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淺談電子技術應用:電子技術在工業工程里的應用

引言

不斷發展成熟的科學技術是推動現代社會持續前進的動力源泉。隨著我國社會主義現代化建設事業的深入推進,大量先進技術深入各行各業,在國民經濟發展建設和改善人民生活方面發揮了巨大的作用。我國是以工業為主的社會主義國家,工業生產在國民經濟體系中占據主導地位。工業也是先進科學技術應用范圍最廣,程度最深的領域之一。工業現代化是我國社會主義現代化建設的主要組成部分之一,也是我國現代化事業的重要基礎。由于歷史原因,我國工業現代化整體水平較低,和國外先進國家相比,差距尤其明顯。改革開放30多年來,我國工業現代化建設事業實現了突飛猛進的巨大進步,在某些領域已經追上先進國家的腳步,甚至取得了一定優勢。但整體水平的追趕,依然需要漫長的過程和時間。在工業現代化建設進程中,自動化控制是一項不可或缺,也無法規避的關口,自動化控制水平是一個國家工業產業發展水平和綜合國力的重要體現,也是實現工業現代化的重要支撐。電子技術是自動化控制得以實現的技術基礎,要推動工業自動化,就必須從發展電子技術著手。

1電子技術概述

1.1電子技術的基本內涵

電子技術是在自然科學完善和成熟過程中所形成并在自然科學發展到一定水平后正式確立的。電子技術的正式出現,起源于機械工業發展到,人們急需一種新的技術作為提高生產效率的方法的時期。電子技術的形成,契合了經濟發展的規律,適應當時市場需求,一經出現就獲得了快速的發展,成為人類發展史上一座里程碑。以此為開端,發展誕生出一系列在人類史上舉足輕重的重要技術,計算機就是其中一項重要發明。計算機的出現,是數學和機械的高度融合,它標志著自動化控制得以實現的可能,宣告了信息時代的到來。電子技術短短一百來年發展歷史中,經歷了多次變革。每一次變革都是對電子技術的一次突破。電子技術依托電子元器件來實現功能,因而電子元器件的性能水平和工藝質量對于電力技術的發揮有著至關重要的影響。在電子技術剛剛出現的時代,由于設備技術水平不高,很多功能只能停留在理論階段,沒有在工業領域進行大規模應用。但就是這樣,電子技術的優勢也引起了人們的足夠重視,隨著科學技術的發展,特別是電子元器件質量的改進,電子技術在工業領:請記住我站域名域獲得了越來越廣泛的應用。

1.2電子技術特點分析

自動化是電子技術較大的優勢和特點。電子技術的具體應用,往往通過智能芯片等設備來實現,如果在工業生產過程中,應用電子技術,對于提高生產效率十分有利。生產效率是現代化大生產高度重視的一項關鍵指標。電子技術這個特點,受到了相關技術人員和企業管理者的高度重視,大量資源被投入到電子技術研究開發工作中。隨著電子技術在工業領域應用的發展,在生產效率之外,加工精度也成為電子技術發揮優勢的一項內容。隨著工業水平的提高,產品結構越來越趨于復雜,加工精度越來越高,傳統的加工方式已經不能適應當前生產需求,比如近期的半導體加工工藝已經達到了納米級別,這種級別的加工精度是人工機械加工所無法企及的,必須依靠電子技術。經由電子技術構成的精密系統對原料進行加工,達到設計的精度標準。電子技術的形成和發展,突破了傳統機械加工技術的精度瓶頸,將生產力水平提升到一個前所未有的高度。電子技術出現后,工業產品生產效率和加工精度水平實現了飛躍,發展進程得以加快。

1.3關于電子技術的發展前景展望

時至今日,電子技術已經廣泛應用到工業生產的各個領域,在社會的各個方面都能夠看到電子技術的身影。隨著市場競爭日益激烈,對生產力有極大促進效用的電子技術受到企業家的廣泛青睞,因而成為市場上的主流技術之一。電能作為現代社會最主要的能源種類,應用范圍覆蓋社會生產、人類生活的各個方面,這給電子技術的應用創造了寬闊的發揮空間。未來,電子技術在工業領域的應用發展趨勢包括以下幾個方面。

(1)電子技術的應用范圍會進一步擴大,從電子技術自身所占產業,向相鄰產業鏈逐步擴展,必將遍及工業生產和制造業的絕大部分。

(2)電子技術是門基礎學科,它的發展和完善,對于許多先進科學技術都有促進作用。其中,通信技術和電子技術的發展水平結合程度很深,許多通信領域的難題都依賴于電子技術的發展來解決。計算機領域同樣如此,電子技術與計算機技術進行有效結合,從而實現了軟件技術以及單片機等遠程技術的發展。

