自動化元件技術

3.1 低頻的變換器電路逐漸被高頻的變換器電路所取代

因為不斷獲得更新的電力電子器件導致組成電力電子器件的變換器也應該及時地獲得更新。當更新出新一代的電力電子器件之后，不僅將功率因素提高了，同時降低了高次諧波對電網所產生的影響力度，最終有效地解決了在低頻區電動機的轉矩脈動這一問題。當前，PWM逆變器已經廣泛地應用在了電力電氣器件當中。不僅相應提高了功率，同時還將高次諧波給電網帶來的不良影響大大降低了。運用PWM 變換器在很大程度上妥善解決了處于低頻區電動機轉矩脈動造成的一些問題。電機繞組是引發不少振動的原因之一。而當電力電子器件處在電流大且電壓高這一基本情況下就會發生關閉或者是導通的現象，這樣一來就會對開關造成相當嚴重的損害。所以說開關的損耗的限制是逆變器的工作頻率難以得到提升的主要原因。

3.2 交流調速控制理論變得越來越成熟

矢量控制這一基本的思想內容是我國當前在使用交流調速控制理論中所采用的主要思想，形成這一基本思想的原因在于對直流電動機的控制方法進行仿照，有效地將定子電流的轉矩分量和磁場分量解耦開來，同時對分貝控制的形式進行有效地采用。這種解耦的方式主要使用與直流變化相類似的模式有效地替代異步電動機的物理模型來完成，在這種過程中，應該要檢查轉子磁鏈的方向。原因在于：矢量旋轉變化的時候具有較強的綜合性以及復雜性，并且轉子磁鏈會對轉子回路之間的參數產生較大的影響，因此，所需要的分析結果在實際的應用中是難以獲得的，所以一定要即時進行檢測工作。而在控制直接轉矩方面，所運用到的是空間矢量的分析方法。

4 電氣元件的運用分析

4.1 全控型電子開關取代半控型晶閘管

運動控制出現的一個重大標志是晶閘管的出現，它是市場上出現最早的電力器件，至今仍在廣泛的應用。隨著科學技術的進步，逐漸開發了全控型的器件，它是為了滿足交流變頻技術的發展需求。這是繼晶閘管之后出現的第二代電力器件。由于生產中的需求不同，各類電器元件都應用在各自的應用范圍。全控型電器元件中有一類叫做CTR，它具有二次擊穿現象，并且它在安全工作區時比較容易受到參數的影響，使得熱容量減少，人們必須根據不同的需求特性去設計出合適的電路。這樣就造成了電路設計復雜，難以掌握。GTO也是我們經常用的一類高壓器件，它的最大缺陷在于關斷增益較低，需要的關斷電路十分復雜。這兩種電器元件需要的控制電路都比較大，這也就需要我們設計龐大的門極控制電路。此種期間的缺陷促進了MOS結構的半導體器件的發展，它具有高輸入阻抗，基本不需要穩定的驅動電流，只不過在器件開通時我們需要提供容性電流給器件充電，而器件關斷時，我們也需要提供放電電流讓器件得以放電。此器件涉及到的驅動電路比較簡單，它的開啟關閉耗時比較少，安全區的工作也比較穩定。

4.2 變換器由低頻發展為高頻

既然電器元件在不斷地更新變革，那么由電氣元件構成的變換器也需要更新換代。在使用晶閘管的時代，變換器是相控整流。當進入全控型電氣時代時，我們大多采用PWM變換器，這樣一來便提高了器件的功率因數，使得高次諧波對電網的影響減小，同樣也使得電動機在低頻區的轉矩脈沖問題得到了解決。在PWM逆變器中，電壓電流產生的諧波分量會產生轉矩脈動作用，并且會作用在定轉子上，使得電機發出噪聲這一問題得到解決。目前，我們一般采用提高開關頻率的方法去解決這一問題，使它產生的噪聲超過人耳能夠感受到的范圍。但是在高壓情況下，電器元件的開關損耗會很大，從而限制了元件的工作頻率。

5 結論

當前的信息技術、微電子技術以及計算機技術對電力電氣系統自動化的發展產生了巨大的促進作用。因為這些高新技術的幫助，使得電力電氣的相關設備以及元件技術不管在制造方面還是在應用水平方面都獲得了較大的提高，同時也使電氣自動化系統擁有了更高的整體水平。

參考文獻：

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