電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)畢業(yè)論文
電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)畢業(yè)論文
隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,在電氣工程領(lǐng)域也取得了相當(dāng)優(yōu)異的成績,作為現(xiàn)代科技的主要學(xué)科之一,對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化的研究也顯得更加具有實(shí)際意義。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)畢業(yè)論文，供大家參考。
電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)畢業(yè)論文范文一：電力工程中電氣自動(dòng)化技術(shù)
【摘要】我國電氣自動(dòng)化專業(yè)最早開設(shè)于50年代，一開始名稱為工業(yè)企業(yè)電氣自動(dòng)化，后來雖然經(jīng)歷了多次專業(yè)性的調(diào)整，但由于其專業(yè)面寬，適用性廣，所以到如今一直很受歡迎，據(jù)教育部門最新公布的本科專業(yè)設(shè)置目錄中，它屬于工科電氣信息類。本文中主要針對(duì)這類電氣自動(dòng)化技術(shù)的一些發(fā)展趨勢進(jìn)行探討。
【關(guān)鍵詞】電力工程;電氣自動(dòng)化：自動(dòng)化技術(shù)
1 全控型電力電子開關(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，在我國至今仍廣泛用于直流和交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)。隨著交流變頻技術(shù)的興起，相繼出現(xiàn)了全控式器件一CTR、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(shí)間的不同，各種器件各有其應(yīng)用范圍。
GTR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(jì)出合適的保護(hù)電路和驅(qū)動(dòng)電路上，這也使得電路比較復(fù)雜，難以掌握。
GTO是一種用門極可關(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Zv～4.5v，開通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/us，后者約為500V/us，這就需要一個(gè)龐大的吸收電路。
由于GIR、GTO等雙極性全控性器件必須要有較大的控制電流，因而使門極控制電路非常龐大，從而促進(jìn)廠新一代具有高輸入阻抗的MOS結(jié)構(gòu)電力半導(dǎo)體器件的一切。功率MOSFfff是一種電壓驅(qū)動(dòng)器件，基本上不要求穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電流，驅(qū)動(dòng)電路只需要在器件開通時(shí)提供容性充電電流，而關(guān)斷時(shí)提供放電電流即可，因此驅(qū)動(dòng)電路很簡單。它的開關(guān)時(shí)間很快，安全工作區(qū)十分穩(wěn)定，但是P―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―MOSFET造成了很大困難。
IGBT是P―MOSFET工藝技術(shù)基礎(chǔ)上的產(chǎn)物，它兼有MOS―FET高輸入阻抗、高速特性和GTR大電流密度特性的混合器件。其開關(guān)速度比P―MOSFET低，但比GTR快;其通態(tài)電壓降與GTR相擬約為1.5V～3.5v，比P―MOSFET小得多，其關(guān)斷存儲(chǔ)時(shí)間和電流下降時(shí)間為別為0.2us―04us和0.2us～1.5us，因而有較高的工作頻率，它具有寬而穩(wěn)定的安個(gè)工作區(qū)，較高的效率，驅(qū)動(dòng)電路簡單等優(yōu)點(diǎn)。
MOS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(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關(guān)頻率，且其關(guān)斷增益極高。
IGBT和MGT這一類復(fù)合型電力電子器件可以稱為第三代器件。在器件的復(fù)合化的同時(shí)，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(jìn)入實(shí)用。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(Powerl，IntegratcdCirrrrcute)，在PIC，不僅主回路的器件，而且驅(qū)動(dòng)電路、過壓過流保護(hù)、電流檢測甚至溫度自動(dòng)控制等作用都集成到一起，形成一個(gè)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(yīng)用普通晶閘管時(shí)，直流傳功的變換器主要是相控整流，而交流變頻船動(dòng)則是交一直一交變頻器。當(dāng)電力電子器件進(jìn)入第二代后，更多是采用PWM變換器了。采用PWM方式后，提高了功率因數(shù)，減少了高次諧波對(duì)電岡的影響，解決了電動(dòng)機(jī)在低頻區(qū)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問題。
但是PWM逆變器中的電壓、電流的諧波分量產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)作用在定轉(zhuǎn)子上，使電機(jī)繞組產(chǎn)生振動(dòng)而發(fā)出噪聲。為了解決這個(gè)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(dǎo)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
