应用电子技术在电气工程中的应用解析

应用电子技术在电气工程中的应用解析

王华鹏

南京技师学院     江苏省南京市

摘要：随着我国科技水平的不断提升，电子技术取得较好的发展，当前已经成为高新技术产业的核心，广泛应用在多个领域中，尤其是在工业、国防业，以及国民经济中发挥着重要作用。

关键词：电子技术；电气工程；应用

1 电子技术基本概念与发展特点

1.1 电子技术简介

电子技术是指一门专门研究电子元件与元器件电路构造和运用的科学技术，目前电子技术主要有信息电子技术和电力电子技术这两大块范畴。由于现代科技的迅速发展，电力电子系统也逐步向自动化的方面发展。电力电子系统具有可靠性高、节能效果明显等特点，目前电子信息技术已经渗透到工业生产和电能输送等领域，并发挥了巨大作用。在不断发展和进步的过程中，电力电子技术和信息电子技术之间相辅相成、共同进步。信息电子技术领域可分割为数字电子技术与模拟电子技术两大部分，而电力电子技术是现在电力系统的基石。在电力电子技术方面，转换的“电力”与电力系统中的“电”并不相同。虽然它们都有“电”这个词，但是后者比较具体，特别是电力网的“电”，而前者的范围更广。简单来说，就是将利用电力电子器件技术来改变和操作电能的技术称为电子技术。

1.2 电子技术的发展历程

19世纪末电子技术开始腾飞发展，在当时迅速地成为一种新兴技术并引起了重视。早在20世纪初，真空管被引入到通信和无线电领域中，电子技术便开始出现在电力领域，成为同类技术中的第一个。晶体管诞生于20世纪中叶，引发了电子学领域的电子技术革新。在20世纪下半叶，第一个用于电力领域的装置是硅二极管。七十年代末，全控型器件开始出现。硅二极管是在晶体管发明的基础上发展起来的，其发明是电子技术发展历史上的重大突破，对我国电力电子技术发展具有重要意义，推动电力技术发展再上新台阶。

20世纪80年代末，绝缘栅双极晶体管(IGBT)带来了一场新的改变。IGBT将MOSFET与GTO的优点结合在一起，在许多应用中得到了广泛的应用，一直到今天，这些技术都在不断地发展和完善。一方面，由于负载的变化，会造成开关的频繁切换；另一方面，传输过程中工作设备的损失也在迅速攀升。为了降低开关的损耗、延长开关的使用寿命，软开关技术应运而生，开发了以零电压开关和零电流开关为基本形式的软开关技术。

1.3 电子技术的特点与发展方向

电子技术的特征和发展方向有如下四个方面：①通过对大数据的精准分析，信息管理工程技术已经广泛应用于生活的方方面面；②工业生产中的大规模非手工化工作将由机器人取代，同时机械工业的生产方式也发生了巨大的变化；③电子信息识别、智能信息抽取和传输；④通过信息化、智能化环境实现机械过程的自动控制。

2 电子技术在电气工程中的实际应用

2.1在软开关控制装置的应用

我国电子技术及系统在改革及创新过程中，电力系统中的电磁兼容及效率标准更为严格。针对该问题，电力系统应当在电力装置上作出调整，向轻量化及便捷化的方向发展，促进电力系统稳定及安全运行，传统电力系统通过开关对电力成本进行控制，提升负荷控制效果，避免开关装置大量损耗，降低开关使用寿命及电力效率，降低电磁干扰，避免对电力系统产生巨大的影响，以免企业发生严重的经济性损失。软开关往往没有机械触电，不会发生氧化问题，软开关在应用后，有利于控制电路，保证电气控制的稳定性及安全性，使复杂的控制要求实现。

2.2 在电路保护装置的应用

电气系统运行中常见故障性问题，易发生过电流现象。传统电气控制过程中，针对此类问题往往将熔断器切断，通过电流继电器完成系统保护。但电气控制系统不断转化升级，电子器件体积随之缩减，功率增加，传统电气控制模式已经无法达到保护电气控制系统的目标。电子技术可以将此类问题成功解决，设置专项化的保护电路，根据系统实际情况完成实时数据断电处理，避免在发生故障时数据丢失，整体电气系统运行更为稳定。

