电子技术在电气工程中的应用

引言​

电气工程在现代化发展中，对控制精度、运行效率等要求不断提高，传统技术逐渐难以满足需求。电子技术凭借信号处理、自动控制等功能，成为提升电气工程性能的关键。电子技术在电气工程中已有较多应用，但仍存在技术适配性不足、人才短缺等问题。

一、电子技术和电气工程理论与技术基础

1.1 电子技术与电气工程的关联

电气工程以电能的产生、传输、应用为核心，对控制精度、运行稳定性和效率有极高要求。电子技术通过信号处理、自动控制等功能，成为满足这些需求的关键支撑。例如，电气工程中电力设备的运行状态调控需要精准的信号采集与分析，电子技术可实现信号的过滤、放大与转换。设备的自动化运行依赖稳定的控制逻辑，电子技术能通过芯片与电路构建可靠的控制模块。

1.2 相关电子技术概述

模拟电子技术以连续信号处理为核心，通过运算放大器实现信号的放大与运算，借助滤波电路去除干扰信号，为电气工程中的传感器信号调理、模拟量控制提供基础。数字电子技术基于离散信号工作，微处理器可执行预设逻辑实现精准控制，可编程逻辑器件能灵活配置电路功能，数字信号处理器则擅长高速数据处理，三者共同支撑电气工程中的数字化控制与信息处理。

1.3 电子技术对电气工程的影响

电子技术为电气工程带来多维度变革，成为推动其升级的核心动力。在技术层面，它突破了传统电气工程的控制局限，通过精准的信号处理与逻辑运算，让电力系统调度、设备运行控制的精度大幅提升，解决了以往难以实现的动态调节问题。效率层面，电子技术的应用减少了能源转换与传输中的损耗，比如电力电子器件优化了电能变换过程，数字控制技术使设备运行更贴合实际需求，降低了无效能耗，整体提升了电气工程的能源利用效率。电子技术还推动电气工程向智能化转型，借助数据采集与分析能力，实现设备状态的实时监测和故障预警，改变了传统依赖人工巡检的模式，为电气工程的现代化发展提供了新路径。

二、电子技术在电气工程中的具体应用

2.1 在电力系统中的应用

数字电子技术和电力电子技术分别奠定了电力电子系统稳定高效运行的基础，电力电子技术可设计一个测量节点电压、节点电流信号的数字电子系统，用微机检测判断电网参数，从而制定出电网调度指令；灵活的可变功率输送电力电子元件，采用电力电子技术实现变流器，使得电网在不同状况下进行交流电的转换和直流电的转换，降低电网在长途传输时的电能损失；电力电子技术中的滤波器可以有效避免电网受到杂散能量的冲击和电网中谐波的影响，以提高电网供电效率。

2.2 在电气设备中的应用

要充分利用电子电路，推动电气产品的功能进步。对于电机的运作，将数字处理器运用在信号中进行编程化调速器的调整，可以使得电机达到无级调速的要求，但同样在其内部还设计了电路保护器件，一旦电机出现过载或发生短路，将确保其迅速有效地断电；将传感结构的仪器和模拟电路设计在一起，就可以确保对电机的温度、振动等进行在线监测，并利用监控算法来预估相应的事故隐患。在变压器、开关柜等电器设施上，把电子化的检测部件运用进来，从而能够对变压器中的绝缘状况、开关接点的接触电阻等进行有效的检测。

2.3 在自动化控制中的应用

智能化的自动化控制是以电子控制为基础的。可编程的逻辑控制器是最基本的控制单元，其借助数字电子技术运行指定的程序控制生产线上的电机、阀门等活动部件，精确控制节拍，其扩展口可以与各种感应器相连，控制温度、压力等参数。分散式控制系统是基于网络通讯的技术将分散的控制模块联接起来，适用于大规模工业上的集散控制。

2.4 在故障诊断中的应用创新

电气工程故障诊断电子技术的科技创新，使得诊断方法不再局限于出故障再进行修理，利用电子信息技术实现设备在诊断阶段由“被动”转为“主动”，通过人工智能算法与电气工程传感器的结合，建立能够与实际运行状态相符合的故障模型，在某个参数发生微小偏差时预测可能出现的故障，不再存在按照先“坏”后“修”的固定模式。电气工程信息融合电子技术诊断的创新，使电气工程故障诊断应用多种信号的融合技术，多个信号的交叉比较能够鉴别出不同类型的故障数据，能够智能地“分辨”出电气信号或电压和温度、振动等信号的故障信息之间的差异和相似性，以此来确保故障诊断的成功率。电气工程远程电子技术诊断的创新，借助远程信息系统实现了电子信息技术应用的远程诊断模式，对故障数据进行信息反馈与融合，基于网络共享信息实现信息整合处理技术，保障故障诊断网络的多元化模式、利用数据在没有网络通信的地点收集数据的分析信息，实现无线网络通信功能。

三、现存问题与未来发展

3.1 现存问题

在技术上表现为匹配性和可靠性问题。有的电子设备无法满足电气工程强电场的环境影响，从而造成信号不对称或是指令发送滞后，新型电子技术与传统电气工程存在差异，进行相关改革时需要对部分接口做相应变化，加大实施的复杂性。在实践上表现为价格以及人员问题。对于很多高精密电子装置，采购的成本较为昂贵，小型项目采购的负担较重难以进行整体替换；对于相关设备的应用存在交叉性的要求，既需要了解电子技术，又对电气工程有所研究，当前能够兼备此种能力的人员较为缺乏，从而造成新型设备在调试以及后期检修上比较容易出现问题，技术优势不能得到最大程度的发挥。

3.2 电力系统的自动化故障诊断与定位

电力系统的自动化故障诊断与定位依托电子技术实现高效运行。各类传感器实时采集线路电流、电压及设备温度等数据，经信号处理模块过滤干扰后，传输至核心控制单元。控制单元通过预设算法对比分析数据，当检测到异常参数时，快速判断故障类型，如短路、接地或设备过载等。这种方式突破了传统人工排查的局限，不仅缩短了故障识别时间，还能减少因盲目检修造成的停电范围扩大，为故障快速修复提供可靠依据，保障电力系统的稳定运行。

3.3 未来发展方向

技术创新聚焦抗干扰与集成化。开发耐强电磁环境的专用电子器件，提升运行稳定性，推动电子技术与人工智能融合，实现控制算法的自主优化。应用拓展向智能化与轻量化延伸，通过芯片集成缩减设备体积，结合无线通信技术构建分布式监控网络，在老旧系统改造中推广模块化电子组件，降低适配难度。保障措施需强化人才培养与标准建设，建立跨学科培训体系培养复合型人才，制定统一的技术应用规范，明确电子技术与电气工程的对接标准，为规模化应用提供支撑。

结语

电子技术在电气工程中的应用，显著提升了电力系统、电气设备及自动化控制的性能，为电气工程发展提供有力支撑。但技术适配性不足、成本较高等问题仍需解决。未来随着技术创新与应用优化，电子技术将更深度融入电气工程，推动其向更高效、智能方向发展，为相关领域进步注入持续动力。

参考文献

[1] 王瑞 ， 俞孙泽 ， 常田 . 电子技术在电气工程自动化控制中的应用 [J]. 数字技术与应用 ，2024，42（11）：238-240.

[2] 赵海亮 ， 郭强 ， 姚利 . 电气工程中电力电子技术的应用探讨 [J]. 高科技与产业化 ，2024，30（10）：73-74.