电气工程及其自动化-最新文档资料

1、电气工程及其自动化一、电气自动化的发展史（一）全空型的电力电子开关。晶闸管的出现, 标志着运动控制的开始。尽管它是第一代电子电力器件 , 但仍被沿用至今。 随后交流变频技术出现后相继有出现了全控制式器件如GTR等。这是电力电子器件的第二代；接下来是IGBT和MG这一类复合型 电力电子器件可以称为第三代器件。最后是功率集成电路 ,PIC 即第四代电力电子器件。（二）低频发展到高频的电路。由于电力电子器件的发展，从而引发变换器电路的换代，但当用于普通晶闸管的时候 , 直流 传动的变换器主要是整流相互控制 , 交流变频传动则是交直 交变频器。当电力电子器件转换发展到第二代的时候，PWM变换器采用的相

2、应也就多了。因为在采用了 PWM换器之后，不仅提 高了功效 , 而且还能够减少高次谐波对电网的影响 , 甚至还能合 理解决电动机在低频区的转矩脉动问题。 但在其发展过程中， PWM 也存在着不少的缺陷 , 所以也就有了低频向高频发展的电路。（三）交流调速控制理论。交流电机磁场定向远离是由德国 学者所提出来的 , 它的提出必然会是以后发展的一大基石。然而 就在 1985 年德国鲁德大学的一些教授又提出了直接转矩控制的 思想, 紧接着又将它推放到了弱磁调速的范围之内。他的这一控 制思想不但新颖 , 而且控制结构简单 ?b 了, 信号处理的物理概念 也很明确 , 可以说它是一种高静动态性能的新型交流

3、调速方法。（四）通用变频器的投入使用。在经历了第一代普通功能型 U/F 控制型、第二代高功能型 U/F 型和第三代高动态性能适量控 制型的变频器之后。通用变频器也正式投入使用了。（五）单片机的发展。由于原来占主导地位的MCS-51的8位机的功能较简单 , 指令集也短小 , 因此它必然就被适合大批量 生产的PIC系列单片机所替代,PIC单片机不但可靠性高，保密性 也很高。因此它也不断被发展！二、电气自动化的实际应用首先，它可应用于建筑。 智能化建筑的发展必然离不开电气 自动化 , 随着我国国民经济的飞速发展以及数字电子化科技发展 高档智能化建筑无疑已经成为当今建筑界的主要发展方向。 自然 达到合

4、理利用设备 , 在资源方面，人力的节省就有了建筑设备的 自动化控制系统。智能化建筑内有大量的电子设备与布线系统。 这些电子设备及布线系统一般都属耐压等级低 , 防干扰要求高 , 是最怕受到雷击的部分。智能建筑多属于一级负荷 , 应该设计为 一级防雷建筑物 , 组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。其次，它也可以应用于净化空调设备。 净化空调系统控制自 动监控装置 , 可以设计成单个系统的测量、 控制系统 , 也可以设计 成以数字计算机控制管理的系统。 在温度控制方面， 净化空调系 统采用DDC空制。装设在回风管的温度传感器所检测的温度送往 DX 9100,与设定点比较,用比例加积分、微分运算进行控制

5、, 输出相应电压信号 , 控制加热电动调节阀或冷水电动调节阀的动 作,控制回风温度应保持在 18-16 度之间,从而使得洁净室温度 符合GMF要求。在湿度控制方面。装设在同风管内的湿度传感器 所检测的湿度 , 送往控制器与设定湿度比较 ,用比例加积分运算 控制,输出电JK信号,控制蒸汽电动调节阀的动作，控制回风湿 度应该保持在45%-658之间，这样洁净室湿度方能满足 GMf要求。三、电气自动化控制系统设计的一般原则和设计思想（一）设计原则1、最大限度满足生产机械和工艺对电气控制的要求。生产机械和工艺对电气控制系统的要求是电气设计的依据， 这些要求 常常以工作循环图、 执行原件动作节拍表、 检

6、测元件状态表等形 式提供，对于有调速要求的场合，还应给出调速技术指标。其他 如启动，转向、制动、照明、保护等要求，应根据生产需要充分 考虑； 2、在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单，经 济； 3、妥善处理机械与电气的关系。很多生产机械是采用机电 结合控制方式来实现控制要求的，要从工艺要求、制造成本、结 构复杂性、使用维护方便等方面协调处理好二者的关系；4、正确合理地选用电器元件； 5、确保使用安全、 可靠； 6、制造美观、 使用维护方便。（二）设计思想 1、集中监控方式。集中监控方式不但运行维护方便，控制站的防护要求也不高， 而且系统设计也很容易。 但由于这种方式 是将系统的各个功能集

7、中到一个处理器进行处理， 所以处理器的 任务相当繁重， 处理速度也会受到一定的影响。 由于电气设备全 部进入监控，致使主机冗余的下降、电缆数量增加，投资加大， 长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。 同时， 隔离刀 闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线， 由于隔离刀闸的辅助 接点经常不到位， 这也会造成设备无法操作。 这种接线的二次接 线比较复杂，查线也不方便，而大大增加了维护量，还存在在查 线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。2、远程监控方式。远程监控方式具有节约大量电缆、节省 安装费用、节约材料、可靠性高和组态灵活等优点。但由于各种 现场总线的通讯速度不是很高， 使得电厂电气部分通讯量相对又 比较大， 所以这种方式大都用于小系统监控， 而在全厂的电气自 动化系统的构建中却不适用。3、现场总线监控方式。目前，对于以太网 (Ethernet) 、现 场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系 统中，而且已经拥有了丰富的运行经验， 智能化电气设备也有了 较快的发展， 这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定 了坚实的基础。现场总线监控方式使系统设计更加具有针对性， 对于不同的间隔可以有不同的功能， 这样就可根据间隔的情况进 行设计。 这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外， 还 可以减少大量的隔离设备、端子柜、模拟量变送器等，而且智能 设