2.3 在高压直流输电技术的应用

电力系统中通过交流电压输出方法可能发生大量的电能浪费，大量的电能浪费使企业的经济利益受损。对此，在电力系统中多通过直流输电方式保证电压及电流远距离控制。高压直流输电中，将过往的交流电转变为直流电，将电力输送到变电站，变电站将直流电转变为交流电，保证人们生产及生活正常用电要求。通过直流电输电技术达到逆电流转化的目的，将电力快速输出给用户，该技术简化电流控制流程，进一步提升工作效率。

2.4 在跨平台控制中的应用

现阶段，电气控制系统积极使用计算机技术及自动化技术完成控制，对此，应当根据电气控制系统实际情况选择计算机设备，对计算机系统进行优化，保证电气控制系统性能充分发挥。计算机硬件设备存在差异，在各个系统间会设置数据库，根据上下层关系完成连接，达到分层控制目标，保证电气控制系统安全性。中间框架的意义在于数据转化，还需通过数据处理模块达到数据储存及信息互通的目标，在数据信息处理过程中，对自身数据展开预处理，降低设备之间的数据差，便于保护电气控制系统，完成各个设备的相互通信。电气控制系统具有显著优势，在电气控制系统中应当建立互通性平台，根据一体化处理方式对系统问题进行修复，提升电气控制系统的整体安全性。

2.5在安全保护中的应用

2.5.1 过电流保护系统

电气设备所有元器件在运行时产生的电流具有数据方面的差别，若供电与电流控制器相关设备进行电流控制时，没有在元器件电流应用要求上加强电流控制，便会出现短期内元器件破损的现象。电气设备元器件的设计与应用，其中设计环节必须要综合分析电流波动可能在元器件方面造成的影响，这就需要控制好上限值。若发生电流冲击，可以在短期内调整电流数据，并恢复为正常值。那么电气设备元器件也可免受影响，保证完整性，也不会发生过度老化与过多损耗的问题。若遭遇电流冲击，且产生的实际电流参数便会超出上限值，导致电气设备元器件受损，甚至会影响到其他设备。

针对电气设备采取过电流保护方法，需要用到电流继电器和接触器，通过闭合设计控制好电流数值。若发现电流数值已经超出了额定值，便要马上切断电路，调整电流转换率，改变供电线路，达到电气设备元器件的保护目的，避免电流波动或者电流冲击，导致电气设备运行受到影响。

2.5.2 过载保护系统

对于所有电气设备故障，运行过载相对常见，导致该问题的原因包括长期使用构件导致出现老化与磨损，或者是电压增加引发元器件温度提升。为此，面对上述问题，建议通过过载保护这一方式，加强系统运行的安全性和可靠性。对比过电流保护系统和过载保护系统，后者主要是利用判断电流参数、电压值以及元器件设备温度达到监控的目的，若发现电气设备中的设备模组参数运行异常，便可利用熔断器与短路保护中断装置，将电路系统切断。按照电气设备的应用要求，过载保护系统还可以选择热继电器，以免设备过载损坏设备模组内其他的元器件。

3结语

在我国科技与工业持续发展背景下，电气工程技术的发展也加快了脚步，电气工程是我国实现工业化发展的必然途径，能满足社会各个领域以及各个行业的更多需求，因此我们要展望未来的发展趋势，通过深入分析电子技术的应用，使技术人员能够全面掌握其技术要点和技巧，进而发挥出应用电子技术自身优势，探索出能够满足时代发展需求的技术方法，构建出一套完整的电气工程系统，为电气工程稳定发展奠定坚实的基础，进而推动我国社会主义现代化工业的发展。

参考文献：

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[2]叶云松.电子技术在电气控制中的应用研究[J].冶金管理,2020(07):110+112.

[3]甘雨田.浅谈应用电子技术在电气工程中的应用[J].计算机产品与流通,2020(02):82-83.