1971年，德國學(xué)者F，Blaschke發(fā)表論文闡明了交流電機(jī)磁場定向即矢量控制的原理，為交流傳動(dòng)高性能控制奠定了理論基礎(chǔ)。矢量控制的基本思想是仿照直流電動(dòng)機(jī)的控制方式，把定子電流的磁場分量和轉(zhuǎn)矩分量解耦開來，分別加以控制。這種解耦，實(shí)際上是把異步電動(dòng)機(jī)的物理模型設(shè)法等效地變換成類似于直流電動(dòng)機(jī)的模式，這種等效變換是借助于坐標(biāo)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(shí)間常數(shù)的影響。加上矢量旋轉(zhuǎn)變換的復(fù)雜性，使得實(shí)際的控制效果難于達(dá)到分析的結(jié)果。
4 通用變頻器開始大量投入實(shí)用
一般把系列化、批量化、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，多采用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(jìn)行控制，采用了磁通補(bǔ)償器、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償器和電流限制拄制器，具有挖土機(jī)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(dòng)態(tài)性能矢量控制型。它采用全數(shù)字控制，可通過軟件實(shí)現(xiàn)參數(shù)自動(dòng)設(shè)定，實(shí)現(xiàn)變結(jié)構(gòu)控制和自適應(yīng)控制，可選擇u/F頻率開環(huán)控制、無速度傳感器矢量控制和有速度傳感器矢量控制，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制的自優(yōu)化。從技術(shù)發(fā)展看，雖然電力半導(dǎo)體器件有GTO、GTI、IGBT，但以后兩種為主，尤以IGBT為發(fā)展趨勢：變頻器的可靠性、可維修性、可操作性即所謂的RAs(Reliability，Availability，Serviceability)功能也由于采用單片機(jī)控制動(dòng)技術(shù)而得以提高。
電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)畢業(yè)論文范文二：試論電氣工程中自動(dòng)化技術(shù)
摘要：本文就電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的設(shè)計(jì)理念、電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的融合及應(yīng)用以及電氣工程中電氣自動(dòng)化的發(fā)展及應(yīng)用趨勢三個(gè)方面進(jìn)行了簡要分析。
關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化;電氣工程中;應(yīng)用
中圖分類號(hào)：TU885文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、電氣工程以及電氣自動(dòng)化的概念
1、電氣工程中的自動(dòng)化涉及電力電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，電機(jī)電器技術(shù)信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)等諸多領(lǐng)域，其主要特點(diǎn)是強(qiáng)弱電結(jié)合，機(jī)電結(jié)合，軟硬件結(jié)合。電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)主要以控制理論、電力網(wǎng)理論為基礎(chǔ)，以電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)則為其主要技術(shù)手段，同時(shí)也包含了系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開發(fā)以及系統(tǒng)管理與決策等研究領(lǐng)域。
2、電力網(wǎng)理論主要是基于電力系統(tǒng)出發(fā)。電力網(wǎng)主要分為輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)，其中輸電網(wǎng)是電力網(wǎng)的主干網(wǎng)，大型電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)通常以電壓等級(jí)為分層標(biāo)準(zhǔn)。電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電、用電等設(shè)備和相應(yīng)的輔助系統(tǒng)，按規(guī)定的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求組成的一個(gè)同一系統(tǒng)。發(fā)電、變電、輸電、配電、用電等設(shè)備稱為電力主設(shè)備，也稱為一次設(shè)備，由主設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)稱為主系統(tǒng)，也稱為一次系統(tǒng);測量、監(jiān)視、控制、繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置、通信，以及各種自動(dòng)化系統(tǒng)等用于保證主系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、正常運(yùn)行的設(shè)備稱為二次設(shè)備，二次設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)稱為輔助系統(tǒng)，也稱為二次系統(tǒng)。它主要任務(wù)是安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、輸送以及分配電能，滿足國民經(jīng)濟(jì)和人民生活