(3)隨著社會的發展,特別是智能化的理論的出現,為電子技術指明了發展方向,也提出了更高的要求。電子技術必須實現自我突破,在更高的領域發揮自己的作用,從而實現占有更大的市場發展空間。綜上所述,電子技術未來發展前景十分廣闊,無論經濟效益還是社會效益都非常令人期待。

2電子技術在工業工程領域的應用分析

一是在工業工程控制領域中的應用。大量電子技術的應用,使得信息化、自動化、智能化控制成為可能。國外先進國家的高水平生產力與其大量應用自動化控制管理有著密不可分的關系。我國自動化技術尚處于起步階段,產業結構、制度保障、人才培養等相配套體系尚未建立,但經過幾年的發展,也已經取得階段性成效。根據企業生產實際,按照科學的設計方案,使用相應的電子元器件構件成一個系統,覆蓋企業生產流程,從而實現對企業生產工藝過程的有效管理,促進生產效率的提高。二是在工業工程管理中的應用。將電子技術、信息技術、網絡技術、計算機技術與企業管理向相結合,利用網絡平臺,實現企業內部各個管理節點間信息、指令的有效傳遞和反饋,從而將企業管理活動納入有效的控制之中。電子技術在工業管理中的應用包括硬件設施和軟件兩個方面,在實際工作中,需要對這兩個方面進行針對性設計,才能使其作用達到較大化。

3結束語

經歷了一個多世紀的發展歷程,電子技術已經發展到較為成熟的階段,在各行各業都有著很多應用,并建立

了自己不可動搖的統治地位。就現階段而言,自動控制、智能化是電子技術發展的主要方向。當前,我國正在積極推進工業現代化建設事業,電子技術的發展水平直接影響到現代化事業實現的速度和效果。電子技術工作者要充分認識到電子技術在國家發展中的重要意義,正視國內外發展水平的差距,全力以赴推動我國電子技術的發展。相信在大家的共同努力下,我國電子技術事業必將迎來一個發展的春天。

淺談電子技術應用:論現代生活中的電子技術新應用

【摘要】隨著社會進入信息化及電子智能化時代,電子技術發展越來越迅速,應用越來越廣泛,對人類生活的影響也更加深遠。節能減排、保護環境,是全世界、全人類共同關心的問題,也是我國社會經濟發展的重要問題。

【關鍵詞】電子技術;三網融合;光纖到戶;云計算;LED;節能減排;汽車電子;車載網絡

自從上世紀六十年代晶體管發明以來,人類歷史就進入了以電子技術發展應用為標志的歷史時代。進入21世紀,電子技術的迅速發展和廣泛應用,使社會生產力和社會經濟獲得了空前的發展。隨著社會進入信息化及電子智能化時代,電子技術發展越來越迅速,應用越來越廣泛,對人類生活的影響也更加深遠。

1電子技術的發展應用使三網融合成為趨勢

現代電子技術的發展,使數字音視頻廣播將取代模擬音視頻傳輸,形成有線廣播電視網絡;使計算機互聯網成為我們生活的一部分;使電信網絡成為我們賴以交流的平臺。三種網絡相互獨立,即浪費資源,又使各自的發展受到極大的限制。

而將電信網、計算機互聯網和有線廣播電視網三大網絡,通過技術改造、資源整合,從而形成一個能夠提供包括語音、數據、圖像等綜合多媒體通信業務的全國性主干網絡的三網融合已成為必然趨勢。

早在1998年,就有人提出三網融合,此后它被列入我國“十五”、“十一五”規劃以及2009年電子信息產業振興規劃。今年,國務院常務會議決定,加快推進三網融合。并做出規劃:2010~2012年重點開展廣電和電信業務雙向進入試點,2013~2015年實現三網融合發展。之后,又確定了三網融合的十個試點城市。

1.1三網融合的技術基礎是光纖到戶:隨著高清晰度電視、視頻點播、遠程醫療服務等信息服務的逐漸普及與應用,以及金融、證券、企業等用戶對于帶寬需求的與日俱增,需要大帶寬的信息傳輸網絡。

中國電信調查顯示:城市家庭用戶近期需求30兆帶寬;中長期預計需求30~100兆帶寬;而商業用戶需求將達到50~100兆帶寬。如此要求是DSL接入技術無法達到的,但對于光纖接入來說是輕而易舉。

光纖是寬帶網絡多種傳輸媒介中最理想的一種,它的特點是傳輸容量大,傳輸質量好,損耗小,中繼距離長等。

因此,三網融合的技術基礎是光纖到戶(FTTH)。

傳統的光纖活動連接器需要在工廠定制,不能根據施工現場靈活掌握長度,導致左光纖與右光纖需要特殊設備熔接后再進行盤存,然后進行盤纖和固定。這種從“熔接到盤存再到盤纖固定”的傳統接續方式,施工繁瑣,成本高,施工效率較低。

