关于机电一体化中电机控制与保护的探讨

宋新勇

摘 要：機电一体化技术在我国起步于20世纪60年代，20年后进入了快速发展时期。由于逐步认识到这项技术广泛的应用范围，国家投入大量人力物力来进行研究，使其进入了一个发展的黄金时代，这项技术也由一开始的为军事服务逐步转化为民用。

关键词：机电一体化；电机控制；问题；对策；发展

1.前言

我国机械制造行业快速发展，其控制系统也随之发展起来，且重要性与日俱增。目前诸多领域的大型电机仍有不少缺陷，需要控制系统更加完善。

2.机电一体化的发展进程

“机电一体化”概念的提出推动了我国现代化经济的发展，带动了工业化企业的发展和进步。但是，由于当时缺乏专业的技术，无法完善机电一体化中的电机设备。随着社会的不断发展，相关单位逐渐对机电产品的性能进行了改进和完善。第二次世界大战爆发之后，人们开始关注机电产品的价值和重要性。战争的爆发促进了机电产品的发展，并且对经济的复苏起到了一定的积极作用。随着计算机技术和通信技术的不断发展，控制技术和电子技术也在迅速发展。这为现代化机电一体化的发展奠定了坚实的基础。

3.机电一体化技术应用的领域

机电一体化技术在今天得到了极其广泛的应用，但最主要的应用领域主要表现在两个方面：一是数控机床；二是自动生产线。经过几十年的研究，数控机床与数控技术日臻完善，在精确度和有效性上大大提高。主要体现在：设计更加开放和人性，机械零件具有统一标准，最大限度满足用户需求。机械的控制方式更加多元，既可以选择1台机器控制多台机床，也可以选择1台机器控制1台机床。机电一体化技术可以通过PLC控制系统，将重复性高、人力耗费大的工作集成到系统中，使其变得更加简单。机电一体化的另一重要应用领域为自动生产线，例如大型企业大批量商品生产的流水线、快递行业的自动分捡生产线以及报纸、书刊的印制等方面，实现了无人值守。这项技术在我国研究人员不断努力下，已经取得了突飞猛进的成绩，使我国在国际上处于领先水平，走在了前列。

4.机电一体化应用中电机控制与保护存在的问题

由于缺乏技术理论和实践经验，我们在技术的具体推广中也面临着各种干扰因素，使得电机保护和控制工作无法顺利进行。它们的存在明显妨碍了电机的使用，使其价值不可能被反映出来，然后详细描述了它所面临的各种缺点。

4.1运用异步机电装置时面对的各种干扰要素

在我国，很多行业和领域都使用机电设备。他们的存在为该国的经济进步贡献了非常重要的力量。但在电机运行与控制工作的具体实施中，也存在一些干扰因素，导致设备无法发挥应有的价值。具体而言，众所周知，对于电机控制工作而言，与异步电机有关的工作是一项意义非常重要的工作。一旦它有缺点，它将严重干扰电动机的运行并最终引发一系列反应。许多操作问题使设备无法发挥其应有的价值和意义。因此，在开展这项保护工作时，我们必须把重点放在异步电动机上，积极研究先进技术。

4.2电机控制保护装置的使用难以达到需求

我们目前广泛使用的电机保护设备的技术含量较低，不能适应当前的发展形势，不能满足技术发展的要求。同时，电流保护装置大多采用电磁原理，利用热继电器和熔断器的过载保护以及短路功能实现保护。然而，这部分本来就存在问题，不可避免地导致机电控制工作的失败等等。因此，在未来的设计过程中，我们必须密切关注设计与控制的结合，确保保护装置呈现出更加鲜明的色彩多样性。

5.加强机电一体化中的电机控制策略

电机设备的组成主要有两个单元：一是驱动单元；二是控制单元。驱动单元主要由传感器、伺服电机等设备来完成；而控制单元则主要是靠PLC、变频器等来完成。这两部分互相协调，一起工作。

5.1对电机阀位与速度的控制

在电机运行过程中，不仅各个零部件之间要相互协调，对阀门的速率进行管控尤为重要。随着我国在这个领域的不断研究，相关的理论成果及现场经验的积累都有了一定程度的发展。在具体的速度控制方法上，主要是采用速度环与位置环相结合的双环控制方法。在实际过程中，如果遇到阀门具有相对较大的流量，则需要去速度均匀，由于这些参数很难明确，对我们的控制工作造成一定的影响。因此，我们必须要根据阀门的实际情况，以点击为参考，对阀门速率进行调节。

5.2对电能的精确审查

在电机控制过程中，对电能的审查主要抓住电机的电压和电流等参数。对这些参数定期合理地进行检测，记录检测结果并加以科学分析，确保电压、电流达到指标，这有利于对故障进行判定。在检测时，传统的一些检测工具包括电压互感器以及电流互感器已经无法满足检测要求，必须要使用专业的检测工具。目前使用较为广泛的是霍尔型电流互感器，优势体现在：一是保障数据的准确性；二是对实际情况的快速捕捉。

5.3电机保护装置控制

从安全角度来看，有必要在机电设备中安装电动机保护装置。机电设备在运行中容易出现故障，主要是因为变频器的输出电流和电压不稳定。传统的电流和电压控制不能满足机电一体化设备中的电机保护要求。因此，有必要启动机电设备中的电机控制和保护功能，并使用它直观地反映电机设备中的电流。霍尔式电流互感器用于检测IPM的三相电流的输出，IPM模块的输出电压用于检测电机的控制和保护装置，从而有效地控制电压和电流频率，并提高设备的工作效率和工作质量。

5.4机电一体化中电机的运行维护

由于机械工业的快速发展，目前相关设备的操作规程也更为严格。例如，对电机操作的要求更高。但是，技术的发展也显着提高了电机的保护能力。无论采用何种技术，其实施都必须依靠人类，因此电机的运行和维护是保证电机机电一体化技术性能优越的重要前提。这里将电机维护分为三个方面。一个是前期准备，另一个是运行过程中的监督，最后一个是和平时期的维护。在启动之前检查电源是否打开，并检查启动设备的性能。打开电源时，必须确保电机和其他设备正常运行。如果有任何异常，必须在第一时间关闭电源。在运行过程中，要做好监测工作，确保设备电压和电流正常，尽可能避免出现问题。除此之外，维护工作必须在规定的时间内完成。

6.电机控制技术未来发展探讨

随着我国的发展，机电一体化中电机的控制作用效果可见一斑，但并不是完美无缺，其自身仍存在着一些问题导致电机控制效果有时会差强人意。在未来发展中，电机保护装置将会不断的发展，不断地会有新的技术投入到其中，例如故障建模、数值模拟以及红外技术的运用将会使分析更加专业，机电一体化电机保护装置必将会朝着效率更高、稳定性更好、功能更多的多元化方向迈进。尤其是电机的控制问题与微电子技术相结合，发挥出光能的优势，对机电一体化中电机控制技术产生有利的结果。科学技术的不断发展，会弥补电机保护装置本身的缺陷，降低设备损坏率，推动我国机电一体化工程的发展。

7.结束语

综上所述，针对机电一体化的电机控制技术是制约机电一体化深入发展的关键，我们要加强对电机的控制，进而推动机电一体化技术的持续发展。

参考文献：

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