二、電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的設(shè)計(jì)理念
1、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)運(yùn)用
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過一個(gè)電腦終端對(duì)所有其他地方的設(shè)備進(jìn)行控制的技術(shù)，通過設(shè)置遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能夠使電氣工程大量減少電纜成本支出、材料購買以及人工安裝費(fèi)用等方面支出，使電氣工程實(shí)現(xiàn)少投入高產(chǎn)出的高效益生產(chǎn)模式。 同時(shí)，電氣工程中使用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能夠脫離空間的限制，靈活的運(yùn)行。 但是，遠(yuǎn)程監(jiān)控在通訊量大且信號(hào)較差的地方會(huì)影響其監(jiān)控功能。 因此針對(duì)有些電氣工程規(guī)模和通訊量都比較大等特點(diǎn)，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)則無法在這些電氣工程中使用，只能夠在通訊量相對(duì)比較小且信號(hào)好的小規(guī)模的監(jiān)控系統(tǒng)中使用。
2、集中式監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用
集中式監(jiān)控技術(shù)在電氣工程中得到廣泛使用的原因在于該系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)比較容易、操作比較簡單且日常維護(hù)方便都比較容易等特點(diǎn)。 在電氣工程中能夠更加容易的滿足工程的需要，不需要投入太多其他設(shè)備，大幅度減少成本支出。 集中式就是在一個(gè)系統(tǒng)中對(duì)全部項(xiàng)目運(yùn)行進(jìn)行處理。 由于之間的單獨(dú)散亂的監(jiān)控需要用到多個(gè)處理器， 需要的電纜數(shù)量也比較多，這就造成成本投資的增加，加上多種電纜攪合在一起，會(huì)造成系統(tǒng)引入安全性和可靠性低現(xiàn)象。 同時(shí)，電氣工程中的斷路器以及隔離刀閘均在使用硬接線，而這種硬接線由于其質(zhì)地比較硬在連接時(shí)其緊密度比較弱，因此，常出現(xiàn)連接點(diǎn)連接失靈的問題， 直接影響整個(gè)電氣工程的所有設(shè)備在一段時(shí)間內(nèi)無法運(yùn)行，短時(shí)間的暫停運(yùn)行直接造成整體的極大損失。 因此，通過選擇集中式監(jiān)控技術(shù)，實(shí)行統(tǒng)一監(jiān)控，不但使電氣工程處于一種有序運(yùn)行的模式，還減少工程的投入。
3、現(xiàn)場總線監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用
現(xiàn)場總線監(jiān)控技術(shù)是當(dāng)前電氣工程使用最為廣泛且有效性最高的一項(xiàng)技術(shù)。 它的主要工作原理是根據(jù)電氣工程實(shí)際的不同間隔采取相對(duì)應(yīng)的措施，其監(jiān)控具有較好的針對(duì)性。 現(xiàn)場總線監(jiān)控技術(shù)能夠適量的減少隔離設(shè)備以及端子柜等的使用，能夠減少電氣工程的大量設(shè)備成本投入。 加上這種技術(shù)擁有遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的特點(diǎn)， 所有電氣工程設(shè)備均是采取現(xiàn)場安裝，選擇最直接最省電纜的方式，并且是以通訊方式來連接監(jiān)控設(shè)備完成全部監(jiān)控過程，這種模式能夠大量節(jié)約成本資金，增加電氣工程的效益。 同時(shí)，由于設(shè)備之間主要是通過通訊網(wǎng)絡(luò)信號(hào)設(shè)備相互連接，其獨(dú)立性和靈活性相對(duì)比較強(qiáng)，一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障不會(huì)波及全部設(shè)備，提整個(gè)電氣工程的安全性和可靠性。
三、電氣自動(dòng)化技術(shù)在電氣工程中的融合及應(yīng)用
1、在電氣工程管理中的應(yīng)用
電氣自動(dòng)化技術(shù)在工程管理中的應(yīng)用是高新技術(shù)的充分體現(xiàn)，其應(yīng)用過程中更加注重編程的調(diào)試，以儀表工程管理為例，應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)后，其工作重心已由原來的溫度、流量、壓力及液位儀表顯示等的管理逐步轉(zhuǎn)向到了借助于集散 DCS及集中 PLC控制系統(tǒng)的自動(dòng)化管理方式上來，借助于自動(dòng)化管理及控制系統(tǒng)同現(xiàn)場變送器的相互配合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)上百個(gè)流量、溫度及壓力等數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測、輸出控制及處理等功能，且確保了管理及控制的精度和穩(wěn)定性，并大幅度降低了維護(hù)量及投資額。從工程管理方面而言，管理過程中應(yīng)對(duì)施工資料、系統(tǒng)程序、隨機(jī)文件以及調(diào)試和校驗(yàn)記錄等環(huán)節(jié)給予足夠的重視，因此，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了從開工、安裝、調(diào)試、護(hù)航、培訓(xùn)、交接一直到售后環(huán)節(jié)微機(jī)管理程序的提供，這種微機(jī)化管理方式有效遏制了工程施工過程中可能出現(xiàn)的弄虛作假及敷衍了事等情況。