一種解決方案,是入戶光纖機械接續。相比傳統熔接接續方式,光纖機械接續提供了一種簡便、低損耗及低成本的光纖機械接續手段,特別適合于FTTH部署中小芯數,多點分散的光纖接續特點,已成為在FTTH領域取代傳統熔接接續方式的選擇。這種光纖端接插座,是現場安裝光纖連接器。現場制作避免了定制定長線纜存在的布線不靈活、器件穿管隱患、余長管理等問題,節約了安裝及維護成本,提高了安全性。

光纖寬帶不僅讓家庭步入高帶寬的信息化時代,受益更多的是以網絡信息化為主要管理工具的金融、證券、企業等CEO和管理人員。這些單位對網絡帶寬、安全、穩定、高效均有較高的要求。

1.2三網融合的核心技術是云計算:三網融合的最終目標是構建全數據、全融合的國家骨干網絡,除了傳統的視頻、音頻服務外,還要與傳統行業相融合,實現諸如遠程教育、網絡醫療會診、股票信息、交通查詢、廣告投放等更多應用。涉及數據存儲、數據計算、數據再處理、軟件開發、數據傳輸、網絡協同等多個方面。因此,三網融合一個很大的問題是海量的視頻數據,隨時隨地可以編輯,隨時隨地可以調用,隨時隨地產生互動。怎樣才能使這種設備多樣化中的信息渠道多樣化、內容多樣化成為現實,解決方案是建立強大的云計算平臺。

借助云計算技術,可以很輕松地進行融合,使隨時隨地地傳輸調用這種數據能力、計算能力成為現實,并且編織成一張統一的全國性網絡,完成充分的資源整合。因此,云計算使三網融合的到來真正成為一種現實。

云計算是通過互聯網技術的服務方式,向外部用戶提供具有伸縮性、彈性的IT服務。一方面是伸縮性:當你需要IT能力和計算能力的時候,你需要多少就用多少。另一方面是彈性:當你需要計算能力迅速擴大的時候,你仍然可以通過原有的系統得到這個能力。即云計算服務,像軟件平臺、基礎設施一樣,都通過互聯網采用按需和自助方式提供。

所以說云計算包括三個層面:最基礎的是基礎架構及服務,比如windows操作系統都可以通過這種模式得到服務。第二是平臺及服務,云計算的強大就是他做了平臺,在這個平臺之上,可以自由利用這個平臺去開發我們所需的東西。第三個層面是軟件的服務,比如微軟Office,我們可以購買裝到計算機上使用,也可以通過云計算訂購方式來使用。

所以說,云計算技術是三網融合的核心技術。

三網融合將改變我們的生活方式 。最簡單的體現就是三屏融合,即手機、電視和電腦屏的融合。今后手機可以看電視、上網;電視可以打電話、上網;電腦也可以打電話、看電視。

隨之而來的,IPTV、手機電視、移動互聯網、VOIP等新業務將迎來大的發展,人們的工作生活將因此而改變。其中的IPTV(交互式網絡電視),既不是電腦也不是電視機,只是個終端設備,它利用計算機或機頂盒+電視完成視頻接收、節 目點播、視頻廣播及網上沖浪等功能;其中的VOIP,簡而言之就是將模擬聲音信號數字化,以數據封包的型式,在IP 數據網絡上做實時傳遞。三網融合,建立一張統一的全國性網絡,充分地整合資源。我們就可以避免重復安裝浪費資源。

2節能減排戰略使LED技術得到廣泛應用

能源是人類活動的物質基礎。人類社會發展到今天,隨著工業的發展,保護地球環境成為迫切的需要。節能減排、保護環境,是全世界、全人類共同關心的問題,也是我國社會經濟發展的重要問題。

LED能夠將電能轉化為可見光,它改變了白熾燈鎢絲發光與節能燈三基色粉發光的原理,而采用電場發光。據分析,LED的特點非常明顯,除了體積小、耗電量低、壽命長、光效率高、無輻射與低功耗的特點以外,LED光源可利用紅、綠、藍三基色原理,在計算機技術控制下使三種顏色具有256級灰度并任意混合,即可產生256×256×256=16777216種顏色,形成不同光色的組合,變化多端,實現豐富多彩的動態變化效果及各種圖像。

與傳統光源單調的發光效果相比,LED光源是低壓微電子產品。它成功融合了計算機技術、網絡通信技術、圖像處理技術、嵌入式控制技術等,所以,也是數字信息化產品,是半導體光電器件“高新尖”技術產品,具有在線編程、無限升級、靈活多變的特點。

