电气传动技术的发展现状与趋势研究

贾树理

（河钢集团衡水板业有限公司，河北 衡水053000）

现代工业的生产方式和设备的性能在信息技术和网络技术的推动下逐渐向自动化和智能化发展，电子技术就是基于现代技术发展背景下所产生的技术，其在很多行业中都实现了多种功能的应用，很多人将电子技术的发展比作是一场新的技术革命。电气传动技术的发展是以电动机为动力的生产和生活领域的体现。

1 关于电气传动技术的相关介绍

1.1 电气传动技术的概念

从概念角度来，电气传动技术是属于计算机控制的自动化技术组成组成部分当中的动力传动，可以说是技术控制和生产的重要桥梁。对于电气传动技术的研究始于20 世纪初，主要研究的方向是利用电动机控制物体或生产机相应的指令要求进行运动和动力的传送。而后，随着传感器技术和自动控制理论的不断研究与开发，电气传动技术也由最初继电、接触、手动控制的简单设计逐渐向更加具有技术性的闭环连续控制系统发展，在技术结构上也更加复杂。现代工业生产当中，对于电气传动技术的概念总结为通过电动机将电能转化为机械动能实现带动多种类型和不同结构机械设备的技术，主要包括运输车辆、生产机械设备和一些生活用的机械装置等[1]。自电动机发明以来，电气传动技术被广泛的应用于各行各业的很多领域当中，包括电力行业、水利行业、现代化工、工业制造业、机械制造业、煤炭石油等多项开采行业当中，逐渐发展成为现代工业的重要技术基础。而随着现代的传感技术和电子技术以及信息技术的快速研发和广泛应用，电气传动技术也逐渐开始向新的领域与先进技术层面迈进，向智能化控制发展。

1.2 电气传动技术的分类

目前工业生产当中所使用的电气传动技术装置主要按照电动机类型进行分类，主要可以分为直流电气传动技术和交流电气传动技术，主要的区别在于电能的产生是源自于直流电动机和交流电动机。20 世纪80 年代是属于电气传动技术类型的分水岭，在80 年代之前一直使用直流电气传动技术，其具有极高的运行性能和可靠性，一度成为80 年代前的电气传动技术应用的主要技术类型。但任何技术在实际的应用过程中都会存在一定的缺陷和不足，并且在技术的局限性限制下无法得到有效的完善，直流电动机是直流电气传动技术当中主要使用的动力能，其局限性在于容量、电流和电压的上限值。而发展到上世纪80 年代后期，随着计算机控制技术和电力电子技术的发展与应用[2]。交流电气传动技术在实际的生产过程中应用范围逐渐扩大，并且以其性能上的优势在电气传动领域当中逐渐开始得到人们的认可。

2 电气传动技术的发展现状

直流电气传动技术含有三种调速方式，主要分为弱磁升速和调压调速以及变电阻调速。目前应用比较广泛的是调压调速，其主要原因在于现代工业机械制造业的低压供电系统使用的是交流供电。直流电气传动技术的发展主要是从开环控制、单闭环控制到多闭环控制、硬件控制、软件控制，发展到现代使用的是模拟电路控制和数模电路混合控制，发展到数字接入控制，而最终的发展水平达到了大规模的集成电路控制。

而交流电气传动技术按照交流异步电动机的类型也分为三种调速方式，主要包括了转差功率回馈型调速、转差功率消耗型调速、转差功率不变型调速等三种，就目前应用效果和较为广泛的调速方式为转差功率不变型调速。从其发展现状来讲，主要的发展历程可以概括为分立元件电路控制、小规模集成电路控制、大规模集成电路控制，然后是硬件控制软件、控制模拟电路控制数字电路、控制转速开环的恒压频比控制、转速闭环转差频率控制、矢量控制、解耦控制，最终到模糊控制[3]。

从电气传动技术控制的主要措施来谈电气传动技术的发展现状，机械控制是最早的自动化控制措施，随着科学技术的进步逐渐被电子控制和电气控制所取代。技术的推广和实际应用以及经济水平的不断攀升，人们开始更加注重对成本的有效管理和实际机动性的考虑以及节能降耗和效率方面的提升，由此也使得大规模集成电路的微处理器逐渐了实现了更加广泛的推广应用，对电子控制的发展起到了极大的推进作用。当前在工业机械制造业当中的电气传动系统控制器早已实现了以微处理器为核心的数字化控制应用，并且逐渐成为主要和比较常用的电子控制方式。从技术应用特性来讲，电子控制技术和模糊控制方式在其适用性和实际应用效果方面都各有优势，但现代人们在生产当中对数字控制更为青睐，主要原因在于数字控制系统能够针对其运行过程中所产生的问题或故障进行自我检测和自我诊断，并将实际检测到的故障信息进行反馈，利用数据库进行诊断结果的有效性分析，很大程度上能够提高检测效果的准确性和诊断过程的智能化，此外，数字控制器也能够实现更多种类控制指令的可靠性执行。

在交流电气传动技术的发展方面主要可以从交流变频调速方式的发展进行阐述。小功率晶体管和普通晶闸管的实用化，使得交流变频调速方式具有极好的制动性能和低能耗优势，因此也使得交流变频调速为主要运行方式的交流电气传动技术逐渐成为主要应用的调速方式。而且交流变频调速能够同时进行处理信息的可靠传输和电能转换为机械能的效率提升[4]。所以进行的来对于交流电气传动技术的研究主要放在了智能功率模块和新型的嵌入式控制器件的研究，同时也开始进行硬件与软件开发相关技术难题解决方案的制定，交流电气传动技术逐渐向大容量以及特大容量等级的方向发展，同时也开始注重长期连续运行可靠性提升方向的研究。相比于直流电气传动技术调速方式，交流电气传动技术方式在控制方面具有更加优越的性能，其所具有的异步电动机能够最大水平的提升整个系统的可控性[5]。

3 电气传动技术未来的发展趋势

未来电气传动技术的发展趋势，结合现代时代的特点以及实际的生产需求可以看出，主要是实现电气传动技术的智能化，系统化以及集成化和生态化发展。从系统的整体性，会将电网整流器控制系统以及生产机械、逆变器通过技术手段进行不断的融合，最终实现整个系统的集成化和智能化，而且由于环保理念和绿色生产理念的推行，人们开始将研究重点放在绿色环保电能交流器的开发。并有效地调整和优化交流器的功率因素，使其减少负载达到降低对电网运行影响和电动机损害的目的。进而实现电气传动技术实用性的增强和智能化水平的提升，以及信息化交流化、数字化、集成化、生态化的融合发展[6]。

4 结论

本篇文章首先介绍了电气传动技术的概念和实际的分类，并阐述了电气传动技术的各项控制系统措施的应用，也分析了电气传动技术当前的发展现状，并结合现代电气传动技术的研究方向和这项科学技术领域对电气传动技术的应用需求讨论了电气传动技术未来的发展趋势。随着社会的发展和经济水平的不断提升以及现代信息技术的研发与应用，我国对于电气传动技术的研究也会逐渐向更加先进和具有极高实用性的信息化智能化方向持续迈进。同时，为将电气传动技术的性能和运行可靠性以及多项实际应用需求做到有效的提升和更好的满足，对其进行网络化、智能化控制的管理技术将会得到重点的研究，以期能够为我国的工业现代化生产和经济建设提供有力的支持。