摘要：近年来，电子传动控制系统随着电子信息技术的发展也在不断改进，自动化的趋势也越来越明显，电气传动控制系统的出现，使得很多领域中的工作有了进一步的提升，社会的生产效率进一步提升。为了能够优化电气传动系统，降低运行成本，促使其发挥最优性能，加强对电气传动自动控制系统的研究势在必行。本文将对数据控制与通讯系统、电力电子变换器、可控交流电气传动技术以及交流调速矢量控制系统优化进行相关探讨分析，从而推动电气传动自动控制技术的进一步发展。
关键词：机电一体化；电气传动系统；自动化控制；系统优化
现代电气传动作为一门全新学科，发展历史悠久，早期已经出现雏形，随着科学技术的发展，推动电气传动技术不断进步。电气传动系统作为与我国国民经济、人民生活息息相关的技术，被广泛应用于轻工、冶金等众多领域。因此，电气传动系统具有十分重要的作用和地位，对其进行深入研究十分必要。
一、电气传动自动控制系统优化设计概述
电气传动系统又称电力拖动系统，是以电动机作为原动机的机械系统的总称。其目的是为了通过对电动机合理的控制，实现生产机械的起动，停止，速度、位置调节以及各种生产工艺的要求。随着技术的进步及社会对环保、节能要求的日渐严格，电气传动系统在社会各方面的使用越来越广泛。如何优化、设计电气传动系统，以实现更低廉的成本、更好的性能就具有十分重要的意义。近年来许多新理论新策略应用于电气传动系统中，并获得了良好的效果。但对大部分系统而言，其基本的闭环控制结构、利用调节器对控制对象进行校正以使系统符合要求的方法基本未变。我国电气传动系统在实际设计中仍然是主流设计方法。如何设计出优秀的调节器依然是电气传动系统优化设计的主要内容。目前电气传动系统控制器的主要方式已经是以微处理器为核心的数字控制方式。作为最为常用的电子控制方式，数字控制和模拟控制具有不同的适用范围和优点，但毋庸置疑地，数字控制正在不断取代模拟控制：数字控制系统能够进行故障的自我诊断，从而提高诊断结果的可靠性和诊断过程的智能化；数字控制器能够实现模拟控制所无法实现的多种复杂控制策略。
二、电气传动系统数据控制与通讯系统优化
最早的自动控制手段为机械控制，在这之后，电气与电子控制才逐步诞生。其中，在现代电气传动控制技术当中，电子控制所占的比例最大，电子控制方法主要有两种形式，这两种形式分别是模拟控制以及数字控制。现代电子传动控制器主要是以微处理器为核心的数字控制。计算机除了有计算功能以外，还具有逻辑判断以及数值运算这两种功能，因此，和模拟控制相比较，电子控制有着以下两个有点：第一是电子控制能够对比较复杂的系统来进行控制，这一点是模拟系统没有办法做到的。第二是数字控制可以对出现的故障进行自行诊断，对诊断过程的智能化进行提高。而在模拟控制当中，一般是运用闭环控制来对系统的稳定性进行提高。如果这个时候的系统受到外界因素的干扰，系统的输出量又重新回到以往的数值。在这个过程当中，如果输出量超调，则会出现系统振荡情况，如果比例太强，系统就不能正常工作。在偏差过大时，可以让比例发挥作用，这样就可以对误差进行迅速减少，等偏差降到一定程度之后，再投入积分，可以把稳定误差进行消除，以此达到对系统的控制性能进行提高的目的。
三、电力电子变换系统优化
电子电子技术是对信息流和物质流进行衔接的纽带，如果缺少了电力电子变换器，那么信息都不能用来对物质生产进行控制，而只能是信息。当前，电力电子技术正处于发展和上升期，也在不断涌现出全新的电力电子器件以及变换技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电力电子器件的发展经历了晶闸管、GTR与GTO以及GBT三个平台。现如今市场上的IGBT在电压以及电流容量上非常有限，只能供中小容量的低压电气来进行使用。如果遇到大容量的电压，运用GTO还是非常有效果的。基于此，世界上很多电子企业都开始对高压功率的开关器件进行开发，目前已经问世的IGCT、IEGT以及3300-6000V的IGBT等都可以供中压以及超大容量的电气传动使用。随着时代的不断发展与进步，电力电子变换器要向着模块化、集成化、高频化以及全新化的方向迈进，以为电气传动的信息化以及智能化控制打下坚实基础。
四、可控交流电气传动技术优化
19世纪先后诞生了直流以及交流这两个电气传动。由于直流传动的可控性能非常优越，当前被广泛应用于高性能的可调速传动机中，而那些不变速传动则运用交流电机，这种分工在当时也被认为是正确的格局。这种情况直到20世纪70年代才被打破，随着电力电子交换器的诞生，交流笼型电机由于有着简单的结构、低廉的成本、可靠的工作效能、方便的维护、很高的效率以及较小的转动惯量而迅速在可调速领域当中得到广泛应用。这之后，交流调控传动开始沿着一般性能的节能调速与工艺调速、高性能的交流调速系统以及大容量、高转速的交流传动这三个方向发展和应用。当如今，我国使用了变频调速之后，对电能进行节约的效果非常明显，在实际的电气传动控制当中，在风机、泵以及压缩机中使用的电动机就大概为40%，而实际对变频调速进行应用的却只有5%左右。在对变频调速进行使用以后，一些设计上的观念也开始转变，以往在对电动机进行设计的时候通常要对气动转矩进行考虑。由于对气动电阻进行增加就会对气动转矩进行增大，在进行启动的时候，磁场就会切割转子，产生集肤效能，就会把转子电流在外绕组中进行排出，外绕组中就会产生很大的电阻，那么这样一来，就会加大定子，要增加材料也就增多，重量也就增加。而在变频调速出现以后，电机的气动转矩就会随着频率的变化而变得比较大。这样就可以在电机设计思想上对转矩的限制进行摆脱，根据新的变频调速来进行重新考虑，不仅提高了电机效率，而且还使电动机趋于小型化，这是我们利用变频专用机比较高效的思路。
五、交流调速矢量控制系统优化
交流调速系统是非线性模型，具有极强的耦合特征，分析研究难度较大。交流调速系统作为整个电气传动系统的重中之重。矢量控制方法作为一种新型分析研究方案，将二者结合在一起能够更好地反映出交流调速的优势和性能。因此，实现交流调速系统矢量控制的关键和重点是要通过坐标进行旋转变换，并将定子电流的励磁分量与转矩分量解耦，简而言之，就是目前现行的直接测量以及间接观测转子磁链分析方法。随着科学技术不断发展，电气传动系统的设计方法会越来越多，能够在一定程度上推动我国电气传统系统进一步发展，逐渐为更多领域做出贡献。
六、结语
随着我国电气传动技术的进步，以及研究的不断深入，电气传动控制系统也会不断优化，其性能也会不断得到提升，未来的电气传动系统将会更加科学。机电一体化从设计以及后续整体步骤对其进行综合化的管理，要结合其设置以及对装置的控制状态灯，从而有效地将预防活动和维护活动密切的联系到一起。确保体系能够在合理的状态下安稳的运作，确保体系能够朝着更加合理有效方向迈进。
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论文作者:林尤欢
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
标签：电气论文; 系统论文; 传动系统论文; 电气传动论文; 转矩论文; 变换器论文; 自动控制论文; 《电力设备》2019年第1期论文;