鑒于LED 的自身優勢,目前主要應用于以下幾大方面:

2.1顯示屏、交通訊號顯示光源的應用:LED 燈具有抗震好、耐沖擊、光響應速度快、省電和壽命長等特點。LED顯示屏,不管是室內、半戶外還是戶外用的,都有單色、雙色、全彩等種類。

交通信號燈主要用超高亮度的紅、綠、黃色LED,因為采用LED燈既節能,又,所以,LED交通信號燈正在逐步取代以前的交通信號燈。

2.2LED在 汽車上的應用:汽車用燈包括汽車的儀表板、音響指示、開關背光源、剎車燈、尾燈、側燈以及頭燈等。汽車用白熾燈,抗震性差、易損壞、壽命短,需經常更換。由于LED響應速度快, 所以,可以及早提醒司機,減少汽車追尾事故的發生。在發達國家, LED中央后置高位剎車燈已成為汽車的標件;LED 汽車尾燈模組,可以隨意組合成各種汽車尾燈;此外,汽車儀表板及其他照明部分的光源,都可用超高亮度LED燈。

2.3LED 背光源的應用:LED 背光源中,以高效側發光的背光源最為引人注目,LED 作為LCD 背光源應用,具有壽命長、發光效率高、無干擾和性價比高等特點, 已廣泛應用于電子手表、電子計算機和刷卡機上,LED背光源電視也已逐步取代LCD背光源電視。

隨著便攜式電子產品日趨小型化,LED 背光源更具優勢。因此背光源制作技術將向輕薄型、低功耗和均勻一致方向發展。

2.4LED照明光源:早期的LED 照明光源,發光效率低,只適用在室內場合的家電、儀器儀表、通訊設備、微機及玩具等方面作為指示燈用。

目前,LED 光源替代白熾燈和熒光燈,已從局部應用開始發展。如果LED 光源替代半數的白熾燈和熒光燈,每年節約的能源相當于60 億升原油,相當于五個1.35 ×106kW 核電站的發電量,并可減少二氧化碳和其它溫室氣體的產生,保護環境。我國正在大力投資發展節能環保的LED照明產業。

家用室內照明LED產品也越來受到人們的歡迎,LED手電筒,LED天花燈,LED日光燈,LED光纖燈已悄悄地進入家庭。

2.5新型LED手術無影燈:無影燈是外科手術用照明設備,要求能夠清楚地觀察切口處和體腔內不同深度、大小、對比度低的物體。因此,除了“無影”以外,還要求光照均勻、光質好,能夠很好地區分血液與人體組織其它的色差;此外,無影燈還須能長時間地持續發光,而不散發出過量的熱。

目前,在大功率LED的封裝、恒流驅動、散熱以及照度控制等技術問題已成功解決,可實現多級調控,調光靈活、方便。

隨著發光LED技術的不斷發展,LED無影燈徹底解決了環形節能燈自身存在的一些先天缺陷,使用成本也比環形節能燈低,減少了每1~2個月就需更換環形燈管的麻煩。

2.6其它應用:例如,一種受兒童歡迎的閃光鞋,走路時會使內置的LED會閃爍發光;利用LED作為電動牙刷的電量指示燈;LED 圣誕燈,也因其造型新穎、色彩豐富、不易破碎以及低壓使用的安全性,受到人們的歡迎。

在LED產品中,外延片、芯片、顯示屏是技術層次較高的核心器件。外延片的制造難度較大,集成電路和半導體材料的制造都需要很高的技術,制造時,電子組件的植入是外延片生產的核心技術;在芯片制造過程中,集成電路的設計和植入是其主要任務,制造技術相對復雜,在內部電路的設計和敷設等環節上,制造技術相對復雜;LED顯示屏的制造相對成熟。

3電子技術在汽車上的應用及發展趨勢

隨著汽車工業與電子工業的不斷發展,現代汽車上,電子技術的應用越來越廣泛。今天的汽車已經逐漸步入了電腦控制的時代,據專家預測,未來3~5年內,汽車上裝用的電子裝置成本將占汽車整體成本的25%以上,汽車將由原來單純的機械產品向高級的機電一體化、智能化方向發展,成為所謂的電子智能汽車。

3.1現代汽車電子技術應用現狀

3.1.1電子技術在發動機上的應用

(1)電子點火裝置:由微機、傳感器及接口、執行機構等幾個部分組成,該裝置可根據傳感器送來的發動機的各種參數進行運算、判斷,然后進行點火時刻的調節,這樣可以節約燃料,減少空氣污染。此外,新型發動機電子控制裝置還有自適應控制、智能控制及自診斷操作等。

