机电一体化中电机控制与保护路径

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[摘要]随着科学技术的不断发展，我国机电一体化技术也得到了很大提升。机电一体化技术又名机械电子技术，在各行各业的生产领域中，都有着极其广泛的应用。未来，机电一体化将朝着更加自动化和智能化的方向发展。这种发展模式主要是利用电子技术、机械技术和智能控制技术的融合，达到使产品更加便民的目的。因此，为了更好地利用机电一体化技术，本文将就机电一体化应用中的电机控制与保护进行简要分析。

[关键词]机电一体化；电机控制；电机保护

随着科技的不断发展和进步，我国机电一体化技术呈现出了良好的发展态势。机电一体化技术最早出现在上个世纪，但是我国的机电一体化技术相比于发达国家起步较晚，缺乏相应的技术支持，但是经过技术人员的不断努力，到目前，我国很多行业已经充分完善了机电一体化，并运用到了实际生产中，取得了不错成效。但是不可忽视的是，尽管我国机电一体化技术取得了可喜的成绩，但是在机电一体化的推广过程中，如何对电机进行有效的控制和保护，仍然是我们需要关注的问题。

1机电一体化的发展背景

机电一体化的发展，大致可以分为三个阶段。第一是发展初期，机电一体化起源于大约1970年前后，由于计算机技术的兴起和发展，人们开始有意识地将计算机技术加入到传统的机械技术中来，这样的探索在第二次世界大战之后对于经济的恢复有着非常积极的促进作用。在机电一体化的第一阶段，各项技术都不算成熟和完善。机电一体化的第二阶段可以称之为高速发展阶段。得益于当时各项科学技术的飞速发展，比如通讯技术，电脑技术和集成电路工艺，机电一体化技术获得了良好的发展基础。第三阶段是机电一体化技术的黄金发展阶段，此时机电一体化已经获得了广泛的认可并被大力推广，相应的学科体系也开始走进大众视野，机电一体化迎来了全新的发展时期。

2机电一体化的相关技术

2.1机械技术。机械技术是机电一体化技术的基础。机电一体化是在传统的机械技术的基础之上加入电子信息技术形成的。机电一体化的最大亮点在于机电一体化既具有新型电子操控的高效率，又具有传统机械技术的生产特点。在机电一体化的应用中，传统机械技术与电子信息技术相辅相成。2.2电子信息技术。机电一体化，顾名思义，就是“机”和“电”两部分的融合。“机”，就是机电一体化中的机械部分，主要是由生产机器组成；“电”则是指电子信息技术，是指计算机和网络，机电一体化与传统机械技术最大的区别就在于，机电一体化实现了由电脑代替人对生产器械实施控制，不仅让工人解放了双手，也使生产过程更加智能高效。2.3传感检测技术。电脑的传感技术，就好比是人类的感觉知觉，是电脑的感受器官。电脑通过传感技术，可以对生产情况实时感知，并及时对生产进行调整。电脑传感检测范围越广，检测越精准，其智能化程度就越高，机电一体化的完成度也就越高。传感检测技术是否足够精准，是衡量机电一体化技术的一项重要指标。

3机电一体化中电机的构成及工作原理

3.1电机的构成。在机电一体化的结构中，不同类型的电机有不同的种类。本文以最常见的家用电器电机为例:家用电器的电机一般分为串激电机和永磁电机，这其中的驱动部分，是电机的核心，也是输入输出的转换渠道。3.2电机的工作原理。电机在工作过程中包括电压，电流，传感信号等参数，当这些参数合格时，电机才能正常工作。而在机电一体化系统中，最关键的一步：电能转化为机械能，由电机来承担。为保证整个机电一体化系统的正常运转，必须加强对电机的保护和控制。

