电子技术在电气工程自动化控制中的应用

摘要：随着科技飞速发展，电子技术在电气工程自动化控制领域的应用愈发关键。通过变频调速、PLC 等技术，实现对电气设备的高效精准控制，大幅提升系统运行效率与稳定性。利用传感器及智能监测系统，完成电力系统运行参数的实时采集与分析，及时发现并处理故障隐患，保障系统安全运行。

关键词：电子技术；电气工程自动化；应用

引言

随着科技的飞速发展，电气工程自动化控制正经历着深刻变革，电子技术的融入成为推动行业进步的关键力量。在现代工业生产、智能电网建设等领域，对高效、精准、稳定的自动化控制需求日益增长，电子技术凭借其独特优势脱颖而出。从理论基础到实际应用，电子技术与电气工程自动化控制的深度融合，不仅改变了传统的控制模式，更为行业发展开辟了新路径。

一、电子技术与电气工程自动化控制概述

1.1 电子技术基础理论​

电子技术是以电子运动和电磁波及其相互作用的研究和利用为核心的技术。其基础理论主要涵盖电路理论、电子器件和信号处理三大部分。电路理论是电子技术的根基，通过基尔霍夫定律、欧姆定律等基础定律，构建起分析和设计电路的理论框架，帮助工程师理解电流、电压、电阻等物理量在电路中的相互关系。​电子器件是电子技术实现的物质载体，从早期的电子管到现代的半导体器件，如二极管、三极管、场效应晶体管等，不断革新。半导体器件凭借体积小、功耗低、可靠性高的特点，成为现代电子技术的核心。

1.2 电气工程自动化控制原理​

电气工程自动化控制主要就是指运用自动化技术对电气系统进行监视、控制、改进从而提升系统运行的效率、可靠性和安全性。电气自动化控制中所涉及的技术原理主要基于自动控制理论，可分为经典控制理论和现代控制理论两大类。经典控制理论是基于传递函数的数学模型、根据根轨迹法、频率响应法等分析方法来分析和设计单输入单输出系统，比如在电机调速系统中，通过改变输入电压的大小和频率来控制电机的转速，从而实现速度的闭环调节控制。现代控制理论以状态空间法为基础，对于多输入多输出、时变与非线性系统都可以进行分析与处理。

二、电子技术在电气工程自动化控制中的应用优势

2.1 提高系统运行效率​

电子技术使电气工程自动控制系统的软硬件运行效率大大提高。电子技术中的高规格的电子元器件，如微处理器、数字信号处理器（DSP）和专用集成电路（ASIC）使得自动控制系统中的数据加工与处理过程加快。如智能电网中的电力调度系统，机械装置控制下的电力数据处理，机械设备的反应较为迟缓，处理大量的电力负荷数据造成的数据拥堵问题，但是安装了电子设备控制系统的智能电网可以对数据进行迅速收集、处理并下达控制指令，在极短时间内可以作出反应，通过对电力运行的实时电力负荷变化调整相应的发电计划和输电计划，避免电能的浪费与使用，有效提高能源使用的价值。

2.2 增强系统稳定性​

电子技术也通过多种技术手段来提高电气工程自动化控制系统的稳定性。电子元件的运行具有高可靠、长寿命等特性，相比于传统机械构件，电子元件比较受外界影响。一些恶劣的工业工作环境下，其经常性的出现受温度、湿度、振动等因素的影响而导致的故障，从而也就降低了系统出现故障的概率。采用电子传感器来代替机械传感器的应用，就是电子技术提升系统稳定性的典型体现，其在恶劣环境中所获取的设备运行数据较机械传感器则更加稳定，这样就能够有效降低传感器故障致使系统停运。基于电子技术的冗余设计和故障诊断为系统稳定提供了可靠保障。冗余设计的主要作用体现在通过备用电子模块或系统等设置来提高自动化控制系统运行的稳定性，当主模块在运行中出现故障时，备用模块就会自动迅速地接入自动化控制系统运行，从而能够保障系统的正常运行。

2.3 实现精准控制​

电子技术的应用使电气工程自动化控制达到前所未有的准确程度。电子技术在信号处理中的应用，不仅可将模拟信号转换成高精度的数字信号，并且通过相应的滤波算法和数据处理算法能将信号干扰消除，提高信号的准确性和可靠性，如电机调速系统在变频调速装置中，基于电子技术的变频器可以做到控制电机转速转矩大小，控制电机按预先设定的参数运行，调速精度可达0.1%甚至更高，满足高精度工业生产的要求；电子技术同传感器技术相结合，可实现对系统运行状态的实时、精准监测，在此基础上，高精度的电流、电压、温度、压力等传感器将物理量转换成电信号，然后通过电子电路将物理量放大、转换和处理，提供给控制系统进行反馈信息；基于这些精准的反馈，控制系统便可进行快速的调整，使被控对象保持在设定的运行状态，如在自动化仓储物流系统中，电子技术控制的机械臂，可依据传感器反馈的货物位置和姿态信息，实现对货物毫米级的精准抓取放置等操作，提升了仓储物流的自动化水平和作业准确性。

三、电子技术在电气工程自动化控制中的具体应用

3.1 在电气设备控制中的应用​

电子技术在电气设备控制上的应用，使一些老旧电气设备更具有生命力，例如电子技术中的电动机控制就是凭借电力电子器件与微处理器组成的变频调速装置，在实际工况条件下对电动机进行精确的调频、调压，使电动机不论在重载或轻载都可以在额定条件下进行稳定运转，相比于传统的恒速控制更加节能，可以减少设备机械磨损，延长设备的使用寿命。PLC是电子技术的具体应用，被广泛应用于各类电气设备的控制，在编程的基础上，通过程序能够实现对电气设备的各种逻辑控制，如顺序控制、定时控制、计数控制等。其特点就是编程比较简单，可靠性很高，灵活性较好，能够及时满足各种生产工艺对电气设备的不同需求，提高了电气设备自动控制的能力。

3.2 在电力系统监测与保护中的应用​

电力系统运行监测和保护离不开电子技术。借助于电子测量仪表、传感器等可以采集到电力系统中实际运行的电压、电流、功率等数据，并把这些数据传输给监控主机，通过基于电子技术的电力系统的智能监测系统能够及时完成数据处理，并且实时判断电力系统是否存在异常问题，例如在电力系统中，超过额定范围的过电压、过电流以及漏电等故障问题。在确定为故障时，电子的保护设备能够马上接收到这些信息，通过设备控制断路器切断电路，并且保护该故障不造成严重的故障，导致系统运行不正常。

结语

电子技术已深度融入电气工程自动化控制各环节，成为提升系统性能与可靠性的核心力量。从设备精准控制到电力系统智能监测，其应用成果显著。展望未来，随着人工智能、物联网等新兴技术与电子技术的融合，电气工程自动化控制将向更智能、更高效的方向迈进，为各行业的电气化升级注入新动能，持续释放创新价值 。

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]杨涛，李念.PLC技术在电气工程自动化控制中的应用[J].造纸装备及材料，2024，53（07）：113-115.