(2)電子控制噴油裝置:在現代汽車上,機械式或機電混合式燃油噴射系統已趨于淘汰,取而代之的是性能優越的電控燃油噴射裝置。電控燃油噴射裝置將發動機工況時的供油控制規律編成程序,存在微機存儲器中,當發動機工作時,根據各傳感器測得的各項參數,按預先編好的運算程序進行運算,然后與內存中工況時的參數進行比較和判斷,以調整供油量,自動保障發動機始終工作在狀態。

此外,發動機上的廢氣再循環、怠速控制、電動油泵、系統自我診斷功能等,都或多或少地被應用。

一般情況下,發動機電子控制裝置能節能15%以上,而更明顯的效果則是體現在環境保護方面。

3.1.2電子技術在底盤上的應用

(1)電控自動變速器(ECAT):ECAT可以根據發動機的載荷、車速、制動器工作狀態及駕駛員控制等的各種參數,經計算機計算、判斷后,自動改變變速桿的位置,從而實現變速器換擋的控制。

傳動系統的電子控制裝置,能夠自動適應瞬時工況變化,保持發動機以盡可能低的轉速工作。

電子氣動換擋裝置是利用電子裝置取代機械換擋桿及其與變速機構間的連接,并通過電磁閥氣動伺服閥汽缸來執行。它不僅能明顯地簡化汽車操縱,而且能實現的行駛動力性和安全性。

(2)電子轉向助力系統:電子轉向助力系統是用一部直流電機代替傳統的液壓助力缸,用蓄電池和電動機提供動力,這種微機控制的轉向助力系統部件少、體積小、重量輕,化的轉向作用力、轉向回正特性,增加了汽車低速時的機動性以及調整行駛 時的穩定性。

另外,在防抱死制動系統、常速巡行自動控制系統)、適時調節的自適應懸掛系統等,都用了自動控制系統,進行自動檢測、控制和調整。

隨著汽車生產廠家對汽車安全性的高度重視,安全氣囊、行駛動力學調節、防撞、安全帶控制、照相控制等方面都大量采用了電子新技術。

3.1.3電動汽車:電動汽車是指以車載電源為動力,用電機驅動車輪行駛,符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由于對環境影響相對傳統汽車較小,其前景被廣泛看好,但當前技術尚不成熟。

3.2汽車電子技術應用的發展趨勢:當前,汽車電子技術正向著超微型磁體、超高效電機和微型集成電路方向發展,并為汽車的集中控制提供了基礎。汽車電子技術必將成就汽車工業的未來,未來汽車電子技術將在以下幾方面進行突破:

3.2.1傳感器技術:隨著汽車電子技術的發展,新型、高精度、高性、低成本的傳感器應用將成為趨勢。未來的智能化集成傳感器,不僅要能提供用于檢測、放大和處理的信號;還要求它能自動進行時漂、溫漂和非線性的校正;具有高的抗電磁干擾的能力;并且具有結構緊湊、安裝方便的優點。

3.2.2汽車車載電子網絡:隨著電控器件在汽車上的不斷應用,車載電子設備間的數據傳輸變得越來越重要。以分布式控制系統為基礎的汽車車載電子網絡將得到應用。

(1)車載電子網絡中的核心是微處理器:車載電子網絡不僅要求微處理器能夠地檢測出待測量,而且還要有運算、判斷、預測和引導等功能。例如,可監視汽車各大部件的工況,可對蓄電池電壓、車胎氣壓、車速等進行檢測,并能進行高低限量報警等。

(2)車載電子網絡需要新型的數據傳輸系統:車載電子網絡要有一個龐大而復雜的信息交換與控制系統,車用計算機的容量要求更大,計算速度要求更高。光導纖維可作為該傳輸網絡的傳輸介質,并能解決網絡的磁干擾問題。

(3)車載電子網絡需要相應的系統軟件:汽車上的車載電子網絡所需軟件總數及其功能都將大大提高,才能使計算機完成越來越復雜的任務。

在該系統中,各從處理器獨立運行,控制改善著汽車某一方面的性能。同時各處理器在主計算機的控制下又協同工作,共同完成汽車的車況控制及顯示。

3.2.3智能汽車及智能交通系統的應用將成為可能:汽車智能化相關技術問題中的主要技術——“自動駕駛儀”的構想,必將依賴于電子技術的發展來實現。智能交通系統的開發,將與電子、衛星定位等多個交叉學科相結合。智能汽車裝有衛星導航系統,根據駕駛員提供的目標資料,從定位衛星獲取沿途天氣、車流量等情況,自動篩選出行車路線。未來某24小時,路上行駛的會是由計算機控制的智能汽車。

