[精品]对电气自动化发展趋势及其节能设计的几点探究

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1、对电气自动化发展趋势及其节能设计的几点探究对电气自动化发展趋势及苴节能设计的几点探究摘要：近年来，随着“绿色工业革命”的兴起，节能成为当前经济建设的重要目标对丁•电气自动化系统来说，rti于城市电网的不断扩大，电力也不断增容，因此会使用很多的变频器、整流器等，而这样会造成大量的谐波产生，从而危害到电网。只有电气系统在运行的过程中达到节能的目的，才能使电气自动化系统使用时达到节能的效果。关键词：电气自动化；发展；节能技术1•当前我国电气自动化的发展趋势1.1全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管50年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。它是第一代电子电力器件，

2、在我国至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。随着交流变频技术的兴起，相继出现了全控式器件一CTR、GT0、P❷MOSEFT等。这是第二代电力电子器件。由于目前所能生产的电流/电压定额和开关时间的不同，各种器件各有其应用范围。IGBT是P❷MOSFET工艺技术基础上的产物，它兼有MOS❷FET高输入阻抗、高速特性和GTR大电流密度特性的混合器件。其开关速度比P❷MOSFET低，但比GTR快;其通态电压降与GTR相拟约为1.5V〜3・5v,比P❷MOSFET小得多，其关断存储时间和电流下降时间为别为0・2us❷04us和0.2us〜1.5us,因而有较高的工作频率，

3、它具有宽而稳定的安个工作区，较高的效率，驱动电路简单等优点。MOS控制晶闸管(MCT)是一种在它的单胞内集成了MOSFET的品闸管，利用MOS门来控制品闸管的开通和关断，具有晶闸管的低通态电压降，但其工作电流密度远高IGBT和GTR,在理论上可制成几千伏的阻断电压和几十千赫的开关频率，且苴关断增益极高。IGBT和MGT这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。在器件的复合化的同时，模块即把变换器的双臂、半桥乃至全桥组合在一起大规模生产的器件也已进入实用。在模块化和复合化思路的基础上，其发展便是功率集成电路PIC(Power1,IntegratcdCirrrrc

4、ute),在PIC,不仅主回路的器件，而且驱动电路、过压过流保护、电流检测甚至温度自动控制等作用都集成到一起，形成一个整体，这可以算作第四代电力电子器件。1.2变换器电路从低频向高频方向发展随着电力电子器件的更新，由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管吋，直流传功的变换器主要是相控整流，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，更多是采用PWM变换器了。采用PWM方式后，提高了功率因数，减少了高次谐波对电冈的影响，解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。但是PWM逆变器中的电压、电流的谐波分量产牛的转矩脉动作用在定转了上，使电机绕组产

5、牛:振动而发出噪声1.3交流调速控制理论日渐成熟1971年，徳国学者F,Blaschke发表论文阐明了交流电机磁场定向即矢量控制的原理，为交流传动高性能控制奠定了理论基础。矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的控制方式，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，特别是转子回路吋间常数的影响。加上矢量旋转变换的复杂性，使得实际的控制效果难于达到分析的结果。2.电气自动化的节能设计技术2.1减少

6、屯能的传输损耗屯能在传输的过程中，一般情况下由于导线上存在着电阻就会产生有功功率损耗。然而，线路上的电流是不能改变的，因此，为了有效减少电能在线路上的传输损耗，就只有减小导线的屯阻。实际上，导线的电阻是与导线的截面积成反比，而与电导、导线长度成正比的。具体來说，要有效减少导线的电阻，就应该从以下儿个方面入手：一是选用电导率较小的材质做导线，这样可以减少电能在来回的电路上的损失;二是减小导线的长度。这可以在进行布线吋，让导线尽量走直路，避免过多的走弯路，从而减少导线的长度；三是变压器应该尽量接近负荷屮心，从而减小供电距离。四是增大导线的横截面积。在各方面条件允许的

7、情况下，尽量选择横截面积较大的导线，从而通过减小电阻减少损耗，达到节能的冃的。2.2变压器的选择一是变压器应选用节能型的，以大大减少变压器的有功功率损耗；二是为了使流过的三和电的电流保持平衡，应减少变压器本体损耗，最好采用一些诸如单相自动补偿设备、三相四线制供电、将单相用电设备均匀分接在三相电源上等有效的减少负荷不平衡的方法。2.3无功补偿一是在使用电容器补偿时，电容器容量的确定应该根据具体参数，如目标功率因数、配电电压的容量、负荷等等，通过对这些参数的计算来确定;二是为了达到良好的补偿效果，应该采用集调节平滑、跟踪准确、适应面广等优点为…体的模糊投切方式，因为

8、以前的补偿电容组中电容器