摘要：電氣工程及其自動化專業(yè)是電氣信息領(lǐng)域的一門新興學科，但由于和人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在也相對比較成熟。文章發(fā)表在《熱科學與技術(shù)》上，是自動化技術(shù)論文發(fā)表范文，供同行參考。

　　關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng),電氣自動化,自動化技術(shù)

　　前言

　　電氣工程自動化已經(jīng)成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著越來越重要的作用。電氣自動化專業(yè)在我國最早開設(shè)于5O年代，名稱為工業(yè)企業(yè)電氣自動化。雖經(jīng)歷了幾次重大的專業(yè)調(diào)整，但由于其專業(yè)面寬，適用性廠，一直到現(xiàn)在仍然煥發(fā)著勃勃生機。據(jù)教育部最新公布的本科專業(yè)設(shè)置目錄，它屬于工科電氣信息類。新名稱為電氣二程及其自動化或自動化。

　　隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)溝迅猛發(fā)展，原有的電力傳動(電子拖動)控制的概念已經(jīng)不能充分概抓現(xiàn)代生產(chǎn)自動化系流中承擔第一線任務的全部控制設(shè)備。而且，電力拖動控制已經(jīng)走出工廠，在交通、農(nóng)場、辦公室以及家用電器等領(lǐng)域獲得了廣泛運用。它的研究對象已經(jīng)發(fā)展為運動控制系統(tǒng)，下面僅對有關(guān)電氣自動化技術(shù)的新發(fā)展作一些介紹。

　　1、全控型電力電子開關(guān)逐步取代半控型晶閘管

　　5O年代末出現(xiàn)的晶閘管標志著運動控制的新紀元。它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)。隨著交流變頻技術(shù)的興起，相繼出現(xiàn)了全控式器件—— GTR、GTO、P—MOSEFT等。這是第二代電力電子器件。由于目前所能生產(chǎn)的電流/電壓定額和開關(guān)時間的不同，各種器件各有其應用范圍。

　　GTR的二次擊穿現(xiàn)象以及其安全工作區(qū)受各項參數(shù)影響而變化和熱容量小、過流能力低等問題，使得人們把主要精力放在根據(jù)不同的特性設(shè)計出合適的保護電路和驅(qū)動電路上，這也使得電路比較復雜，難以掌握。

　　M0S控制晶閘管(MCT)是一種在它的單胞內(nèi)集成了MOSFET的品閘管，利用M0S門來控制品閘管的開通和關(guān)斷，具有晶閘管的低通態(tài)電壓降，但其工作電流密度遠高IGBT和GTR，在理論上可制成幾千伏的阻斷電壓和幾十千赫的開關(guān)頻率，且其關(guān)斷增益極高。

　　lGBT和MGT這一類復合型電力電子器件可以稱為第三代器件。在器件的復合化的同時，模塊即把變換器的雙臂、半橋乃至全橋組合在一起大規(guī)模生產(chǎn)的器件也已進入實用。在模塊化和復合化思路的基礎(chǔ)上，其發(fā)展便是功率集成電路PIC(Power， Integrated Circute)，在PIC中，不僅主回路的器件，而月驅(qū)動電路、過壓過流保護、電流檢測甚至溫度自動控制等作用都集成到一起，形成一個整體，這可以算作第四代電力電子器件。

　　2、變換器電路從低頻向高頻方向發(fā)展

　　隨著電力電子器件的更新，由它組成的變換器電路也必然要換代。應用普通晶閘管時，直流傳功的變換器主要是相控整流，而交流變頻動則是交一直一交變頻器。當電力電子器件人第二代后，更多早采用PW M 變換器了、采用PW M 方式后，提高了功率因數(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(zhuǎn)矩脈動問題。

　　但是PW M 逆變器中的電壓、電流的諧波分量產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動作用在定轉(zhuǎn)子上，使電機繞組產(chǎn)生振動而發(fā)出噪聲。為了解決這個問題，一種方法是提高開關(guān)頻率，使之超過人耳能感受的范圍，但是電力電子器件在高電壓大電流的情況下導通或關(guān)斷，開關(guān)損耗很大。開關(guān)損耗的存在限制了逆變器工作頻率的提高。

　　3、交流調(diào)速控制理論日漸成熟

　　矢量控制的基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(zhuǎn)矩分量解禍開來，分別加以控制。這種解藕，實際上是把異步電動機的物理模型設(shè)法等效地變換成類似于直流電動機的模式，這種等效變換是借助于坐標變換完成的。它需要檢測轉(zhuǎn)子磁鏈的方向，且其性能易受轉(zhuǎn)子參數(shù)，特別是轉(zhuǎn)子回路時間常數(shù)的影響。加上矢量旋轉(zhuǎn)變換的復雜性，使得實際的控制效果難于達到分析的結(jié)果。

　　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。從產(chǎn)品來看，第一代是普通功能型U/F控制型，多彩用16位CPU，第二代為高功能型U/F型，采用32位DSP，或雙16位CPU進行控制，采用了磁通補償器、轉(zhuǎn)差補償器和電流限制拄制器. 具有挖上機和“無跳閘”能力，也稱為“無跳閘變頻器”。這類變頻器目前占市場份額最大、第三代為高動態(tài)性能矢量控制型。

　　5、單片機、集成電路及工業(yè)控制計算機的發(fā)展

　　以MCS一51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，適于大批量生產(chǎn)的PIC系列單片機及GM$97C(二系列單片機等正在推廣，而且單片機的應用范圍已開始擴展至智能儀器儀表或不太復雜的工業(yè)控制場合以充分發(fā)揮單片機的優(yōu)勢另外，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C語言、PL/M 語言。

　　6、結(jié)束語

　　隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)迅猛發(fā)展，原有的電力傳動(電子拖動)控制的概念已經(jīng)不能充分概抓現(xiàn)代生產(chǎn)自動化系流中承擔第一線任務的全部控制設(shè)備。而且，電力拖動控制已經(jīng)走出工廠，在交通、農(nóng)場、辦公室以及家用電器等領(lǐng)域獲得了廣泛運用。它的研究對象已經(jīng)發(fā)展為運動控制系統(tǒng)，僅對有關(guān)電氣自動化技術(shù)的新發(fā)展作一些介紹。

　　工業(yè)核心期刊征稿啟事：《熱科學與技術(shù)》雜志于2002年9月創(chuàng)刊，她是經(jīng)國家科技部批準、由國家教育部主管、大連理工大學主辦的大型綜合性學術(shù)刊物，國內(nèi)外公開發(fā)行。