縱觀近十年來汽車工業的發展,大都是在應用電子技術上實現的突破,電子技術已成為汽車工業發展的重要動力源泉。目前,我國汽車工業面臨入世的巨大沖擊,能否在未來的世界汽車業占據主動,關鍵在于能否在電子技術上占據經驗豐富地位。因此,加快汽車電子新技術的研究應用,是我國汽車工業發展的當務之急。

除此之外,電子技術的發展,使得它在科技、工業、交通運輸、醫療服務等國民經濟各個領域都有越來越多的新應用,使這些行業有了突破性的發展,對我們的生活產生了巨大深遠的影響。

淺談電子技術應用:淺談電力電子技術在電力系統中的應用

論文關鍵詞：直流輸電；電力電子；發電機

論文摘要：電力電子技術正在不斷發展，新材料、新結構器件的陸續誕生，計算機技術的進步為現代控制技術的實際應用提供了有力的支持，在各行各業中的應用越來越廣泛。電力電子技術在電力系統中的應用研究與實際工程也取得了可喜成績。

1 前言

電力電子技術是一個以功率半導體器件、電路技術、計算機技術、現代控制技術為支撐的技術平臺。經過50年的發展歷程，它在傳統產業設備發行、電能質量控制、新能源開發和民用產品等方面得到了越來越廣泛的應用。最成功地應用于電力系統的大功率電力電子技術是直流輸電（HVDC）。自20世紀80年代，柔性交流輸電（FACTS）概念被提出后，電力電子技術在電力系統中的應用研究得到了極大的關注，多種設備相繼出現。本文介紹了電力電子技術在發電環節中、輸電環節中、在配電環節中的應用和節能環節的運用。

2 電力電子技術的應用

自20世紀80年代，柔性交流輸電（FACTS）概念被提出后，電力電子技術在電力系統中的應用研究得到了極大的關注，多種設備相繼出現。已有不少文獻介紹和總結了相關設備的基本原理和應用現狀。以下按照電力系統的發電、輸電和配電以及節電環節，列舉電力電子技術的應用研究和現狀。

2.1 在發電環節中的應用

電力系統的發電環節涉及發電機組的多種設備，電力電子技術的應用以改善這些設備的運行特性為主要目的。

2.1.1 大型發電機的靜止勵磁控制

靜止勵磁采用晶閘管整流自并勵方式，具有結構簡單、性高及造價低等優點，被世界各大電力系統廣泛采用。由于省去了勵磁機這個中間慣性環節，因而具有其特有的快速性調節，給先進的控制規律提供了充分發揮作用并產生良好控制效果的有利條件。

2.1.2 水力、風力發電機的變速恒頻勵磁

水力發電的有效功率取決于水頭壓力和流量，當水頭的變化幅度較大時（尤其是抽水蓄能機組），機組的轉速變隨之發生變化。風力發電的有效功率與風速的三次方成正比，風車捕捉較大風能的轉速隨風速而變化。為了獲得較大有效功率，可使機組變速運行，通過調整轉子勵磁電流的頻率，使其與轉子轉速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。此項應用的技術核心是變頻電源。

2.1.3 發電廠風機水泵的變頻調速

發電廠的廠用電率平均為8%，風機水泵耗電量約占火電設備總耗電量的65%，且運行效率低。使用低壓或高壓變頻器，實施風機水泵的變頻調速，可以達到節能的目的。低壓變頻器技術已非常成熟，國內外有眾多的生產廠家，并不完整的系列產品，但具備高壓大容量變頻器設計和生產能力的企業不多，國內有不少院校和企業正抓緊聯合開發。

2.2 在輸電環節中的應用

電力電子器件應用于高壓輸電系統被稱為“硅片引起的第二次革命”，大幅度改善了電力網的穩定運行特性。

2.2.1 直流輸電（HVDC）和輕型直流輸電（HVDC Light）技術

直流輸電具有輸電容量大、穩定性好、控制調節靈活等優點，對于遠距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統的聯網，高壓直流輸電擁有獨特的優勢。1970年世界上及時項晶閘管換流器，標志著電力電子技術正式應用于直流輸電。從此以后世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥。

2.2.2 柔性交流輸電（FACTS）技術

FACTS技術的概念問世于20世紀80年代后期，是一項基于電力電子技術與現代控制技術對交流輸電系統的阻抗、電壓及相位實施靈活快速調節的輸電技術，可實現對交流輸電功率潮流的靈活控制，大幅度提高電力系統的穩定水平。

