电力电子技术在电气控制中的应用论文_张荣学

电力电子技术在电气控制中的应用论文_张荣学

张荣学

永升建设集团有限公司 克拉玛依 834000

摘要:电子技术是科技进步的产物,方便了人们的生活,在社会发展各领域中都起着重要作用。并且,电子技术在电气控制中能够对电气控制系统中的各种电气元件进行控制和转换,提高电气控制系统的工作效率。而电气控制中所应用的电子技术主要包括软开关装置、PWM控制技术、有源电力滤波器等关键技术,这些技术有着不同的应用要求和应用优势。研究电气控制中电子技术的应用要点不仅能够增强电气控制系统的可靠性,而且对电气控制作业的开展和企业生产都有着深刻意义。

关键词:电子技术;电气控制;应用

1导言

电力电子技术的高速发展,在给人们的生活工作带来更大便利的同时,也得到了电气控制领域的高度关注。作为电气控制的重要组成部分,电气自动化控制系统能有效保障电气设备运行的安全性和稳定性。随着科技的进步,更多先进的电力电子器件应用其中,对于提高整个电力控制系统的可靠性具有重要意义。

2电力电子技术的概念以发展历程

2.1概念

所谓的电力电子技术,就是指应用于电力领域的技术手段,其主要功能就是对电力系统中的原件配件实施有效的控制,以此来实现提升整个系统工作效率的目标。现阶段,电力电子技术主要分为两大类型,分别是器件研制技术以及变流技术。在电气控制领域,电力电子技术起着至关重要的作用,其通过结合电子学、电工学以及控制技术三大专业学科,对处于运行状态的电气设备实施有效地控制,同时也可实现对系统内部线路的信息监测、数据记录以及故障警报等功能,并对不同性质的电气设备实施实时监控。在实际应用过程中,电力电子技术表现出了极大的优势,其中包括有操作的便捷性以及强大的适应性,不仅能够进一步简化操作流程,方便工作人员的操作,提高人员的工作效率,进而提高电力系统的运行效率,更能适用于各种类型的工作环境,从而在根本上保障了电力系统的安全运行。

2.2发展历程

电力电子技术的发展主要分为两个方面,分别为电子器件制造和电力电子电路应用,随着科学技术的不断发展,电力电子技术在这两方面有了很大的发展,电子器件的发展过程经过了不可控制性、半控制型和全控制型三个阶段,时至今日电力电子技术在电气控制中已实现了自动化控制,这不仅体现了电力电子技术的快速发展,还能在一定程度上促进电力电子技术的发展。现在出现一种智能化技术,其在电气控制中已逐渐得到应用,智能化技术的运用可以实现电气系统自动化控制,智能化技术通过对下降时间、鲁性棒变化和响应时间系统的控制,维持电气系统的顺利进行,智能化技术还可以对电气自动化系统进行数据监测和调节,在电气自动化系统中设立反馈机制,在故障发生时,电力设备可以进行自我调节,实现自我控制、自我调节,同时还减少了人力资源的消耗。目前电力电子技术已经形成了先进的功率集成电力,虽然以当前的技术水平使功率还处于一个较小值,但是随着电力电子技术的不断发展,提高电力功率只是一个时间问题。

3电力电子技术在电气控制中的应用分析

3.1电力电子技术在电气控制系统中软开关控制装置中的应用

在电子技术和电力系统的不断发展下,电力系统本身对电磁的兼容性和工作效率要求提升,为此,需要电力装置系统进行改进,提升装置本身的轻便型和小型化。在传统的电力系统中,一般是通过开关控制来节省变压器和电容器元件空间。但是这种开关控制的方式会带来巨大的损耗,影响了电路发展效率,严重的还会产生一种额外的电磁干扰。电力电子技术支持下的软开关控制装置在某种程度上解决了噪音和过多损耗的问题,被相关人员广泛的应用在电力系统中。电力电子技术支持下的软开关控制装置在开关频率大于1Mhz的情况下,也能够保证自身性能达到最好的状态,有效将各个简单的电路并联形成一种新的组合电路,有效提升了电力系统性能,被广泛的应用到各个领域中。

