電氣傳動技術的發展現狀與趨勢研究

賈樹理

（河鋼集團衡水板業有限公司，河北 衡水053000）

現代工業的生產方式和設備的性能在信息技術和網絡技術的推動下逐漸向自動化和智能化發展，電子技術就是基于現代技術發展背景下所產生的技術，其在很多行業中都實現了多種功能的應用，很多人將電子技術的發展比作是一場新的技術革命。電氣傳動技術的發展是以電動機為動力的生產和生活領域的體現。

1 關于電氣傳動技術的相關介紹

1.1 電氣傳動技術的概念

從概念角度來，電氣傳動技術是屬于計算機控制的自動化技術組成組成部分當中的動力傳動，可以說是技術控制和生產的重要橋梁。對于電氣傳動技術的研究始于20 世紀初，主要研究的方向是利用電動機控制物體或生產機相應的指令要求進行運動和動力的傳送。而后，隨著傳感器技術和自動控制理論的不斷研究與開發，電氣傳動技術也由最初繼電、接觸、手動控制的簡單設計逐漸向更加具有技術性的閉環連續控制系統發展，在技術結構上也更加復雜。現代工業生產當中，對于電氣傳動技術的概念總結為通過電動機將電能轉化為機械動能實現帶動多種類型和不同結構機械設備的技術，主要包括運輸車輛、生產機械設備和一些生活用的機械裝置等[1]。自電動機發明以來，電氣傳動技術被廣泛的應用于各行各業的很多領域當中，包括電力行業、水利行業、現代化工、工業制造業、機械制造業、煤炭石油等多項開采行業當中，逐漸發展成為現代工業的重要技術基礎。而隨著現代的傳感技術和電子技術以及信息技術的快速研發和廣泛應用，電氣傳動技術也逐漸開始向新的領域與先進技術層面邁進，向智能化控制發展。

1.2 電氣傳動技術的分類

目前工業生產當中所使用的電氣傳動技術裝置主要按照電動機類型進行分類，主要可以分為直流電氣傳動技術和交流電氣傳動技術，主要的區別在于電能的產生是源自于直流電動機和交流電動機。20 世紀80 年代是屬于電氣傳動技術類型的分水嶺，在80 年代之前一直使用直流電氣傳動技術，其具有極高的運行性能和可靠性，一度成為80 年代前的電氣傳動技術應用的主要技術類型。但任何技術在實際的應用過程中都會存在一定的缺陷和不足，并且在技術的局限性限制下無法得到有效的完善，直流電動機是直流電氣傳動技術當中主要使用的動力能，其局限性在于容量、電流和電壓的上限值。而發展到上世紀80 年代后期，隨著計算機控制技術和電力電子技術的發展與應用[2]。交流電氣傳動技術在實際的生產過程中應用范圍逐漸擴大，并且以其性能上的優勢在電氣傳動領域當中逐漸開始得到人們的認可。

2 電氣傳動技術的發展現狀

直流電氣傳動技術含有三種調速方式，主要分為弱磁升速和調壓調速以及變電阻調速。目前應用比較廣泛的是調壓調速，其主要原因在于現代工業機械制造業的低壓供電系統使用的是交流供電。直流電氣傳動技術的發展主要是從開環控制、單閉環控制到多閉環控制、硬件控制、軟件控制，發展到現代使用的是模擬電路控制和數模電路混合控制，發展到數字接入控制，而最終的發展水平達到了大規模的集成電路控制。

而交流電氣傳動技術按照交流異步電動機的類型也分為三種調速方式，主要包括了轉差功率回饋型調速、轉差功率消耗型調速、轉差功率不變型調速等三種，就目前應用效果和較為廣泛的調速方式為轉差功率不變型調速。從其發展現狀來講，主要的發展歷程可以概括為分立元件電路控制、小規模集成電路控制、大規模集成電路控制，然后是硬件控制軟件、控制模擬電路控制數字電路、控制轉速開環的恒壓頻比控制、轉速閉環轉差頻率控制、矢量控制、解耦控制，最終到模糊控制[3]。

