淺談電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

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1、淺談電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用淺談電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用　摘要：本文針對(duì)全控型電力電子開(kāi)關(guān)、變換器電路、交流調(diào)速控制、通用變頻器、單片機(jī)、集成電路及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的發(fā)展幾方面論述了電氣自動(dòng)化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用?！　￡P(guān)鍵詞自動(dòng)化變換器交流工業(yè)控制　　　　電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)在我國(guó)最早開(kāi)設(shè)于50年代，名稱(chēng)為工業(yè)企業(yè)電氣自動(dòng)化。據(jù)教育部最新公布的本科專(zhuān)業(yè)設(shè)置目錄，它屬于工科電氣信息類(lèi)。新名稱(chēng)為電氣二程及其自動(dòng)化或自動(dòng)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(dòng)（電子拖動(dòng)）控制的概念已經(jīng)不能充分概抓現(xiàn)

2、代生產(chǎn)自動(dòng)化系流中承擔(dān)第一線(xiàn)任務(wù)的全部控制設(shè)備。它的研究對(duì)象已經(jīng)發(fā)展為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，下面僅對(duì)有關(guān)電氣自動(dòng)化技術(shù)的新發(fā)展作一些介紹?！　?全控型電力電子開(kāi)關(guān)逐步取代半控型晶閘管　　50年代末出現(xiàn)的晶閘管標(biāo)志著運(yùn)動(dòng)控制的新紀(jì)元。它是第一代電子電力器件，在我國(guó)至今仍廣泛用于直流和交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)。由于目前所能生產(chǎn)的電流／電壓定額和開(kāi)關(guān)時(shí)間的不同，各種器件各有其應(yīng)用范圍?！　TR的二次擊穿現(xiàn)象以及其安全工作區(qū)受各項(xiàng)參數(shù)影響而變化和熱容量小、過(guò)流能力低等問(wèn)題，使得人們把主要精力放在根據(jù)不同的特性設(shè)計(jì)出合適的保護(hù)電路和驅(qū)動(dòng)

3、電路上，這也使得電路比較復(fù)雜，難以掌握?！　TO是一種用門(mén)極可關(guān)斷的高壓器件，它的主要缺點(diǎn)是關(guān)斷增益低，一般為4~5，這就需要一個(gè)十分龐大的關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電路，且它的通態(tài)壓降比普通晶閘管高，約為2V~4.5V，開(kāi)通di/dt和關(guān)斷dv/dt也是限制GTO推廣運(yùn)用的另一原因，前者約為500A/μs，后者約為500V/μs，這就需要一個(gè)龐大的吸收電路?！　∮捎贕TR、GTO等雙極性全控性器件必須要有較大的控制電流，因而使門(mén)極控制電路非常龐大，從而促進(jìn)廠新一代具有高輸人阻抗的MOS結(jié)構(gòu)電力半導(dǎo)體器件的一切。它的

4、開(kāi)關(guān)時(shí)間很快，安全工作區(qū)十分穩(wěn)定，但是P一MOSFET的通態(tài)電壓降隨著額定電壓的增加而成倍增大，這就給制造高壓P一MOSFET造成了很大困難?！　GBT是P一MOSFET工藝技術(shù)基礎(chǔ)上的產(chǎn)物，它兼有MOSFET高輸人阻抗、高速特性和GTR大電流密度特性的混合器件。其開(kāi)關(guān)速度比P一MOSFET低，但比GTR快；其通態(tài)電壓降與GTR相擬約為1.5V一3.5V，比P一MOSFET小得多，其關(guān)斷存儲(chǔ)時(shí)間和電流卜降時(shí)間為別為0.2μs一0.4μs和0.2μs一1.5μs，因而有較高的工作頻率，它具

5、有寬而穩(wěn)定的安個(gè)工作區(qū)，較高的效率，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)?！　OS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MOS門(mén)來(lái)控制品閘管的開(kāi)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(yuǎn)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(kāi)關(guān)頻率，且其關(guān)斷增益極高?！　GBT和MGT這一類(lèi)復(fù)合型電力電子器件可以稱(chēng)為第三代器件。在模塊化和復(fù)合化思路的基礎(chǔ)上，其發(fā)展便是功率集成電路PIC（Podash;51代表的8位機(jī)雖然仍占主導(dǎo)地位，但功能簡(jiǎn)單，指令集短小，可靠性高，保密性高

6、，適于大批量生產(chǎn)的PIC系列單片機(jī)及GMS97C（二系列單片機(jī)等正在推廣，而且單片機(jī)的應(yīng)用范圍已開(kāi)始擴(kuò)展至智能儀器儀表或不太復(fù)雜的工業(yè)控制場(chǎng)合以充分發(fā)揮單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)另外，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)手段也更加豐富，除用匯編語(yǔ)言外，更多地是采用.L語(yǔ)言?！　≡诩呻娐贩矫?，需要重點(diǎn)說(shuō)明的是集成模擬乘法器和集成鎖相環(huán)路及集成時(shí)基電路在自動(dòng)控制系統(tǒng)中運(yùn)用很廠。在電機(jī)控制方面，還有專(zhuān)用于產(chǎn)生P控制信號(hào)的HEF4752、TL494、SLE4520和MA818等應(yīng)用也相當(dāng)廣泛?！　≡谶壿嬰娐贩矫?，值得注意的是用專(zhuān)用芯片（ASIC）進(jìn)行邏輯設(shè)

7、計(jì)。ASIC（Appilca-tionSpecificl，IntegratedCircuit）中有編程邏輯陣列PLD（ProgrammableLogicDevice）。這些特點(diǎn)使得GAL在降低系統(tǒng)造價(jià)，減少產(chǎn)品體積和功耗，提高可靠性和穩(wěn)定性及簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)應(yīng)用的保密性方面有廣闊的發(fā)展產(chǎn)景，特別適合新產(chǎn)品研制及DMA控制和高速圖表處理，其上述交流的控制最終用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)完成。