20世紀90年代以來，國外在研究開發的基礎上開始將FACTS技術用于實際電力系統工程。其輸出無功的大小，設備結構簡單，控制方便，成本較低，所以較早得到應用。

2.3 在配電環節中的應用

配電系統迫切需要解決的問題是如何加強供電性和提高電能質量。電能質量控制既要滿足對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求，還要抑制各種瞬態的波動和干擾。電力電子技術和現代控制技術在配電系統中的應用，即用戶電力（Custom Power）技術或稱DFACTS技術，是在FACTS各項成熟技術的基礎上發展起來的電能質量控制新技術。可以將DFACTS設備理解為FACTS設備的縮小版，其原理、結構均相同，功能也相似。由于潛在需求巨大，市場介入相對容易，開發投入和生產成本相對較低，隨著電力電子器件價格的不斷降低，可以預期DFACTS設備產品將進入快速發展期。

2.4 在節能環節的運用

2.4.1 變負荷電動機調速運行

電動機本身挖掘節電潛力只是節電的一個方面，通過變負荷電動機的調速技術節電又是另一個方面，只有將二者結合起來，電動機節電方較完善。目前，交流調速在冶金、礦山等部門及社會生活中得到了廣泛的應用。首先是風機、泵類等變負荷機械中采用調速控制代替擋風板或節流閥控制風流量和水流量具有顯著的效果。國外變負荷的風機、水泵大多采用了交流調速，我國正在推廣應用中。

變頻調速的優點是調速范圍廣，精度高，效率高，能實現連續無級調速。在調速過程中轉差損耗小，定子、轉子的銅耗也不大，節電率一般可達30%左右。其缺點主要為：成本高，產生高次諧波污染電網。

2.4.2 減少無功損耗，提高功率因數

在電氣設備中，變壓器和交流異步電動機等都屬于感性負載，這些設備在運行時不僅消耗有功功率，而且還消耗無功功率。因此，無功電源與有功電源一樣，是保障電能質量不可缺少的部分。在電力系統中應保持無功平衡，否則，將會使系統電壓降低 ，設備破壞，功率因數下降，嚴懲時會引起電壓崩潰，系統解裂，造成大面積停電事故。所以，當電力網或電氣設備無功容量不足時，應增裝無功補償設備，提高設備功率因數。

3結束語

文中概述性地介紹電力電子技術在電力系統中的各類應用，重點在發電環節中、輸電環節中、在配電環節中的應用和節能環節的運用。

淺談電子技術應用:試論汽車發動機電子技術的應用

[摘 要]汽車發展需要電子技術的支持，汽車發動機的控制技術也隨著電子技術的發展而進入到電子時代，針對這個領域全世界都進行了而深入的研究，使得電子技術對發動機的控制進入到了而智能的領域。

[關鍵詞]電子技術 車輛控制 發動機控制 應用方法

一、電子技術在汽車與發動機上的應用概況

1、電子技術在汽車上的應用

電子技術的應用在汽車上的應用是為了適應汽車工藝與應用的需求而被被采用的，不統計在近幾年間，在汽車的生產與制造中，大量的電子裝置已經被應用在汽車中，占有的比例增加到了近三成。一些高級別的轎車上已經安裝了單機片甚至是計算機，電子產品占有整車的比例達到一半。目前電子技術的應用已經滲入到各個汽車系統，安裝目前的應用情況，汽車電子系統的用應用安裝不的產品與功能可以分為兩種，一種是汽車電子控制系統，主要負責對車輛上的機械進行智能化控制，使得汽車在運行過程中可以按照不同的需求對車輛進行智能化控制，即所謂的機電結合。另一種是車載電子系統，即在汽車中可以獨立使用的電子系統，他們與汽車的性能沒有關系，如導航系統、音響系統、通訊系統、網絡系統等等。

2、電子技術在汽車發動機上的應用

在汽車發動機上電子技術也有了大量的應用，隨著人們對乘駕的要求不斷提高，加上環保等標準的升級，汽車電子技術在功能上不斷獲得改建，系統化、集成化、微型化等方面都獲得了突破。對汽車發動機的電子化控制已經使得汽車的性能有了大幅度的改變。未來汽車電子技術將有望在以下領域出現突破。如傳感器技術的應用，隨著汽車電子化的拓展，自動化已經成為其發展的必然趨勢，對傳感器的應用已經成為車輛中不可缺少的技術，尤其是對發動機的檢測與控制，更離不開傳感器的應用，其數量與功能將不斷拓展，使得電子技術對汽車發動機的控制更加直接與智能。同時，發動機機電控制單元的技術水平也會不斷提高，電控單元將向著多功能集成化方向發展，其處理的性能將更加強大，為整個動力系統提供智能化控制模式。

