芻議電力電氣自動化元件技術

1、芻議電力電氣自動化元件技術芻議電力電氣自動化元件技術隨著經濟全球化的到來，市場化進程的不斷加速，自動化的消費已經成為企業(yè)適應市場，并確保實現(xiàn)經濟效益的可靠。電力電氣的自動化程度是一個國家電力電子行業(yè)開展程度的一個重要核心，它是整個社會經濟運行不可缺少的技術方法。1電力電氣化研究的重要意義市場經濟的核心是市場，企業(yè)的消費是為了市場的需求而存在的。因此，只有進步企業(yè)的電力電氣自動化程度，才能滿足市場對產品的大需求，進步企業(yè)的市場份額。同時可以保證產品的質量，減少設備的故障發(fā)生和產品次品的產論文聯(lián)盟.Ll.生，進步消費的平安性。企業(yè)進步企業(yè)消費的電力電氣自動化，可以有效的進步工作的可靠性，進步運行的

2、經濟性，保證產品質量，進步勞動消費率，改善消費勞動的條件。進步企業(yè)的電力電氣化程度，可以從改善電力電氣自動化元件的技術方面著手，這是一個最根本的手段。2主要的電力電氣自動化元件技術目前電力電子技術、微電子技術溝迅猛開展，原有的電力傳動電子拖動控制的概念已經不能充分概抓現(xiàn)代消費自動化系流中承擔第一線任務的全部控制設備。它的研究對象已經開展為運動控制系統(tǒng)，下面僅對有關電氣自動化技術的新開展作一些介紹。2.1全控型電力電子開關逐步取代半控型晶閘管20世紀50年代末出現(xiàn)的晶閘管標志著運動控制的新紀元。晶閘管是第一代電子電力器件，在我國，至今仍廣泛用于直流和交流傳動控制系統(tǒng)。由于目前所能消費的電流/電壓

3、定額和開關時間的不同，各種器件各有其應用范圍。隨著交流變頻技術的興起，全控式器件GTR、GT、P-SEFT等相繼出現(xiàn)了，這是第二代電力電子器件。GTR的二次擊穿現(xiàn)象以及其平安工作區(qū)受各項參數(shù)影響而變化和熱容量孝過流才能低等問題，使得人們把主要精力放在根據(jù)不同的特性設計出適宜的保護電路和驅動電路上，這也使得電路比較復雜，難以掌握。GT是一種用門極可關斷的高壓器件，它的主要缺點是關斷增益低，一般為4.5，這就需要一個非常龐大的關斷驅動電路。而且它的通態(tài)壓降比普通晶閘管高，約為24.5V，開通di/dt和關斷dv/dt也是限制GT推廣運用的另一原因，前者約為500A/s，后者約為500V/s，這就需

4、要一個龐大的吸收電路。功率SFET是一種電壓驅動器件，根本上不要求穩(wěn)定的驅動電流，驅動電路需要在器件開通時提供容性充電電流，而關斷時提供放電電流即可，因此驅動電路很簡單。IGBT是P-SFET工藝技術根底上的產物，它兼有SFET高輸入阻抗、高速特性和GTR大電流密度特性的混合器件。其開關速度P-SFET低，但比GTR快；其通態(tài)電壓降與GTR相似約為1.53.5V，比P-SFET小得多，其關斷存儲時間和電流下降時間分別為為0.20.4s和0.21.5s，因此有較高的工作頻率，它具有寬而穩(wěn)定的平安個工作區(qū)，較高的效率，驅動電路簡單等優(yōu)點。2.2變換器電路從低頻向高頻方向開展電力電子器件的更新使得由

5、它組成的變換器電路也相應的更新?lián)Q代。電力電子器件的第二代，很多的是采用P變換器。采用P方式后，進步了功率因數(shù)，減少了高次諧波對電網(wǎng)的影響，解決了電動機在低頻區(qū)的轉矩脈動問題。隨著經濟全球化的到來，市場化進程的不斷加速，自動化的消費已經成為企業(yè)適應市場，并確保實現(xiàn)經濟效益的可靠。電力電氣的自動化程度是一個國家電力電子行業(yè)開展程度的一個重要核心，它是整個社會經濟運行不可缺少的技術方法。1電力電氣化研究的重要意義市場經濟的核心是市場，企業(yè)的消費是為了市場的需求而存在的。因此，只有進步企業(yè)的電力電氣自動化程度，才能滿足市場對產品的大需求，進步企業(yè)的市場份額。同時可以保證產品的質量，減少設備的故障發(fā)生和

6、產品次品的產生，進步消費的平安性。企業(yè)進步企業(yè)消費的電力電氣自動化，可以有效的進步工作的可靠性，進步運行的經濟性，保證產品質量，進步勞動消費率，改善消費勞動的條件。進步企業(yè)的電力電氣化程度，可以從改善電力電氣自動化元件的技術方面著手，這是一個最根本的手段。2主要的電力電氣自動化元件技術目前電力電子技術、微電子技術溝迅猛開展，原有的電力傳動電子拖動控制的概念已經不能充分概抓現(xiàn)代消費自動化系流中承擔第一線任務的全部控制設備。它的研究對象已經開展為運動控制系統(tǒng)，下面僅對有關電氣自動化技術的新開展作一些介紹。2.1全控型電力電子開關逐步取代半控型晶閘管20世紀50年代末出現(xiàn)的晶閘管標志著運動控制的新紀

