机电一体化中的电机控制与保护探究

机电一体化中的电机控制与保护探究

　　摘 要：通俗上说，所谓的机电一体化即为把电子技术合理地应用在信息的生成与流通、传播控制以及能源组织等方面的一项技术。从构成上来说，机电一体化技术即为机械与电子技术的有机融合，其实现了二者的相辅相成，促进了二者的共同发展。本文主要介绍了机电一体化的定义与发展情况，分析了机电控制与保护在机电一体化应用中所存在的问题，并提出了相应的解决措施，希望可以有效促进机电控制与保护在机电一体化广泛应用，从而有效推动机电一体化事业的良好发展。

　　关键词：机电一体化;电机控制;保护

　　Abstract: The popular saying, called mechatronics is a reasonable application of electronic technology in a technology generation and distribution, propagation control and energy organizations and other aspects of information. From the constitution, the Mechatronics is the organic integration of mechanical and electronic technology, which achieves both complement and promote the common development of both. This paper describes the definition and development of mechatronics, analysis of the mechanical and electrical control and protection applications in mechatronics the problems, and put forward the corresponding countermeasures, hope can effectively promote electromechanical control and protection in mechatronics wide range of applications, in order to effectively promote the sound development of the cause of mechatronics.

　　Keywords: Mechatronics; motor control; protection

　　近些年来，随着机电一体化技术的迅猛发展，人们也开始越来越广泛地重视对机电一体化中电机控制与保护的研究与探讨。尽管到目前为止，我国已经在此方面取得了很大的进展，而其中仍旧存在一定的不足，所以为了有效促进机电一体化的可持续发展，必须要进一步加强对电机控制与保护措施的研究。

　　1 机电一体化的概述

　　机电一体化即为将电子技术合理地应用在机构的信息处理功能、主功能、控制功能以及动力功能方面，使得机械装置能够与软件和电子化设计有机结合而组成的一种系统[1]。

　　在科技飞速发展的当代，机电一体化已逐渐发展为一门新型的自成体系的学科，其具有耗能较低、功能较多以及可靠性较高等特点，可以既可以合理地的配置多项技术，例如机械技术、计算机技术以及微电子技术等等，，而且还能够根据系统的基本功能以及优化组织目标进行操作，最终实现比较理想的目标。

　　2 机电一体化的发展情况

　　到目前为止，机电一体化已经历经了三个发展阶段：第一阶段为上世纪60年代之前。在此阶段，电机技术的发展并不成熟，只是处于初级发展阶段，电子技术与机械技术也没有得到深入地结合。然而此时，人们已开始应用电子技术的初步成果来逐渐实现对机械产品的优化，这为机电一体化的发展奠定了一定的基础。

　　第二阶段为上世纪70到80年期间。在此阶段，机电一体化获得了迅猛发展，这主要是因为计算机等技术、微型计算机以及大规模集成电路的发展为机电一体化的发展奠定了坚实的技术基础与物质基础。

　　这三阶段为上世纪90年代末。在此阶段，机电一体化技术逐渐向智能化发展，而且其也进一步地创建了比较完整的基础，并渐渐形成了一个比较系统化以及完整化的科学体系。

　　3 机电一体化中电机控制与保护存在的问题

　　3.1 电机控制保护装置无法满足应用需求

　　目前，在机电一体化应用中所运用的电机控制保护装置还不够完善，这主要是由于所应用的电机控制保护装置主要是基于电磁原理以及电热原理，而且是借助于熔断器的短路保护以及继电器的过载保护功能而实行操作的，但是这种零部件自身还不够完善，这也就造成机电的控制与保护能力不强，无法充分满足电机控制与保护的需求。为了解决这一问题，就需要在设计机电产品的时候，综合性、整体性地考虑保护、设计以及控制，进而实现电机控制与保护装置的系统化以及多样化。

　　3.2 井下机电设备应用方面存在的问题

　　目前，在井下机电设备的应用中还存在一些问题，这也就影响了电机控制与保护的功能与效果。其中最为薄弱的环节即为为鼠笼式异步电机，如果在此环节没有进行合理有效地应用，那么就会导致许多电机的运行故障的发生。这样就会严重影响到电机运行的安全性与稳定性，所以相关人员必须要充分重视井下机电设备的应用问题，并且将其与电机控制与保护有机地结合起来，从而为机电一体化的安全、稳定运行提供有力的保障。

　　4 解决问题的方法与建议

　　为了充分保证机电一体化系统的安全、稳定运行，可以采取以下的电机控制与保护措施。

　　4.1 准确检测电流与电压

　　电流与电压的检测是电机控制与保护装置在机电一体化应用中非常中重要的一项操作。其有利于逆变模块以及电机力矩等故障的正确诊断，然而采用普通的电流与电压传感器是难以实现此目标的，为了能够正确而又迅速地排除故障问题，应该选用IPM输出电压以及霍尔型电流互感器，这样才能更加科学、有效地检测IPM输出三相电流与电压，进而达到最终的目标。

　　4.2 合理控制阀门与速度

　　阀门与速度的控制是电机控制与保护装置应用中的重要问题之一。目前，我国主要是利用双环控制方案来解决这一问题。其中内环采用的是速度环，其主要是利用速度调节器合理地调节PWM波发生器的载波频率，从而实现对电机实际转速的控制以及调节[2]。外环主要是采用位置环，其主要在设定自身当前位置及速度的基础上，再利用速度给定发生器，将速度设定值提供给内环。因为在机电控制与保护装置的阀门与速度控制中，大流量的阀门执行机构在运行的过程中存在不同的速度阶段，例如减速、匀速以及加速等，与此同时，给定位置与实际位置也并不是确定不变的，这也就会大大增加了阀门与速度控制的难度，所以在对其进行调解的时候，要对阀门与给定阀门进行对比分析，此基础上再合理地调节速度。

　　5 结语

　　总而言之，随着计算机网络技术以及电子电力技术的飞速发展，我国的机电一体化技术也得到了越来越广泛的应用，并且也获得了良好的应用效果。然而当前在机电控制与保护方面还存在着一些问题，这也在一定程度上影响了我国机电一体化事业的发展。所以，必须要合理地分析与解决相关问题，努力降低电机控制与保护故障的发生率，并且要采取有效的措施，合理地排除相关的故障，从而充分保障机电一体化系统的稳定、安全运行，进而有效推动我国机电一体化的可持续发展。

　　参考文献：

　　[1]刘国平.机电一体化中的电机控制的探讨[J].电源技术应用，2013，06(07)：78-79.

　　[2]王涛.论机电一体化与我国的经济发展[J].中国经贸导刊，2010 ，05(06)：36-37.

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