浅谈电力电气自动化元件技术的运用

魏立超

摘 要：电力电气在我国有着较长的发展历史，电力电气的概念早在上个世纪初就已经提出，并且在五十年代的时候相关学校已经开始开展电力电气课程。随着经济的发展和科技的进步，电力电气自动化也越来越完善，并且呈现出蓬勃发展的状况。随着电力电子技术与微电子信息技术的发展，传统的电力控制概念已经不适合当前的企业发展了，只有在火电厂的加强电力电气自动化元件技术的运用，才能够促进火电厂的生产能力和管理水平的提高，增强企业的市场竞争力>

关键词：电力电气；自动化元件；技术的运用

1 前言

为了能够给电力企业实现自动化生产提供极为重要的保障，我们应该不断注重强化电力电气自动化元件技术的运用。我国电力电气行业发展水平的高低很大程度上取决于电力电气自动化程度的高低。当今社会，计算机技术水平越来越高，在相当一部分领域内电力自动控制获得了极为广泛地应用。改革开放以来，我国市场经济水平的不断提高，为了适应市场变化发展的需求，电力企业应该注重和强调自动化生产，从而为促进电力企业经济效益的提高提供有力的支持。

2 电力电气化研究的重要意义

市场经济的核心是市场，企业的生产是为了市场的需求而存在的。因此，只有提高企业的电力电气自动化程度，才能满足市场对产品的大需求，提高企业的市场份额。同时能够保证产品的质量，减少设备的故障发生和产品次品的产生，提高生产的安全性。企业提高企业生产的电力电气自动化，可以有效的提高工作的可靠性，提高运行的经济性，保证产品质量，提高劳动生产率，改善生产劳动的条件。提高企业的电力电气化程度，可以从改善电力电气自动化元件的技术方面着手，这是一个最基本的手段。

3 电力行业中主要使用的电力电气自动化元件技术

3.1 低频的变换器电路逐渐被高频的变换器电路所取代

因为不断获得更新的电力电子器件导致组成电力电子器件的变换器也应该及时地获得更新。当更新出新一代的电力电子器件之后，不仅将功率因素提高了，同时降低了高次谐波对电网所产生的影响力度，最终有效地解决了在低频区电动机的转矩脉动这一问题。当前，PWM逆变器已经广泛地应用在了电力电气器件当中。不仅相应提高了功率，同时还将高次谐波给电网带来的不良影响大大降低了。运用PWM 变换器在很大程度上妥善解决了处于低频区电动机转矩脉动造成的一些问题。电机绕组是引发不少振动的原因之一。而当电力电子器件处在电流大且电压高这一基本情况下就会发生关闭或者是导通的现象，这样一来就会对开关造成相当严重的损害。所以说开关的损耗的限制是逆变器的工作频率难以得到提升的主要原因。

3.2 交流调速控制理论变得越来越成熟

矢量控制这一基本的思想内容是我国当前在使用交流调速控制理论中所采用的主要思想，形成这一基本思想的原因在于对直流电动机的控制方法进行仿照，有效地将定子电流的转矩分量和磁场分量解耦开来，同时对分贝控制的形式进行有效地采用。这种解耦的方式主要使用与直流变化相类似的模式有效地替代异步电动机的物理模型来完成，在这种过程中，应该要检查转子磁链的方向。原因在于：矢量旋转变化的时候具有较强的综合性以及复杂性，并且转子磁链会对转子回路之间的参数产生较大的影响，因此，所需要的分析结果在实际的应用中是难以获得的，所以一定要即时进行检测工作。而在控制直接转矩方面，所运用到的是空间矢量的分析方法。

4 电气元件的运用分析

4.1 全控型电子开关取代半控型晶闸管

运动控制出现的一个重大标志是晶闸管的出现，它是市场上出现最早的电力器件，至今仍在广泛的应用。随着科学技术的进步，逐渐开发了全控型的器件，它是为了满足交流变频技术的发展需求。这是继晶闸管之后出现的第二代电力器件。由于生产中的需求不同，各类电器元件都应用在各自的应用范围。全控型电器元件中有一类叫做CTR，它具有二次击穿现象，并且它在安全工作区时比较容易受到参数的影响，使得热容量减少，人们必须根据不同的需求特性去设计出合适的电路。这样就造成了电路设计复杂，难以掌握。GTO也是我们经常用的一类高压器件，它的最大缺陷在于关断增益较低，需要的关断电路十分复杂。这两种电器元件需要的控制电路都比较大，这也就需要我们设计庞大的门极控制电路。此种期间的缺陷促进了MOS结构的半导体器件的发展，它具有高输入阻抗，基本不需要稳定的驱动电流，只不过在器件开通时我们需要提供容性电流给器件充电，而器件关断时，我们也需要提供放电电流让器件得以放电。此器件涉及到的驱动电路比较简单，它的开启关闭耗时比较少，安全区的工作也比较稳定。

4.2 变换器由低频发展为高频

既然电器元件在不断地更新变革，那么由电气元件构成的变换器也需要更新换代。在使用晶闸管的时代，变换器是相控整流。当进入全控型电气时代时，我们大多采用PWM变换器，这样一来便提高了器件的功率因数，使得高次谐波对电网的影响减小，同样也使得电动机在低频区的转矩脉冲问题得到了解决。在PWM逆变器中，电压电流产生的谐波分量会产生转矩脉动作用，并且会作用在定转子上，使得电机发出噪声这一问题得到解决。目前，我们一般采用提高开关频率的方法去解决这一问题，使它产生的噪声超过人耳能够感受到的范围。但是在高压情况下，电器元件的开关损耗会很大，从而限制了元件的工作频率。

5 结论

当前的信息技术、微电子技术以及计算机技术对电力电气系统自动化的发展产生了巨大的促进作用。因为这些高新技术的帮助，使得电力电气的相关设备以及元件技术不管在制造方面还是在应用水平方面都获得了较大的提高，同时也使电气自动化系统拥有了更高的整体水平。

参考文献：

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