電氣工程及其自動化技術(shù)畢業(yè)論文
電氣工程及其自動化技術(shù)畢業(yè)論文
隨著我國科學技術(shù)的不斷發(fā)展,在電氣工程領(lǐng)域也取得了相當優(yōu)異的成績,作為現(xiàn)代科技的主要學科之一,對電氣工程及其自動化的研究也顯得更加具有實際意義。下面是學習啦小編為大家整理的電氣工程及其自動化技術(shù)畢業(yè)論文，供大家參考。
電氣工程及其自動化技術(shù)畢業(yè)論文范文一：電力工程中電氣自動化技術(shù)
【摘要】我國電氣自動化專業(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。本文中主要針對這類電氣自動化技術(shù)的一些發(fā)展趨勢進行探討。
【關(guān)鍵詞】電力工程;電氣自動化：自動化技術(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)的晶閘管標志著運動控制的新紀元。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)計出合適的保護電路和驅(qū)動電路上，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，它的主要缺點是關(guān)斷增益低，一般為4～5，這就需要一個十分龐大的關(guān)斷驅(qū)動電路，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推廣運用的另一原因，前者約為500A/us，后者約為500V/us，這就需要一個龐大的吸收電路。
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，從而促進廠新一代具有高輸入阻抗的MOS結(jié)構(gòu)電力半導體器件的一切。功率MOSFfff是一種電壓驅(qū)動器件，基本上不要求穩(wěn)定的驅(qū)動電流，驅(qū)動電路只需要在器件開通時提供容性充電電流，而關(guān)斷時提供放電電流即可，因此驅(qū)動電路很簡單。它的開關(guān)時間很快，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)斷存儲時間和電流下降時間為別為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)定的安個工作區(qū)，較高的效率，驅(qū)動電路簡單等優(yōu)點。
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，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)的器件也已進入實用。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)動電路、過壓過流保護、電流檢測甚至溫度自動控制等作用都集成到一起，形成一個整體，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，直流傳功的變換器主要是相控整流，而交流變頻船動則是交一直一交變頻器。當電力電子器件進入第二代后，更多是采用PWM變換器了。采用PWM方式后，提高了功率因數(shù)，減少了高次諧波對電岡的影響，解決了電動機在低頻區(qū)的轉(zhuǎn)矩脈動問題。
但是PWM逆變器中的電壓、電流的諧波分量產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動作用在定轉(zhuǎn)子上，使電機繞組產(chǎn)生振動而發(fā)出噪聲。為了解決這個問題，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，德國學者F，Blaschke發(fā)表論文闡明了交流電機磁場定向即矢量控制的原理，為交流傳動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機的控制方式，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，實際上是把異步電動機的物理模型設(shè)法等效地變換成類似于直流電動機的模式，這種等效變換是借助于坐標變換完成的。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)子回路時間常數(shù)的影響。加上矢量旋轉(zhuǎn)變換的復(fù)雜性，使得實際的控制效果難于達到分析的結(jié)果。
4 通用變頻器開始大量投入實用
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進行控制，采用了磁通補償器、轉(zhuǎn)差補償器和電流限制拄制器，具有挖土機和“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。第三代為高動態(tài)性能矢量控制型。它采用全數(shù)字控制，可通過軟件實現(xiàn)參數(shù)自動設(shè)定，實現(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控制動技術(shù)而得以提高。
電氣工程及其自動化技術(shù)畢業(yè)論文范文二：試論電氣工程中自動化技術(shù)
摘要：本文就電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的設(shè)計理念、電氣自動化技術(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化的發(fā)展及應(yīng)用趨勢三個方面進行了簡要分析。
關(guān)鍵詞：電氣自動化;電氣工程中;應(yīng)用
中圖分類號：TU885文獻標識碼： A
一、電氣工程以及電氣自動化的概念
1、電氣工程中的自動化涉及電力電子技術(shù)，計算機技術(shù)，電機電器技術(shù)信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，機電一體化技術(shù)等諸多領(lǐng)域，其主要特點是強弱電結(jié)合，機電結(jié)合，軟硬件結(jié)合。電氣工程及其自動化技術(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)、計算機技術(shù)則為其主要技術(shù)手段，同時也包含了系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、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)通常以電壓等級為分層標準。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)濟要求組成的一個同一系統(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、安全自動裝置、通信，以及各種自動化系統(tǒng)等用于保證主系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、正常運行的設(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)濟地實現(xiàn)生產(chǎn)、輸送以及分配電能，滿足國民經(jīng)濟和人民生活
二、電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的設(shè)計理念
1、遠程監(jiān)控技術(shù)運用
遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過一個電腦終端對所有其他地方的設(shè)備進行控制的技術(shù)，通過設(shè)置遠程監(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用等方面支出，使電氣工程實現(xiàn)少投入高產(chǎn)出的高效益生產(chǎn)模式。 同時，電氣工程中使用遠程監(jiān)控系統(tǒng)能夠脫離空間的限制，靈活的運行。 但是，遠程監(jiān)控在通訊量大且信號較差的地方會影響其監(jiān)控功能。 因此針對有些電氣工程規(guī)模和通訊量都比較大等特點，遠程監(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比較小且信號好的小規(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)計比較容易、操作比較簡單且日常維護方便都比較容易等特點。 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。 集中式就是在一個系統(tǒng)中對全部項目運行進行處理。 由于之間的單獨散亂的監(jiān)控需要用到多個處理器， 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，會造成系統(tǒng)引入安全性和可靠性低現(xiàn)象。 同時，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)地比較硬在連接時其緊密度比較弱，因此，常出現(xiàn)連接點連接失靈的問題， 直接影響整個電氣工程的所有設(shè)備在一段時間內(nèi)無法運行，短時間的暫停運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)，實行統(tǒng)一監(jiān)控，不但使電氣工程處于一種有序運行的模式，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)是當前電氣工程使用最為廣泛且有效性最高的一項技術(shù)。 它的主要工作原理是根據(jù)電氣工程實際的不同間隔采取相對應(yīng)的措施，其監(jiān)控具有較好的針對性。 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)擁有遠程監(jiān)控技術(shù)的特點， 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，由于設(shè)備之間主要是通過通訊網(wǎng)絡(luò)信號設(shè)備相互連接，其獨立性和靈活性相對比較強，一個設(shè)備出現(xiàn)故障不會波及全部設(shè)備，提整個電氣工程的安全性和可靠性。
三、電氣自動化技術(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)的自動化管理方式上來，借助于自動化管理及控制系統(tǒng)同現(xiàn)場變送器的相互配合，實現(xiàn)了對上百個流量、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量及投資額。從工程管理方面而言，管理過程中應(yīng)對施工資料、系統(tǒng)程序、隨機文件以及調(diào)試和校驗記錄等環(huán)節(jié)給予足夠的重視，因此，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了從開工、安裝、調(diào)試、護航、培訓、交接一直到售后環(huán)節(jié)微機管理程序的提供，這種微機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
對于電網(wǎng)調(diào)度而言，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(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)實現(xiàn)了電網(wǎng)調(diào)度過程的自動化，并實現(xiàn)了發(fā)電廠、下級調(diào)度中心及變電站終端之間的有效的連接。由此可知，電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)﹄姎庀到y(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時性的評估，并以所累計數(shù)據(jù)為依據(jù)對電力負荷進行有效的預(yù)測，以此為基礎(chǔ)對經(jīng)濟進行調(diào)度，并實現(xiàn)發(fā)電控制過程的自動化，電氣系統(tǒng)應(yīng)對數(shù)據(jù)進行實時性采集、處理及監(jiān)控，并在獲取數(shù)據(jù)支持的狀況下進行電網(wǎng)運行及安全狀況的有效把握，盡可能使其適應(yīng)現(xiàn)代化市場運營的實際需求。
3、在化工生產(chǎn)單位電廠分散測控系統(tǒng)中的應(yīng)用
對于化工生產(chǎn)單位電廠分散測控系統(tǒng)而言，其實際應(yīng)用時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)過程進行應(yīng)用，并可對設(shè)備運行狀態(tài)及其相關(guān)參數(shù)進行實時性的顯示、打印及信號的輸出，并由此進行執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動，實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的檢測、聯(lián)鎖性保護及其控制。對于工作站而言，其主要包括了工程師及運行員兩種工作站，主要負責提供人機接口。由過程控制單元向運行員工作站進行信息的發(fā)送，同時接受由工作站發(fā)送來的指令。工程師工作站主要負責為工程師進行設(shè)置、診斷及維護方式的提供。
四、電氣工程中電氣自動化的發(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)備安裝地點間相距可達幾十米甚至可達幾百米之遠，其二者間的連接常借助于大電流對電纜及強信號電力電纜的控制而實現(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，對一次設(shè)備結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，常需要借助于二次設(shè)備的功能時間來實現(xiàn)，因此實現(xiàn)了控制電纜及電力信號電纜量的大幅度節(jié)約。
2、一次設(shè)備在線監(jiān)測的實現(xiàn)
對于諸如發(fā)電機、短路器及變壓器等的一次設(shè)備而言，常需對其中某個重要參數(shù)進行無間斷檢測，因此，要求既要能夠?qū)υO(shè)備在線運行狀態(tài)進行監(jiān)視，還要可以預(yù)測其中某些參數(shù)的重要變化趨勢，以便對設(shè)備發(fā)生故障的可能性進行判斷，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，電氣與自動化技術(shù)的作用體現(xiàn)在它面向整個工業(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，強調(diào)符合技術(shù)的應(yīng)用，提升電氣工程與自動化工作人員的實踐能力，在以工程為背景的前提下，把理論和實際相聯(lián)系，對知識加深掌控，清楚認知學有所用。電氣自動化作為當今最富有開發(fā)前景、最充滿活力和最富有生機的綜合性學科與眾多高新技術(shù)的合成，應(yīng)用非常廣泛，幾乎應(yīng)用到當前國民經(jīng)濟中的各個相關(guān)領(lǐng)域。
參考文獻
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