试论电力电气自动化元件技术

一、电力电气化研究的重要意义
　　市场经济的核心是市场，企业的生产是为论文联盟http://了市场的需求而存在的。因此，只有提高企业的电力电气自动化程度，才能满足市场对产品的大需求，提高企业的市场份额。同时能够保证产品的质量，减少设备的故障发生和产品次品的产生，提高生产的安全性。
　　 通企业提高企业生产的电力电气自动化，可以有效的提高工作的可靠性，提高运行的经济性，保证产品质量，提高劳动生产率，改善生产劳动的条件。提高企业的电力电气化程度，可以从改善电力电气自动化元件的技术方面着手，这是一个最基本的手段。
　　二、主要的电力电气自动化元件技术
　　目前电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展，原有的电力传动（电子拖动）控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。它的研究对象已经发展为运动控制系统，下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。
　　1、全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管
　　20世纪50年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。晶闸管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。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。随着交流变频技术的兴起，全控式器件———gtr、gto、p-moseft等相继出现了，这是第二代电力电子器件。
　　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。www.11665.com
　　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。而且它的通态压降比普通晶闸管高，约为2~4.5v，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/μs，后者约为
　　500v/μs，这就需要一个庞大的吸收电路。
　　功率mosfet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。igbt是p-mosfet工艺技术基础上的产物，它兼有mosfet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p-mosfet低，但比gtr快；其通态电压降与gtr相似约为1.5~3.5v，比p-mosfet小得多，其关断存储时间和电流下降时间分别为为0.2~0.4μs和0.2~1.5μs，因而有较高的工作频率，它具有宽而稳定的安全个工作区，较高的效率，驱动电路简单等优点。
　　2、变换器电路从低频向高频方向发展
　　电力电子器件的更新使得由它组成的变换器电路也相应的更新换代。电力电子器件的第二代，很多的是采用pwm变换器。采用pwm方式后，提高了功率因数，减少了高次谐波对电网的影响，解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。
　　 由于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。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。1986年美国威斯康星大学divan教授提出谐振式直流环逆变器。传统的逆变器是挂在稳定的直流母线上，电力电子器件是在高电压下进行转换的‘硬开关’，其开关损耗较大，限制了开关在频率上的提高。这样，可以使逆器尺寸减少，降低成本，还可能在较高功率上使逆变器集成化。因此，谐振式直流逆变器电路极有发展前途。