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电力电子系统在控制技术中的应用策略研究

2020-09-16万刚陈建明

科学与信息化 2020年14期
关键词:控制技术应用策略

万刚 陈建明

摘要:电子科学技术在电气控制领域中得到了广泛应用。作为电气控制关键的电气自动化控制系统,可以在电气设备运行时起到有效的控制作用。科学技术越来越发达,电气控制系统中也不断加入新成员,如最先进的控制元件和应用软件等。将先进技术运用到电气控制系统中不仅提高了系统可靠性,而且使作业流程更加简洁,提高了企业的生产效益。

关键词:电力电子系统;控制技术;应用策略

引言

现阶段,电力电子系统逐渐被应用到电气控制领域,使电气控制水平得到飞速发展。本文对电力电子技术本身的发展情况进行简单分析,提出电力电子系统在控制技术中的应用方式和应用建议,以期为我国相关领域的发展提供有力参考。

1电力电子技术发展情况分析

1.1电力电子技术对电气控制技术的重要价值

现阶段,电力电子技术在电力系统中的应用范围不断扩大、应用水平也在逐渐提升,电力转化与可控系统当中的电子构件,能够有效提升电力系统工作质量与工作效率。同时,电力电子技术对于整个电器控制领域而言,也具有直观的重要地位。电工原理、现代电子学以及智能化、自动化的控制技术,相互依托、相互作用的背景下,共同构成了先进的电力电子系统。这种系统能够有效控制各种各样的电气设施,精准检验电气系统当中海量的数据信息,在发生问题或故障的过程中,实现自动化的实时报警。并且,将电力电子技术应用于电气控制当中,还能达到对设备运行状态的动态化监督管理,大幅提升电气控制的整体质量。

1.2电力电子技术发展情况分析

随着人类科技水平的不断提升,电力电子技术逐渐走进现代人视野,也成为相关学术领域重要研究课题。电力电子技术自诞生以来,大致经历了两个发展时期,即电子构件制造时期和将电力电子技术应用于电路当中的时期。在技术水平的不断推动下,电子构件制造与电路当中的有效应用均得以快速发展。在电子构件方面,具体分为三个主要阶段,即不可控、半可控以及全可控。现阶段,电力电子技术在电气控制中的应用不断深化,逐渐实现全自动,甚至智能化的控制。

2电力电子技术在电气控制中的具体应用

电力电子技术在电气控制中的应用主要体现在以下方面:在电路中装设软开关控制装置、形成电路保护、高压直流输电技术及PwM控制技术等。为了提高电力系统的可靠程度,可以用电力电子技术对电路进行有效监控,也可通过电力电子技术来了解电子元件的运行状态。

2.1软开关控制装置中的应用

随着电子技术和电力系统的不断发展,电力系统需要越来越高的电磁兼容和效率,并对电力装置的使用质量提出了更高要求。老旧的电力系统在节省空间方面选择使用开关来对变压器和电容进行控制。虽然该方法节省了使用空间,但是在损耗程度方面却产生了较大影响,还会对电路产生额外的电磁干扰。为了解决噪音和损耗问题,使用了软开关控制装置。目前,很多电力系统都选择利用软开关来进行控制,当开关的频率高于1MHz时,软开关的性能最佳。

2.2電路保护装置

电气控制系统中,电路保护装置具有十分重要的作用。电路保护装置就是当电力电子电路发生故障时,可以对电路进行及时保护。通常,能够起到保护作用的装置有快速熔断器和电流继电器。电子技术经过多年的发展,许多电力电子元件都开始向高功率化和小型化转变,此时使用老旧的电路保护装置将无法很好地起到保护作用。在电路中加过电流可以起到保护电路的作用。电力电子技术还可以对反馈信息进行检测,如果检测到有过电流的存在,便会做出自动断电的举动,以保护电路和电子元件。

2.3电力电子技术支持下的静止无功补偿装置

电网功率的需求变化随着用电需求的增加而增加。但是频繁的功率变换和增加带有冲击性的负荷都会降低电网的稳定性,对电网电路中的低频振荡产生不利影响。安装静音无功补偿装置可以改善这一情况,通过调节电力系统中和负载相关的因数来减低功率损耗,并且还可以将电路电压控制在一个稳定范围内,以提升电力质量。

2.4电力电子技术支持下的有源电力滤波器

有源电力滤波器可以对电路中的补偿原件进行检测,目的是将谐波电流分离出来,同时补偿装置会产生一种可以与谐波电流抗衡的分量电流,在进行一系列的抵消作用后,电网中的谐波电流便不复存在,只剩下基波电流。反应快、补偿功能具有多样性是滤波器的特点,可以降低电网阻抗产生的影响。所谓的电力滤波器具体是指指令电流运算电路和补偿电路发生装置,主要作用是能够将无功电流和谐波分量进行分离检测。

2.5电力电子技术支持下的高压直流输电技术

目前,发电厂主要都是输出交流电压,但是输出过程中会产生大量电量损耗,将耗费较庞大的费用。因此,多数情况下都会使用直流输电。对于一些电压较高、容量无限且要远距离进行传输的情况,选择直流输电是最佳的方式。直流输电技术就是将交流电变为直流电的过程。一般都先将交流电转变为直流电,以便高效传输。用户使用时将传输的直流电输送到各个变电站,再经过一次转变将直流电转变为交流电。

2.6PWM控制技术

PWM控制技术主要是调节带脉冲的宽度,以获得一个与之相应的波形,然后对其进行控制的一种技术。面积等效是PWM技术的使用原理。当面积相等、窄脉冲形状不同的情况发生时,若想要输入一个相同的响应波,可以添加一个惯性环节。电路中,除了一些具有超大功率的特殊装置外,基本上都会用到PWM控制技术。

3结束语

综上所述,电力电子系统作为处理电力变换的新兴科学技术,能够有效实现电力功率的转化,其应用范围、应用领域不断扩大,成为影响这个电气行业发展的关键内容。虽然,现阶段电力电子系统的应用水平得到良好发展,其应用成果极为突出,但是其对其的应用仍然存在巨大研究空间。相关领域需要建立科学发展观,在完善现有应用方式的基础上,对其应用范围、应用质量进行不断探索。

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