從電氣傳動技術控制的主要措施來談電氣傳動技術的發展現狀，機械控制是最早的自動化控制措施，隨著科學技術的進步逐漸被電子控制和電氣控制所取代。技術的推廣和實際應用以及經濟水平的不斷攀升，人們開始更加注重對成本的有效管理和實際機動性的考慮以及節能降耗和效率方面的提升，由此也使得大規模集成電路的微處理器逐漸了實現了更加廣泛的推廣應用，對電子控制的發展起到了極大的推進作用。當前在工業機械制造業當中的電氣傳動系統控制器早已實現了以微處理器為核心的數字化控制應用，并且逐漸成為主要和比較常用的電子控制方式。從技術應用特性來講，電子控制技術和模糊控制方式在其適用性和實際應用效果方面都各有優勢，但現代人們在生產當中對數字控制更為青睞，主要原因在于數字控制系統能夠針對其運行過程中所產生的問題或故障進行自我檢測和自我診斷，并將實際檢測到的故障信息進行反饋，利用數據庫進行診斷結果的有效性分析，很大程度上能夠提高檢測效果的準確性和診斷過程的智能化，此外，數字控制器也能夠實現更多種類控制指令的可靠性執行。

在交流電氣傳動技術的發展方面主要可以從交流變頻調速方式的發展進行闡述。小功率晶體管和普通晶閘管的實用化，使得交流變頻調速方式具有極好的制動性能和低能耗優勢，因此也使得交流變頻調速為主要運行方式的交流電氣傳動技術逐漸成為主要應用的調速方式。而且交流變頻調速能夠同時進行處理信息的可靠傳輸和電能轉換為機械能的效率提升[4]。所以進行的來對于交流電氣傳動技術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，同時也開始進行硬件與軟件開發相關技術難題解決方案的制定，交流電氣傳動技術逐漸向大容量以及特大容量等級的方向發展，同時也開始注重長期連續運行可靠性提升方向的研究。相比于直流電氣傳動技術調速方式，交流電氣傳動技術方式在控制方面具有更加優越的性能，其所具有的異步電動機能夠最大水平的提升整個系統的可控性[5]。

3 電氣傳動技術未來的發展趨勢

未來電氣傳動技術的發展趨勢，結合現代時代的特點以及實際的生產需求可以看出，主要是實現電氣傳動技術的智能化，系統化以及集成化和生態化發展。從系統的整體性，會將電網整流器控制系統以及生產機械、逆變器通過技術手段進行不斷的融合，最終實現整個系統的集成化和智能化，而且由于環保理念和綠色生產理念的推行，人們開始將研究重點放在綠色環保電能交流器的開發。并有效地調整和優化交流器的功率因素，使其減少負載達到降低對電網運行影響和電動機損害的目的。進而實現電氣傳動技術實用性的增強和智能化水平的提升，以及信息化交流化、數字化、集成化、生態化的融合發展[6]。

4 結論

本篇文章首先介紹了電氣傳動技術的概念和實際的分類，并闡述了電氣傳動技術的各項控制系統措施的應用，也分析了電氣傳動技術當前的發展現狀，并結合現代電氣傳動技術的研究方向和這項科學技術領域對電氣傳動技術的應用需求討論了電氣傳動技術未來的發展趨勢。隨著社會的發展和經濟水平的不斷提升以及現代信息技術的研發與應用，我國對于電氣傳動技術的研究也會逐漸向更加先進和具有極高實用性的信息化智能化方向持續邁進。同時，為將電氣傳動技術的性能和運行可靠性以及多項實際應用需求做到有效的提升和更好的滿足，對其進行網絡化、智能化控制的管理技術將會得到重點的研究，以期能夠為我國的工業現代化生產和經濟建設提供有力的支持。