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3.2电气控制系统中的过电流保护

电力电子电路在出现运行故障之后会出现过电流的现象。针对这种问题的解决以往采用的是尽快切断熔断器、直流快速断路器以及电流继电器的方式来保护电力电子主要电路。但是现阶段的电力电子器件变得越来越小,功率性能越来越大,传统的保护系统装置无法再起到作用。因而,为了减少过电流的现象,人们开始关注自动去除驱动控制信号方式。具体是指通过设置专门的过电流保护电子电路,对检测过电流之后及时发出、调节或者驱动电路。以桥臂互锁保护法应用为例,具体分析在过电流故障下快速自动切除驱动信号的过程。桥式逆变电路在受到信号重叠或者开关器件延时时间长的时候会出现桥臂短路的问题。为此,需要应用联锁的方式,通过联通桥臂上两个以上的元件来降低短路现象的发生。

3.3电力电子技术支持下的静止无功补偿装置

随着社会的发展进步,人们的用电需求提升,加大了对电网功率的需求。电网功率在发生频繁的变化和冲击之后会在很大程度上影响电网运作的稳定性,也制约了对电网电路中低频震荡的合理控制。电力电子技术支持下的静止无功补偿装置可以增大电力系统和负载的相关因数,同时有效降低电力系统中功率损耗值,提升电力系统的稳定性能,促进人们合理使用电量。

3.4电力电子技术支持下的有源电力滤波器

电力电子技术支持下的有源电力滤波器工作原理是通过对电路系统补偿元件的检测分析,从中获得相应的等分量的谐波电流。之后借助补偿装置产生和谐波电流分量相反的电流分量,实现电流分量和被检测谐波分量的互相抵消。通过这种的检测,电网中的运行电流不再存在谐波电流,代替的是基波电流的存在。电网中的有源电力滤波器具有反映快速、抗干扰能力强的特点,主要由补偿电路装置和指令性的电流运算电路共同组成。在应用电力电子技术的情况下能够实现对电路系统中补偿电流的检测分析,进而有效获得电力系统中的电路无功电流和谐波数量。

3.5电力电子技术支持下的高压直流输电技术

我国现阶段大多数发电厂输出的一般都是交流电压,在交流电压输出的时候会产生大量的能源消耗,且这些能源应用不方便工作人员的控制,且能源消耗管控的资金费用较高。为此,很多发电输出厂开始应用直流电进行输电,经过高压直流输电技术能够实现交流电和直流电之间的相互转换。直流输电一般应用在高电压容量以及距离较远的输电系统设施中。交流电压到直流电压的转变可以借助高压直流输电技术实现,之后再直流电逆变的时候变成直流电,方便用户的使用。

3.6 PWM控制技术

PWM控制技术是指通过对待脉冲宽度的调节来获得相应波形的控制技术。PWM技术应用原理是面积等效原理,即面积相等、不同形状的窄脉冲加在具有惯性的环节上的时候,所能够输出的响应波一致。PWM技术能够被广泛的应用在各种变流电路中,其中发展最为成熟的是直-直斩波电路。除了特殊的超大功率逆变装置之外,基本上逆电电路都会应用到PWM控制技术。

4结束语

总而言之,随着电力电子技术的持续进步,其在电气控制领域所发挥的作用也越发重要。为了更好地应用电力电子技术,发挥其真正的作用,相关科研人员必须基于目前的发展现状以及应用需求,对这一领域进行深入地研究,找出其存在的不足之处并加以调整和优化,从而进一步提升电力电子技术的应用效果。

参考文献:

[1]万志豪.论电力电子技术在电气控制中的应用[J].电子技术与软件工程,2016(24):243.

[2]浦仕琳.電力电子技术在电气控制领域中的应用[J].科技创新导报,2016(05):78.

[3]冯智能.电力电子技术在电气控制中的应用[J].电子技术与软件工程,2017(06):226.

论文作者:张荣学

论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期

论文发表时间:2018/10/10

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