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电气工程及其自动化技术毕业论文

学习啦【工程建筑】 编辑:斯娃 发布时间:2016-09-12

  随着我国科学技术的不断发展,在电气工程领域也取得了相当优异的成绩,作为现代科技的主要学科之一,对电气工程及其自动化的研究也显得更加具有实际意义。下面是学习啦小编为大家整理的电气工程及其自动化技术毕业论文,供大家参考。

  电气工程及其自动化技术毕业论文范文一:电力工程中电气自动化技术

  【摘要】我国电气自动化专业最早开设于50年代,一开始名称为工业企业电气自动化,后来虽然经历了多次专业性的调整,但由于其专业面宽,适用性广,所以到如今一直很受欢迎,据教育部门最新公布的本科专业设置目录中,它属于工科电气信息类。本文中主要针对这类电气自动化技术的一些发展趋势进行探讨。

  【关键词】电力工程;电气自动化:自动化技术

  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,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、GTO、P―MOSEFT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。

  GTR的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题,使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上,这也使得电路比较复杂,难以掌握。

  GTO是一种用门极可关断的高压器件,它的主要缺点是关断增益低,一般为4~5,这就需要一个十分庞大的关断驱动电路,且它的通态压降比普通晶闸管高,约为Zv~4.5v,开通di/dt和关断dv/dt也是限制GTO推广运用的另一原因,前者约为500A/us,后者约为500V/us,这就需要一个庞大的吸收电路。

  由于GIR、GTO等双极性全控性器件必须要有较大的控制电流,因而使门极控制电路非常庞大,从而促进厂新一代具有高输入阻抗的MOS结构电力半导体器件的一切。功率MOSFfff是一种电压驱动器件,基本上不要求稳定的驱动电流,驱动电路只需要在器件开通时提供容性充电电流,而关断时提供放电电流即可,因此驱动电路很简单。它的开关时间很快,安全工作区十分稳定,但是P―MOSFET的通态电压降随着额定电压的增加而成倍增大,这就给制造高压P―MOSFET造成了很大困难。

  IGBT是P―MOSFET工艺技术基础上的产物,它兼有MOS―FET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P―MOSFET低,但比GTR快;其通态电压降与GTR相拟约为1.5V~3.5v,比P―MOSFET小得多,其关断存储时间和电流下降时间为别为0.2us―04us和0.2us~1.5us,因而有较高的工作频率,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,且其关断增益极高。

  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(Powerl,IntegratcdCirrrrcute),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。

  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。应用普通晶闸管时,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、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上,使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题,一种方法是提高开关频率,使之超过人耳能感受的范围,但是电力电子器件在高电压大电流的情况下导通或关断,开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。

  3 交流调速控制理论日渐成熟

  1971年,德国学者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,特别是转子回路时间常数的影响。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。

  4 通用变频器开始大量投入实用

  一般把系列化、批量化、占市场量最大的中小功率如400KVA以下的变频器称为通用变频器。从产品来看,第一代是普通功能型U/F控制型,多采用16位CPU,第二代为高功能型U/F型,采用32位DSP或双16位CPU进行控制,采用了磁通补偿器、转差补偿器和电流限制拄制器,具有挖土机和“无跳闸”能力,也称为“无跳闸变频器”。这类变频器!目前占市场份额最大。第三代为高动态性能矢量控制型。它采用全数字控制,可通过软件实现参数自动设定,实现变结构控制和自适应控制,可选择u/F频率开环控制、无速度传感器矢量控制和有速度传感器矢量控制,实现了闭环控制的自优化。从技术发展看,虽然电力半导体器件有GTO、GTI、IGBT,但以后两种为主,尤以IGBT为发展趋势:变频器的可靠性、可维修性、可操作性即所谓的RAs(Reliability,Availability,Serviceability)功能也由于采用单片机控制动技术而得以提高。