4机电一体化技术中电机控制与保护存在的问题

4.1控制与保护装置不能满足应用需求。我国现行的控制与保护装置大多数是利用电磁理论和电热理论，加上熔断器和短路装置所建立的控制与保护系统。这种系统是现阶段可以达到的最科学最完善的控制保护系统。尽管如此，该系统还是存在着诸多问题，需要进一步加强。其中最主要的问题是零件灵敏度问题，正常情况下，当电机出现问题使，系统及时检测到电机故障，会发出警报。但有时，由于探测器或是警报器反应不够灵敏，从电机故障到发出警报到电机终止工作，往往存在一定的时间延迟，而生产事故也大多发生在这段时间内。由此可见，电机零件的灵敏度不足，导致电机控制与保护装置不能很好的满足要求。4.2井下机电设备仍有待完善。由于井下事故发生频率较高，井下机械设备的电子化亟待推广。之所以井下几点设备推广难度大，是因为目前在井下作业方面，机电一体化还存在一些问题，这些问题影响了电机控制与保护的效果。井下作业最常见的是鼠笼式异步电机，但是鼠笼式异步电机目前的安全性和稳定性还有待提高。可见，机电从业者需要充分重视相关问题，争取早日保证井下机电设备能够安全高效的投入使用。

5机电一体化应用中电机控制与保护路径

5.1强化电压与电流控制。机电一体化应用的核心部分就是电机，靠电力来进行驱动。电流和电压则是所有靠电力驱动的设备的重要参数。电流和电压还构成了电机的额定功率，若这几个参数在电机工作时显示正常，则说明电机无故障；若这几个参数在电机工作的过程中，显示数值超过了正常范围，说明电机出现了故障，此时应当停止工作，及时排查故障，避免事故发生。监测电流和电压的方式也很简单，常规仪表盘即可实现监测目的。当电压异常时，可能是内部电阻出现了问题；当电流异常时，可能是机器内部出现了短路等故障。及时发现故障，排除故障，是实现机电一体化控制与保护的重要途径。5.2严格把控阀门和速度。电机是一个系统，需要各个部件联合运作。这其中一个不可忽视的重要因素就是速度。只有控制好输入的电流以及电机的速度，才能在电机控制上取得不错的效果。当下主要的速度控制方式是双环控制，双环中的内环是速度环、外环是传统的位置环。通过对内部速度的有效控制，可以达到对整个电机速度的有效调节。5.3电机的日常维护和包养。随着科技的不断进步和发展，电机制造的越来越精密，功能越来越强大。但是，不论多么高级的电机，都离不开日常的维护和保养，要想电机能够拥有长久的使用寿命，日常的科学维护至关重要。电机的日常维护主要分为三方面。第一是使用前的准备，使用前，要观察电机是否已经通电，装置性能是否存在损坏。第二是电机工作过程中的监护，当电机开始工作后，要实时监测电机工作情况，如有异常，应立即断电并开始排查故障。第三是平时的养护，电机平时不适用的情况下，应定期做好保养，延长使用寿命。5.4营造干净清洁的作业环境。干净的作业环境，不论是对电机的控制还是保护，都有很大的作用。长时间的作业，尤其是一些井下作业，会导致电机中积满灰尘，导致电机通风不畅，不利于电机散热。久而久之，一方面容易发生故障，另一方面即使没有发生故障，也会严重影响到电机的使用寿命。而电机一旦积满灰尘，再对电机进行清理，难度又较大且成本较高，因此，营造一个干净的作业环境，尽量保持电机免受灰尘的侵袭，是有效保护电机的方法。具体的方式有：定期清扫作业环境，延长发动机积灰的时间，或增强作业空间的通风等等。

6结语

通过以上的分析我们可以得出，随着科技的不断进步，机电一体化在我们的生活中占据了越来越大的比重，成为与我们的日常生活息息相关的一部分。人们开始逐渐意识到对机电一体化的控制和保护的重要性。尽管当下，对于机电一体化的控制与保护还存在一些问题，这些问题阻碍了机电一体化的发展，也阻碍了经济的发展。但是这些问题都可以得到合理的解决。笔者相信，有了广大从业者的共同努力，我国机电一体化的控制和保护会得到更好的发展，这一技术也将为我国的经济贡献更多的力量。

【参考文献】

[1]王艳亮.对机电一体化技术中电机控制的研究[C]//决策论坛——区域发展与公共政策研究学术研讨会.

[2]滕明建.思考机电一体化中的电机控制与保护[J].电子制作,2018(05):206.

[3]董丽娟.论机电一体化中的电机控制与保护[J].科技创新与应用,2018(05):115.

作者:门佳红 单位:哈尔滨电机厂有限责任公司