電子技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用

彭濤

（山東技師學(xué)院 山東省濟(jì)南市 250200）

現(xiàn)階段人們的生活質(zhì)量得到了進(jìn)一步提升，在日常生活中對(duì)電力的需求逐漸增加，并且企業(yè)和工廠(chǎng)想要正常的運(yùn)行，同樣也離不開(kāi)電力。電子技術(shù)是確保其正常運(yùn)行的關(guān)鍵，應(yīng)用在整個(gè)電力系統(tǒng)中，因此，必須要讓電子技術(shù)最大限度的發(fā)揮自身的作用，才能保證其運(yùn)行的安全。因此，在電氣控制過(guò)程中，需要科學(xué)合理的運(yùn)用電子技術(shù)，從而提高電力控制水平，緩解電力系統(tǒng)壓力。

1 電子技術(shù)

電子技術(shù)是以電子學(xué)為原理，利用電子元器設(shè)計(jì)某種特定功能電路，進(jìn)而解決實(shí)際問(wèn)題的一種技術(shù)手段，主要分為電力電子技術(shù)和信息電子技術(shù)。電力電子技術(shù)主要是對(duì)電力系統(tǒng)中元件進(jìn)行有效地控制，信息電子技術(shù)則是對(duì)信息系統(tǒng)進(jìn)行有效地控制。隨著電子科技不斷發(fā)展，逐漸應(yīng)用到人們生活中，帶來(lái)了一定的便利，其中電子技術(shù)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，主要功能是控制相關(guān)部件的運(yùn)行，從而促進(jìn)其工作效率的提升，并可以滿(mǎn)足人們生活需求[1]。電子技術(shù)主要包括電子學(xué)、電工原理、自動(dòng)化控制技術(shù)，需要三者相互配合，才能更好地對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行控制，并且還需要結(jié)合信息技術(shù)，對(duì)內(nèi)部進(jìn)行必要的控制，做好數(shù)據(jù)記錄，當(dāng)發(fā)生故障后可以根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行及時(shí)的處理。同時(shí)還可以根據(jù)不同的電氣設(shè)備，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)其現(xiàn)狀進(jìn)行合理的分析。電子技術(shù)的應(yīng)用，可以很好地適應(yīng)不同電氣控制的需求，提升其工作效率，為系統(tǒng)安全提供安全的保障。

在電氣控制系統(tǒng)中，電子技術(shù)的應(yīng)用存在全控化和集成化的特點(diǎn)。一方面，現(xiàn)階段的電子技術(shù)與以往的電子技術(shù)相比，其具有全控化的特點(diǎn)，可以很好的滿(mǎn)足現(xiàn)階段的不同需求。隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在一定條件下可以代替中半控型普通晶閘管。另一方面，電子技術(shù)還具有集成化的特點(diǎn)，電子技術(shù)應(yīng)用在電氣控制中，可以將部分電子元件進(jìn)行合理的組合，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的創(chuàng)新。同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的更新較快，在一定程度上促進(jìn)了電力技術(shù)的提升，使其逐漸呈現(xiàn)的集成化特點(diǎn)。

2 電子技術(shù)在電氣控制中應(yīng)用的重要性

2.1 具有良好的性能

目前電子技術(shù)發(fā)展比較迅速，并且其性能逐漸趨于穩(wěn)定，技術(shù)也變得越來(lái)越成熟，從而使其在各個(gè)行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。電子技術(shù)穩(wěn)定良好的性能得到了廣泛的認(rèn)可。同時(shí)，在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的基礎(chǔ)上，電子技術(shù)也會(huì)隨之進(jìn)行創(chuàng)新和升級(jí)，確保能與時(shí)俱進(jìn)，不斷完善其相關(guān)性能，從而更好地滿(mǎn)足電氣控制系統(tǒng)的需求，促進(jìn)電氣項(xiàng)目的順利完成。