二、電子技術在汽車發動機上的應用實例

1、電子點火系統

電子點火系統實際上是為了適應汽車環保需求而設計應用的，其主要是，滿足發動機的點火性，所以電子技術被應用到該裝置上，這樣就可以控制點火的精度。因為電子技術的高速發展，現在的晶體管器件都可以達到較高的精度與性能。當前研發的汽車電子點火裝置，從控制點火圈、可控硅點火裝置、集成電路點火裝置等等。其核心系統是由芯片、傳感器、接口、執行機構等組成。其目的就是節約燃料、降低污染。同時電子點火裝置的應用還可以實現對車輛發動的智能化控制，并可進行自我診斷等。

2、電子油噴系統

在汽車生產中，機械式和電混合噴射系統都已經不能適應車輛的應用需求，電控噴射裝置已經逐步普及。電子裝置可以利用電子智能控制來保障發動機的工況，輸出的功率相對穩定，且降低污染。在研發中可以將發動機的工況輸入到電子系統中，這樣就是先了噴油效果最合理。實現空氣流量、含氧量、進氣溫度、發動機轉速等多種參數的相對平衡，進而達到智能化控制的目標。這樣就可在車輛行駛中根據當時是的工況對噴射油量進行智能化調控，讓發動機始終處在一個最為合理的工作條件，進而讓發動機綜合性能提高。在車載的燃油噴射系統的控制單元是一個完整的控制中心，并利用安裝在發動機上的各種傳感器測定運行參數，按照駕駛工況對噴油器的油量進行控制，使得發動機在運行中獲得的燃油混合氣比例。

目前該系統的應用已經較為成熟，在柴油噴射系統中有著突出的效果。如1）電控分配系統，柴油機電控分配泵的噴油泵油量及噴油定時的裝置都是采用高速的電磁閥門進行控制，電磁法在工作中可以對噴油的進行定時，進而利用開啟和閉合對油量進行控制。2）還有一種是電控直噴的油泵，電子控制裝置可以對噴油量和噴油時間進行定時，或者具備其中的一種功能，這樣就可對燃油與空氣的比例進行限定，還有的可以對壓力和速率等進行控制。電子控制的直噴裝置可以設計為電控調速器。電控調速其可以與轉速相互配合，并且容易實現。同時響應

速度可以高于機械的調速裝置，這樣就可實現對發動機的油量進行控制的目標。3）電控單體油泵控制系統，這樣的系統采用較短的高壓油管，可以對噴油進行加壓，較高壓力可以達到160mpa以上，這樣與高速電磁閥進行配合從而控制噴油量。再有就是利用機械驅動的電控噴油系統，目前最為完善的是電控噴油嘴系統，是電子式的驅動系統，現有的產品也可實現高壓噴油的效果。其中較大的壓力已經可以達到200mpa，甚至更高，機械驅動的電子噴油系統已經在國外有了完善的研究與發展，從小型的柴油機到大型的柴油機都已經可以實現電子控制，并控制噴油量。4）電子控制的噴油嘴系統，這樣的裝置可以利用機械驅動和蓄壓形式實現定量控制，都可以實現高壓力的噴射，使得燃油較大化的行車霧化混合物，大大降低了柴油機燃燒系統對缸內的渦流強度的需求，甚至可以實現沒有渦流的設計。5）電控蓄壓噴射系統。隨著研究的深入，電子控制蓄壓噴射嘴系統的研究上升了一個高度。其設置不需要機械驅動和機械調節，所以不用在設計中考慮柴油機整體的結構，這使其較大的優勢之一。在研究中美國公司研究的裝置可以將電控與液壓的技術結合起來，形成一個按照時間控制噴射過程和相應壓力裝置，具有噴油速率控制的效果，對初始供油期、著火延時等進行油量的優化。同時也可實現對柴油機煙度、顆粒等進行改善。

3、排氣循環和帶速裝置

在電子控制系統中，對排氣系統的控制也是涉獵的內容，將發動機排出的部分廢棄進行利用回流到進氣管，并與新鮮的空氣進行混合，再次的進入到汽缸中進行利用，這樣可以控制尾氣中的有害成分，期間廢氣的量則由電子電子閥進行控制，從而實現智能控制。

還有就是怠速控制，怠速控制的功用：實現發動機起動后的快速暖機過程；自動維持發動機怠速在目標轉速下穩定運行。怠速控制的主要內容：起動后控制暖機過程控制，負荷變化的控制以及減速時的控制。

三、結束語

發動機是汽車工作的重要系統，在對其進行控制的過程中需要智能化升級，因為只有智能化的升級才能讓發動機在工作中更加的低耗，并以此形成一個節能的效果，同時電子技術的應用可以幫助汽車實現整體的智能化，以發動機控制為核心的電子技術的應用，實現了整車運行與控制的智能化，這樣才能讓汽車在運行中體現安全、節能、環保、舒適等進步。