有关对电气自动化技术的研究和创新电气自动化创新的主要性

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1、有关对电气自动化技术的研究和创新电气自动化创新的主要性 中图分类号：TM-9 文件标识码：A摘要：本文作者结合工作经验，针对全控型电力电子开关、变换器电路、交流调速控制、通用变频器、单片机、集成电路及工业控制计算机的发展几方面叙述了电气自动化在电力系统中的应用。关键词：电气自动化；技术；设计思想；未来发展一、 序言文章经过介绍电气综合自动化系统的功效，讨论了现在电气自动化控制系统的设计思想，展望了未来电气自动化控制系统的发展趋势。设备智能化水平的提升使得对现场设备情况的准确掌握成为可能，通讯技术的发展则为大容量的数据传输提供了平台。在工业自动化领域，基于Pc的控制系统以其灵活性和易于集成的特点

2、正在被更多的采纳。二、电气自动化控制系统的设计思想集中监控方法这种监控方法优点是运行维护方便，控制站的防护要求不高，系统设计轻易。但因为集中式的关键特点是将系统的各个功效集中到一个处理器进行处理，处理器的任务相当繁重，处理速度受到影响。因为电气设备全部进入监控，伴伴随监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大，长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时，?隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采取硬接线，因为隔离刀闸的辅助接点常常不到位，造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂，查线不方便，大大增加了维护量，还存在因为查线或传动过程中因为接线复杂而造成误操作的可能性。

3、远程监控方法远程监控方法含有节省大量电缆、节约安装费用、节省材料、可靠性高、组态灵活等优点。因为多种现场总线的通讯速度不是很高，而电厂电气部分通讯量相对又比较大，全部这种方法适合于小系统监控，而不适应于全厂的电气自动化系统的构建。现场总线监控方法现在，对于以太网、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展，这些全部为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方法使系统设计愈加有针对性，对于不一样的间隔能够有不一样的功效，这么能够依据间隔的情况进行设计。采取这种监控方法除了含有远程监控方法的全部优点

4、外，还能够降低大量的隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等，而且智能设备就地安装，和监控系统经过通信线连接，能够节约大量控制电缆，节省很多投资和安装维护工作量，从而降低成本。另外，各装置的功效相对独立，装置之间仅经过网络连接，网络组态灵活，使整个系统的可靠性大大提升，任一装置故障仅影响对应的元件，不会造成系统瘫痪。所以现场总线监控方法是以后发电厂计算机监控系统的发展方向。三、探讨电气自动化控制系统的发展趋势OPC技术OPC技术的出现，IEC61131的颁布，和Microsoft的Windows平台的广泛应用，使得未来的电气技术的结合，计算机日益发挥着不可替换的作用。IEC61131已成为

5、了一个国际化的标准，正被各大控制系统厂商广泛采纳。Pc用户机服务器体系结构、以太网和Internet技术引发了电气自动化的一次又一次革命。正是市场的需求驱动着自动化和IT平台的融和，电子商务的普及将加速着这一过程。InternetIntranet技术和多媒体技术在自动化领域有着广泛的应用前景。企业的管理层利用标准的浏览器能够存取企业的财务、人事等管理数据，也能够对目前生产过程的动态画面进行监控，在第一时间了解最全方面和正确的生产信息。虚拟现实技术和视频处理技术的应用，将对未来的自动化产品，如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得主要

6、了。软件的主要性在不停提升。这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。变换器电路从低频向高频方向发展伴随电力电子器件的更新，由它组成的变换器电路也必定要换代。应用一般晶闸管时，直流传功的变换器关键是相控整流，而交流变频船动则是交一直一交变频器。当电力电子器件进入第二代后，更多是采取PWM 变换器了。采取PWM方法后，提升了功率因数，降低了高次谐波对电冈的影响，处理了电动机在低频区的转矩脉动问题。不过PWM 逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上，使电机绕组产生振动而发出噪声。为了处理这个问题，一个方法是提升开关频率，使之超出人耳能感受的范围，不过电力电子器件在高电压大电流的情况

7、下导通或关断，开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提升。1986 年美国威斯康星大学 Divan 教授提出谐振式直流环逆变器。传统的逆变器是挂在稳定的直流母线上，电力电子器件是在高电压下进行转换的硬开关，其开关损耗较大，限制了开关在频率上的提升。而谐夺式直流环逆变器是把逆变器挂在高频振荡过零的谐振路上，使电力电子器件在零电压或零电流下转换，即工作在所谓的软开关状态下，从而使开关损耗降低到零。这么，能够使逆器尺寸降低，降低成本，还可能在较高功率上使逆变器集成化。所以，谐振式直流逆变器电路极有发展前途。交流调速控制理论日渐成熟1971年，德国学者发表论文说明了交流电机磁场定向即矢量控

8、制的原理，为交流传动高性能控制奠定了理论基础。矢量控制的基础思想是仿照直流电动机的控制方法，把定子电流的磁场分量和转矩分量解耦开来，分别加以控制。这种解耦，实际上是把异步电动机的物理模型设法等效地变换成类似于直流电动机的模式，这种等效变换是借助于坐标变换完成的。它需要检测转子磁链的方向，且其性能易受转子参数，尤其是转子回路时间常数的影响。加上矢量旋转变换的复杂性，使得实际的控制效果难于达成分析的结果。1985 年德国鲁尔大学的 Depenbrock 教授首次提出了直接转矩控制的理论，接着 1987年又把它推 广到弱磁调速范围。大致来说，直接转矩控制，用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标系下分析计算和控制电流电动机的转矩。采取定子磁场定向，借助于离散的两点式调整产生 PWM 信号，直接对逆变器的开关状态进行最好控制，以取得转矩的高动态性能。它省掉了复杂的矢量变换和电动数学模型的简化处理，大大降低了矢量控制中控制性能参数易受参数改变影响的问题，没有通常的 PWM 信号发生器，其控制思想新奇，控制结构简单，控制手段直接，信号处物理概念明确，转矩响应快速，限制在一拍之内，且无超调，是一个含有高静动态性能的新型交流调速方法。