  电气工程及其自动化技术毕业论文范文二:试论电气工程中自动化技术

  摘要:本文就电气自动化技术在电气工程中的设计理念、电气自动化技术在电气工程中的融合及应用以及电气工程中电气自动化的发展及应用趋势三个方面进行了简要分析。

  关键词:电气自动化;电气工程中;应用

  中图分类号:TU885文献标识码: A

  一、电气工程以及电气自动化的概念

  1、电气工程中的自动化涉及电力电子技术,计算机技术,电机电器技术信息与网络控制技术,机电一体化技术等诸多领域,其主要特点是强弱电结合,机电结合,软硬件结合。电气工程及其自动化技术主要以控制理论、电力网理论为基础,以电力电子技术、计算机技术则为其主要技术手段,同时也包含了系统分析、系统设计、系统开发以及系统管理与决策等研究领域。

  2、电力网理论主要是基于电力系统出发。电力网主要分为输电网和配电网,其中输电网是电力网的主干网,大型电力网结构通常以电压等级为分层标准。电力系统是由发电、变电、输电、配电、用电等设备和相应的辅助系统,按规定的技术和经济要求组成的一个同一系统。发电、变电、输电、配电、用电等设备称为电力主设备,也称为一次设备,由主设备构成的系统称为主系统,也称为一次系统;测量、监视、控制、继电保护、安全自动装置、通信,以及各种自动化系统等用于保证主系统安全、稳定、正常运行的设备称为二次设备,二次设备构成的系统称为辅助系统,也称为二次系统。它主要任务是安全、可靠、优质、经济地实现生产、输送以及分配电能,满足国民经济和人民生活

  二、电气自动化技术在电气工程中的设计理念

  1、远程监控技术运用

  远程监控系统主要是通过一个电脑终端对所有其他地方的设备进行控制的技术,通过设置远程监控系统能够使电气工程大量减少电缆成本支出、材料购买以及人工安装费用等方面支出,使电气工程实现少投入高产出的高效益生产模式。 同时,电气工程中使用远程监控系统能够脱离空间的限制,灵活的运行。 但是,远程监控在通讯量大且信号较差的地方会影响其监控功能。 因此针对有些电气工程规模和通讯量都比较大等特点,远程监控技术则无法在这些电气工程中使用,只能够在通讯量相对比较小且信号好的小规模的监控系统中使用。

  2、集中式监控技术应用

  集中式监控技术在电气工程中得到广泛使用的原因在于该系统具有设计比较容易、操作比较简单且日常维护方便都比较容易等特点。 在电气工程中能够更加容易的满足工程的需要,不需要投入太多其他设备,大幅度减少成本支出。 集中式就是在一个系统中对全部项目运行进行处理。 由于之间的单独散乱的监控需要用到多个处理器, 需要的电缆数量也比较多,这就造成成本投资的增加,加上多种电缆搅合在一起,会造成系统引入安全性和可靠性低现象。 同时,电气工程中的断路器以及隔离刀闸均在使用硬接线,而这种硬接线由于其质地比较硬在连接时其紧密度比较弱,因此,常出现连接点连接失灵的问题, 直接影响整个电气工程的所有设备在一段时间内无法运行,短时间的暂停运行直接造成整体的极大损失。 因此,通过选择集中式监控技术,实行统一监控,不但使电气工程处于一种有序运行的模式,还减少工程的投入。

  3、现场总线监控技术应用

  现场总线监控技术是当前电气工程使用最为广泛且有效性最高的一项技术。 它的主要工作原理是根据电气工程实际的不同间隔采取相对应的措施,其监控具有较好的针对性。 现场总线监控技术能够适量的减少隔离设备以及端子柜等的使用,能够减少电气工程的大量设备成本投入。 加上这种技术拥有远程监控技术的特点, 所有电气工程设备均是采取现场安装,选择最直接最省电缆的方式,并且是以通讯方式来连接监控设备完成全部监控过程,这种模式能够大量节约成本资金,增加电气工程的效益。 同时,由于设备之间主要是通过通讯网络信号设备相互连接,其独立性和灵活性相对比较强,一个设备出现故障不会波及全部设备,提整个电气工程的安全性和可靠性。