2.2 具有較強(qiáng)的適應(yīng)性

電子技術(shù)在電氣控制中應(yīng)用可以對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，在具體應(yīng)用過(guò)程中具有一定的優(yōu)勢(shì)。以往采用的電氣控制技術(shù)相對(duì)比較落后，實(shí)用性較差，不能很好地滿(mǎn)足現(xiàn)階段的設(shè)施需求，而電子技術(shù)則可以彌補(bǔ)這一點(diǎn)[3]。電子技術(shù)不僅具有穩(wěn)定的性能，而且其操作也比較簡(jiǎn)單，適應(yīng)性相對(duì)較強(qiáng)。操作簡(jiǎn)便不僅減少了人們學(xué)習(xí)操作的時(shí)間，還可以將其從復(fù)雜的工作中解放出來(lái)，從而可以提升電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率，提升其管理水平。因此電子技術(shù)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

2.3 提高電力系統(tǒng)的安全性

現(xiàn)階段，社會(huì)緊急發(fā)展的步伐加快，部分企業(yè)和單位的用電需求不斷增加，從而增加了電氣控制系統(tǒng)的壓力和工作量，導(dǎo)致很多電氣系統(tǒng)出現(xiàn)了超負(fù)荷運(yùn)行，從而增加就電力事故的發(fā)生。電力事故不僅會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)癱瘓，給人們用電帶來(lái)相應(yīng)的影響，還可能會(huì)造成人員傷害，給社會(huì)帶來(lái)一定的影響。電子技術(shù)融合到電氣控制中，可以有效地提高其安全性，從而確保了電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的不足。

2.4 提升電氣控制系統(tǒng)的管理效率

隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)電氣設(shè)備提出了全新的要求，傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)階段的需求，其存在的問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)，必須要對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新，降低電氣設(shè)備的安全隱患。為了避免因安全隱患造成人們生命和財(cái)產(chǎn)損傷，需要督促電氣控制系統(tǒng)的創(chuàng)新，將電子技術(shù)融入其中，可以有效地提高其管理的有效性，促進(jìn)相關(guān)工作順利進(jìn)行，從而提升其管理的效率。同時(shí)，電子技術(shù)的應(yīng)用，可以為電氣控制提供技術(shù)支持，并優(yōu)化其人員和技術(shù)發(fā)展。現(xiàn)代化電子技術(shù)的應(yīng)用可以拓寬其發(fā)展空間，使其可以朝著自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展，進(jìn)一步提升其管理水平，從而推動(dòng)行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

3 電子技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用

3.1 軟開(kāi)關(guān)控制裝置

隨著科技的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)對(duì)電磁兼容要求不斷增高，電子裝置逐漸朝著小型化和便捷化方向發(fā)展。以往電力系統(tǒng)主要是利用開(kāi)關(guān)來(lái)優(yōu)化變壓器等元件的空間占用情況，開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換頻率過(guò)高，容易對(duì)其產(chǎn)生較大的損耗，這樣對(duì)電路效率的提升具有一定的影響。另外，在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，這種方法容易出現(xiàn)電磁干擾情況，阻礙了系統(tǒng)的正常運(yùn)行[4]。因此，可以采用軟開(kāi)關(guān)控制裝置，這樣能夠有效的減損降噪?，F(xiàn)階段有許多電力系統(tǒng)都使用了軟開(kāi)關(guān)控制裝置，并且取得了較好的反饋效果。在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率大于一兆赫茲時(shí)，系統(tǒng)的性能可以發(fā)揮出最大作用。想要提升電力系統(tǒng)的性能，可以將簡(jiǎn)單的線(xiàn)路進(jìn)行串并聯(lián)，使其形成一個(gè)較大的組合電路，軟開(kāi)關(guān)裝置逐漸得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)階段，軟開(kāi)關(guān)技術(shù)具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

（1）在信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的得到了廣泛地運(yùn)用；

（2）電路想要實(shí)現(xiàn)高效率，開(kāi)關(guān)的頻率需要超過(guò)一兆赫茲，并且此時(shí)的性能也是最佳狀態(tài)；

（3）使用串聯(lián)和并聯(lián)可以使其成為一個(gè)完整的電路，在許多范圍中具有良好的性能，發(fā)展前景較好。

2016年5月，環(huán)保部發(fā)布《船舶發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物排放限值及測(cè)量方法》，于2018年7月1日實(shí)施，對(duì)船舶排放物做出了明確規(guī)定。