7、元。晶閘管是第一代電子電力器件，在我國，至今仍廣泛用于直流和交流傳動控制系統(tǒng)。由于目前所能消費的電流/電壓定額和開關時間的不同，各種器件各有其應用范圍。隨著交流變頻技術的興起，全控式器件GTR、GT、P-SEFT等相繼出現(xiàn)了，這是第二代電力電子器件。GTR的二次擊穿現(xiàn)象以及其平安工作區(qū)受各項參數(shù)影響而變化和熱容量孝過流才能低等問題，使得人們把主要精力放在根據(jù)不同的特性設計出適宜的保護電路和驅動電路上，這也使得電路比較復雜，難以掌握。GT是一種用門極可關斷的高壓器件，它的主要缺點是關斷增益低，一般為4.5，這就需要一個非常龐大的關斷驅動電路。而且它的通態(tài)壓降比普通晶閘管高，約為24.5V，開通d

8、i/dt和關斷dv/dt也是限制GT推廣運用的另一原因，前者約為500A/s，后者約為500V/s，這就需要一個龐大的吸收電路。功率SFET是一種電壓驅動器件，根本上不要求穩(wěn)定的驅動電流，驅動電路需要在器件開通時提供容性充電電流，而關斷時提供放電電流即可，因此驅動電路很簡單。IGBT是P-SFET工藝技術根底上的產物，它兼有SFET高輸入阻抗、高速特性和GTR大電流密度特性的混合器件。其開關速度P-SFET低，但比GTR快；其通態(tài)電壓降與GTR相似約為1.53.5V，比P-SFET小得多，其關斷存儲時間和電流下降時間分別為為0.20.4s和0.21.5s，因此有較高的工作頻率，它具有寬而穩(wěn)定的

9、平安個工作區(qū)，較高的效率，驅動電路簡單等優(yōu)點。2.2變換器電路從低頻向高頻方向開展電力電子器件的更新使得由它組成的變換器電路也相應的更新?lián)Q代。電力電子器件的第二代，很多的是采用P變換器。采用P方式后，進步了功率因數(shù)，減少了高次諧波對電網(wǎng)的影響，解決了電動機在低頻區(qū)的轉矩脈動問題。由于P逆變器中的電壓、電流的諧波分量產生的轉矩脈動作用在定轉子上，使電機繞組產生振動而發(fā)出噪聲。開關損耗的存在限制了逆變器工作頻率的進步。1986年美國威斯康星大學Divan教授提出諧振式直流環(huán)逆變器。傳統(tǒng)的逆變器是掛在穩(wěn)定的直流母線上，電力電子器件是在高電壓下進展轉換的硬開關，其開關損耗較大，限制了開關在頻率上的進步

10、。這樣，可以使逆器尺寸減少，降低本錢，還可能在較高功率上使逆變器集成化。因此，諧振式直流逆變器電路極有開展前途。2.3交流調速控制理論日漸成熟論文聯(lián)盟.Ll.矢量控制的根本思想是仿照直流電動機的控制方式，把定子電流的磁場分量和轉矩分量解耦開來，分別加以控制。實際上就是把異步電動機的物理模型設法等效地變換成類似于直流電動機的形式，這種等效變換是借助于坐標變換完成的。大致來說，直接轉矩控制，用空間矢量的分析方法，直接在定子坐標系下分析計算與控制電流電動機的轉矩。采用定子磁場定向，借助于離散的兩點式調節(jié)Band-Band控制產生P信號，直接對逆變器的開關狀態(tài)進展最正確控制，以獲得轉矩的高動態(tài)性能。它

11、省掉了復雜的矢量變換與電動數(shù)學模型的簡化處理，大大減少了矢量控制中控制性能參數(shù)易受參數(shù)變化影響的問題。其控制思想新穎，控制構造簡單，控制手段直接，信號處理物理概念明確，轉矩響應迅速，限制在一拍之內，且無超調，是一種具有高靜動態(tài)性能的新型交流調速方法。2.4通用變頻器開始大量投入實用一般把系列化、批員化、占市場量最大的中小功率如400KVA以下的變頻器稱為通用變頻器。從技術開展看，電力半導體器件有GT、GTR、IGBT，但以后兩種為主，尤以IGBT為開展趨勢：支頻器的可靠性、可維修性、可操作性即所謂的RAS功能也由于采用單片機控制動技術而得以進步。2.5單片機、集成電路及工業(yè)控制計算機的開展以S-51代表的8位機雖然仍占主導地位，但功能簡單，指令集短小，可靠性高，保密性高，適于大批量消費的PI系列單片機及GS97。另外單片機的開發(fā)手段也更加豐富，除用匯編語言外，更多地是采用模塊化的語言、PL/語言。3結論全控型的電力電子開關已經逐漸取代了半控型的晶閘管，高頻的變換器得到開展，交流調速的控制理論日益成熟。這些技術的不斷進步，必將使得企