  三、电气自动化技术在电气工程中的融合及应用

  1、在电气工程管理中的应用

  电气自动化技术在工程管理中的应用是高新技术的充分体现,其应用过程中更加注重编程的调试,以仪表工程管理为例,应用电气自动化技术后,其工作重心已由原来的温度、流量、压力及液位仪表显示等的管理逐步转向到了借助于集散 DCS及集中 PLC控制系统的自动化管理方式上来,借助于自动化管理及控制系统同现场变送器的相互配合,实现了对上百个流量、温度及压力等数据的采集、监测、输出控制及处理等功能,且确保了管理及控制的精度和稳定性,并大幅度降低了维护量及投资额。从工程管理方面而言,管理过程中应对施工资料、系统程序、随机文件以及调试和校验记录等环节给予足够的重视,因此,电气自动化技术的应用实现了从开工、安装、调试、护航、培训、交接一直到售后环节微机管理程序的提供,这种微机化管理方式有效遏制了工程施工过程中可能出现的弄虚作假及敷衍了事等情况。

  2、在电网调度中的应用

  对于电网调度而言,电气自动化技术的应用实现了电网调度自动化系统的形成,其主要包括了电网调度打印设备、工作站、中心服务器、大屏显示器以及网络等,其通过电气系统专属局域网络实现了电网调度过程的自动化,并实现了发电厂、下级调度中心及变电站终端之间的有效的连接。由此可知,电气自动化技术的应用能够对电气系统的运行状态进行实时性的评估,并以所累计数据为依据对电力负荷进行有效的预测,以此为基础对经济进行调度,并实现发电控制过程的自动化,电气系统应对数据进行实时性采集、处理及监控,并在获取数据支持的状况下进行电网运行及安全状况的有效把握,尽可能使其适应现代化市场运营的实际需求。

  3、在化工生产单位电厂分散测控系统中的应用

  对于化工生产单位电厂分散测控系统而言,其实际应用时常采用的是分层分布的结构,具体包括了以太网、工作站、数据高速通讯网以及过程控制单元等。其中,过程控制单元可直接在生产过程进行应用,并可对设备运行状态及其相关参数进行实时性的显示、打印及信号的输出,并由此进行执行机构的驱动,实现整个生产过程的检测、联锁性保护及其控制。对于工作站而言,其主要包括了工程师及运行员两种工作站,主要负责提供人机接口。由过程控制单元向运行员工作站进行信息的发送,同时接受由工作站发送来的指令。工程师工作站主要负责为工程师进行设置、诊断及维护方式的提供。

  四、电气工程中电气自动化的发展及应用趋势

  1、一次设备的智能化发展

  通常而言,一次设备同二次设备安装地点间相距可达几十米甚至可达几百米之远,其二者间的连接常借助于大电流对电缆及强信号电力电缆的控制而实现的。而一次设备的智能化同此状况有着较大程度的不同,对一次设备结构进行设计时,常需要借助于二次设备的功能时间来实现,因此实现了控制电缆及电力信号电缆量的大幅度节约。

  2、一次设备在线监测的实现

  对于诸如发电机、短路器及变压器等的一次设备而言,常需对其中某个重要参数进行无间断检测,因此,要求既要能够对设备在线运行状态进行监视,还要可以预测其中某些参数的重要变化趋势,以便对设备发生故障的可能性进行判断,以便延长其保养周期,为设备的状态检修提供保障。

  结束语

  综上所述,电气与自动化技术的作用体现在它面向整个工业领域,是连接传统与现代工业的纽带,是把现代管理技术、信息技术转化为现实生产力的关键性手段。提高生产效率与生产质量在现代化生产中,强调符合技术的应用,提升电气工程与自动化工作人员的实践能力,在以工程为背景的前提下,把理论和实际相联系,对知识加深掌控,清楚认知学有所用。电气自动化作为当今最富有开发前景、最充满活力和最富有生机的综合性学科与众多高新技术的合成,应用非常广泛,几乎应用到当前国民经济中的各个相关领域。

  参考文献

  [1]孙琥.科学发展观旗帜下的工业电气自动化发展[J].硅谷,2009.

  [2]刘海龙.浅谈电气自动化的现状与发展方向[J].黑龙江科技信息,2010.

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