3.2 PWM控制技術(shù)

PWM 控制技術(shù)主要是利用了面積等效原理，在調(diào)節(jié)電氣系統(tǒng)中的脈沖寬度的過(guò)程中，獲取相關(guān)波形的電子技術(shù)方式，在電氣控制中得到了廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，相同面積但形狀不同的窄脈沖作用，使其在慣性階段可以保證與導(dǎo)出的響波保持一致[5]。并且其已經(jīng)運(yùn)用到各個(gè)類(lèi)型的轉(zhuǎn)換器電路中。例如在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源中融合PWM 控制技術(shù)，PWM 控制電路主要包括參考電壓、比較器、三極管等電子部件組成。三角波發(fā)生器經(jīng)過(guò)比較器后可以出現(xiàn)方波，能夠?qū)θ龢O管進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。同時(shí)為了穩(wěn)定輸出電壓，按電壓負(fù)反饋方式進(jìn)行反饋。當(dāng)開(kāi)關(guān)電壓過(guò)高時(shí)，結(jié)合PWM控制電路進(jìn)行分析，參考電壓經(jīng)過(guò)放大器，其輸出的電壓就會(huì)變小，并且該電壓還會(huì)和三角波發(fā)生器產(chǎn)生三角波，最終會(huì)降低輸出的電壓，達(dá)到穩(wěn)定電壓的作用。在實(shí)際運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）電壓調(diào)節(jié)率較好，可以代替線(xiàn)性穩(wěn)壓電源；

（2）電路的回路穩(wěn)定性強(qiáng)，負(fù)載相應(yīng)較快；

（3）電路具有固定的脈沖幅值，且具有一定的限流特征，提高了電路工作的安全性；

（4）可以有效地降低高頻功率開(kāi)關(guān)變換電路的損耗，增加了開(kāi)關(guān)電源的使用時(shí)間；

（5）具有良好的并聯(lián)運(yùn)行能力。

另外，直斬波電流是PWM 控制技術(shù)中常用的類(lèi)型，在電氣控制系統(tǒng)中采用PWM 控制技術(shù)可以調(diào)節(jié)直流脈寬。同時(shí)，在交變電流控制和電氣控制逆變電路中也可以使用PWM 控制技術(shù)，其中矩陣式變頻電路比較常見(jiàn)，其具有集成化的特點(diǎn)，發(fā)展前景較好。

3.3 過(guò)電流保護(hù)裝置

電路保護(hù)裝置是電氣控制系統(tǒng)中的重要組成部分，當(dāng)電路中出現(xiàn)故障導(dǎo)致過(guò)電流現(xiàn)象時(shí)，電路保護(hù)裝置就可以及時(shí)地解決這一問(wèn)題，從而最大程度的保護(hù)整體線(xiàn)路，提高了電路系統(tǒng)的安全性，有效地避免造成嚴(yán)重的損失。但是相對(duì)于傳統(tǒng)的安全故障處理方法來(lái)說(shuō)，其很難在第一時(shí)間阻隔熔斷設(shè)備、繼電器設(shè)備等，不能確保電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行。目前，電子技術(shù)逐漸朝著小型化、便捷化方向發(fā)展，并且其功率逐漸上升，傳統(tǒng)的電路保護(hù)裝置已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)階段的安全保護(hù)需求。因此需要安裝轉(zhuǎn)向的過(guò)電流保護(hù)裝置，使其對(duì)電路設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，發(fā)生危險(xiǎn)第一時(shí)間對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)和驅(qū)動(dòng)。例如，在使用橋臂互鎖保護(hù)方法時(shí)，當(dāng)信號(hào)重復(fù)或者開(kāi)關(guān)延遲較長(zhǎng)，則會(huì)導(dǎo)致橋式逆變器短路。造成橋臂短路問(wèn)題出現(xiàn)。但橋臂互鎖保護(hù)方法當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，可以及時(shí)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行切割處理，因此運(yùn)用連鎖方式，采取連通橋臂上的配件，可以有效地規(guī)避電路短路的問(wèn)題。

3.4 高壓直流輸電技術(shù)