2、在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用
對(duì)于電網(wǎng)調(diào)度而言，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的形成，其主要包括了電網(wǎng)調(diào)度打印設(shè)備、工作站、中心服務(wù)器、大屏顯示器以及網(wǎng)絡(luò)等，其通過電氣系統(tǒng)專屬局域網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)調(diào)度過程的自動(dòng)化，并實(shí)現(xiàn)了發(fā)電廠、下級(jí)調(diào)度中心及變電站終端之間的有效的連接。由此可知，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)﹄姎庀到y(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)性的評(píng)估，并以所累計(jì)數(shù)據(jù)為依據(jù)對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行有效的預(yù)測，以此為基礎(chǔ)對(duì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行調(diào)度，并實(shí)現(xiàn)發(fā)電控制過程的自動(dòng)化，電氣系統(tǒng)應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)性采集、處理及監(jiān)控，并在獲取數(shù)據(jù)支持的狀況下進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行及安全狀況的有效把握，盡可能使其適應(yīng)現(xiàn)代化市場運(yùn)營的實(shí)際需求。
3、在化工生產(chǎn)單位電廠分散測控系統(tǒng)中的應(yīng)用
對(duì)于化工生產(chǎn)單位電廠分散測控系統(tǒng)而言，其實(shí)際應(yīng)用時(shí)常采用的是分層分布的結(jié)構(gòu)，具體包括了以太網(wǎng)、工作站、數(shù)據(jù)高速通訊網(wǎng)以及過程控制單元等。其中，過程控制單元可直接在生產(chǎn)過程進(jìn)行應(yīng)用，并可對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及其相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)性的顯示、打印及信號(hào)的輸出，并由此進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程的檢測、聯(lián)鎖性保護(hù)及其控制。對(duì)于工作站而言，其主要包括了工程師及運(yùn)行員兩種工作站，主要負(fù)責(zé)提供人機(jī)接口。由過程控制單元向運(yùn)行員工作站進(jìn)行信息的發(fā)送，同時(shí)接受由工作站發(fā)送來的指令。工程師工作站主要負(fù)責(zé)為工程師進(jìn)行設(shè)置、診斷及維護(hù)方式的提供。
四、電氣工程中電氣自動(dòng)化的發(fā)展及應(yīng)用趨勢
1、一次設(shè)備的智能化發(fā)展
通常而言，一次設(shè)備同二次設(shè)備安裝地點(diǎn)間相距可達(dá)幾十米甚至可達(dá)幾百米之遠(yuǎn)，其二者間的連接常借助于大電流對(duì)電纜及強(qiáng)信號(hào)電力電纜的控制而實(shí)現(xiàn)的。而一次設(shè)備的智能化同此狀況有著較大程度的不同，對(duì)一次設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，常需要借助于二次設(shè)備的功能時(shí)間來實(shí)現(xiàn)，因此實(shí)現(xiàn)了控制電纜及電力信號(hào)電纜量的大幅度節(jié)約。
2、一次設(shè)備在線監(jiān)測的實(shí)現(xiàn)
對(duì)于諸如發(fā)電機(jī)、短路器及變壓器等的一次設(shè)備而言，常需對(duì)其中某個(gè)重要參數(shù)進(jìn)行無間斷檢測，因此，要求既要能夠?qū)υO(shè)備在線運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，還要可以預(yù)測其中某些參數(shù)的重要變化趨勢，以便對(duì)設(shè)備發(fā)生故障的可能性進(jìn)行判斷，以便延長其保養(yǎng)周期，為設(shè)備的狀態(tài)檢修提供保障。
結(jié)束語
綜上所述，電氣與自動(dòng)化技術(shù)的作用體現(xiàn)在它面向整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，是連接傳統(tǒng)與現(xiàn)代工業(yè)的紐帶，是把現(xiàn)代管理技術(shù)、信息技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的關(guān)鍵性手段。提高生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量在現(xiàn)代化生產(chǎn)中，強(qiáng)調(diào)符合技術(shù)的應(yīng)用，提升電氣工程與自動(dòng)化工作人員的實(shí)踐能力，在以工程為背景的前提下，把理論和實(shí)際相聯(lián)系，對(duì)知識(shí)加深掌控，清楚認(rèn)知學(xué)有所用。電氣自動(dòng)化作為當(dāng)今最富有開發(fā)前景、最充滿活力和最富有生機(jī)的綜合性學(xué)科與眾多高新技術(shù)的合成，應(yīng)用非常廣泛，幾乎應(yīng)用到當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)中的各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域。
參考文獻(xiàn)
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