在我國(guó)部分電力企業(yè)中，其傳輸基本都是采用交流電壓，在傳輸過(guò)程中容易消耗大量的能源，工作人眼的能源應(yīng)用操作控制難度加大。在進(jìn)行能源控制的過(guò)程中，成本的投入數(shù)量較大，為了解決這一現(xiàn)狀，許多發(fā)電企業(yè)開(kāi)始逐步使用直流電傳輸，高壓直流輸電技術(shù)在使用電力電子技術(shù)后，能夠很好地完成直流電和交流電的轉(zhuǎn)換[6]。直流電使用過(guò)程中電壓容量較高，當(dāng)輸電距離較遠(yuǎn)或電壓過(guò)高時(shí)，可以將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，最后再將其轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，從而提高人們的用電服?wù)質(zhì)量。

3.5 靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置

在信息技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下，人們?nèi)粘Ｉ钆c電氣裝備的聯(lián)系越發(fā)緊密，因此，人們用電量不僅得到了顯著提升，而且人們對(duì)電網(wǎng)功率變化要求也更高，電網(wǎng)安全運(yùn)行也受到影響。反觀以往無(wú)功補(bǔ)償方式來(lái)講，其是以分解開(kāi)關(guān)為途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電塔的調(diào)節(jié)。但是此種方法具有效果慢等特征，同時(shí)由于其不具備連接調(diào)節(jié)的功能，所以無(wú)法滿(mǎn)足人們對(duì)用電連續(xù)性的要求。靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置具有傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償方式不可比擬的優(yōu)勢(shì)，如可連續(xù)無(wú)極調(diào)節(jié)、不會(huì)受到機(jī)械開(kāi)關(guān)使用壽命限制等。此外，靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置在提升電力使用質(zhì)量、及時(shí)控制電路電壓、保證電網(wǎng)安穩(wěn)運(yùn)行等方面也具有重要意義。

3.6 有源電力濾波器

有源電力濾波器其原理是，首先以分析并檢測(cè)電路系統(tǒng)補(bǔ)充原件為基礎(chǔ)，由此實(shí)現(xiàn)等分量諧波電流的獲取，而這時(shí)補(bǔ)償裝置形成的電流恰好與諧波電流分量相反并抵消。由于有源電力濾波器能夠與系統(tǒng)當(dāng)中諧波電流相抵消，所以會(huì)在基波電流輔助下將諧波電流取而代之，從而使系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。同時(shí)，有源濾波器還具有較強(qiáng)的抗干擾能力，反應(yīng)速度也較快且具有較好的實(shí)用性。此外，有源濾波器還能實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中諧波電流和無(wú)功電流量的分析，電氣控制也得以強(qiáng)化。

4 電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

近幾年，電子技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中取得了一定的成效，其技術(shù)得到了顯著的提升[7]?；ヂ?lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了電子技術(shù)的進(jìn)步，使其逐漸被應(yīng)用到運(yùn)輸業(yè)、電視廣播等不同行業(yè)中，并占據(jù)著重要的地位。電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）模塊化和集成化是發(fā)展的主要趨勢(shì)，在電子技術(shù)中電源單元及功率是其主要的組成部分，電子元件的發(fā)展逐漸緊湊，體積也變小，并且其不同功能的配件得到了有效地配合，在電力系統(tǒng)發(fā)展中是重要的技術(shù)支持；

（2）電子技術(shù)朝著高頻方向發(fā)展，例如變壓器，其頻率、容積、電感反應(yīng)具有反比關(guān)系，體積逐漸減小，加快了向高頻發(fā)展的趨勢(shì)；

（3）電子技術(shù)朝著數(shù)字化方向發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)，使得電氣控制逐漸呈現(xiàn)自動(dòng)化和智能化，并朝著多功能信息化方向發(fā)展，例如自動(dòng)斷電裝置的使用，有效地避免了電路危險(xiǎn)的發(fā)生，為電子技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了極大的前景。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電子技術(shù)在電氣控制系統(tǒng)中具有重要的作用，可以提高其運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。實(shí)際應(yīng)用中，電子技術(shù)出現(xiàn)在不同的行業(yè)中，在一定程度上給人們的生活帶來(lái)了一定的影響。電子技術(shù)應(yīng)用到電氣控制中，有效地提高了電路的安全性，為人們提供了高質(zhì)量的電能，從而有效地促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展。