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【摘 要】随着机电一体化技术的迅猛发展，人们开始重视对机电一体化中电机控制与保护的研究和探讨。目前已经在此方面取得重大突破，但还存在一定的不足之处，所以为了促进机电一体化的快速发展，应加强对电机控制欲保护措施的研究。本文介绍机电一体化的定义与发展情况，分析机电控制欲保护在机电一体化应用中存在的问题，并提出相应的解决措施。
【关键词】机电一体化；机电控制；保护
一、机电一体化概要
1.机电一体化概况
机电一体化是指在机构的信息处理功能、控制功能、动力功能、主功能等引进电子技术，将机械装置与电子技术结合起来所构成的系统的总称。机电一体化从上个世纪六七十年代开始，现在已经发展成为一门自成一体的新型学科，随着科学技术的不断发展，必将被赋予新的内容。机电一体化最基本的特征就是从系统的观点出发，综合运用计算机技术、自动控制技术、微电子技术、电力电子技术、信息变换技术、传感测控技术、接口技术、机械技术、信息技术以及软件编程技术等群体技术，以合理配置与布局各功能单元、优化组织结构为目标，依据系统功能目标，在高可靠性、高质量、多功能、低能耗的意义上实现特定的价值，并使整个机电系统最终达到最优化的系统工程技术。在机电一体化系统中，除了前面提到的各种技术，还有一个很重要的方面就是机电一体化产品。后文中将会介绍的DSP就是机电一体化中的一种装置，他依托机电一体化融合的各种技术，对机电一体化中的电机产品起到了保护的控制的作用。因此，机电一体化涵盖“技术”和“产品”两个方面。这里值得一提的是，机电一体化技术不是指微电子技术、机械技术以及其它新技术的简单组合，而是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术。就是因为有这种综合技术作保障，才能使机电装置对整个电机系统起到很好的保护和控制。
2.机电一体化的发展状况
机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。第一阶段为初级阶段，可以追溯到上世纪70年代以前。在这一时期，因为受到国外新技术的影响，人们会不自觉地利用这些技术来完善机电产品的性能，并且这些应用也取得了初步成果。尤其在第二次世界大战期间，战争极大地刺激了电子技术与机械产品的结合，这些由机电相结合所产生的技术和产品，战后还可以转为民用，对当地经济复苏起到了积极的作用。从当时研制的产品或者技术可以看出，当时电子技术的发展尚未达到一定水平，并且多数的产品都属于自发状态，因此电子技术与机械技术的结合还不可能广泛和深入得发展，并且由于当时的局限性，已经开发的产品也没有大量的推广使用。
第二阶段可称为蓬勃发展阶段，这时，通信技术、控制技术、计算机技术迅猛发展，大规模、超大规模集成电路和微型计算机的快速进步，为机电一体化的发展奠定了坚实的技术基础和充分的物质基础。
进入20世纪90年代后期，机电一体化大踏步迈向了崭新的阶段，此时机电一体化进入深入发展时期。一方面，机电一体化的学科体系得到了广泛的重视，专家们对机电系统的发展趋势进行了深入研究，并逐渐形成了譬如微机电一体化、光机电一体化等新分支。另一方面，由于光纤技术、神经网络技术及人工智能技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了广阔的天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。
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二、电机控制与保护的措施
探索机电一体化的保护措施和控制可以从电动机的动力设备，控制器，并执行致动器马达装置的驱动部，控制部分由IPM逆变器，单芯片，输入通道和PWM控制部分组成，由驱动单元进行的是三相电机和位置传感器两部分组成，现有的机电一体化中，零件部分能够处理得好，就能够解决很多问题。
1.发生器与电流和电压的处理
加强对PWM控制信号发生器和接收器的处理能力，以提高智能功率模块，也是保证微处理器的质量，微处理器工作有足够的时间，整个电气设备的运行控制的检测和保护。在正常情况下，机电一体化技术常用的PWM发生器相对于传统的发生器是更先进的，有一个标准的微处理器接口的特性，并具有各种智能芯片和自动化控制的功能，如：波状，幅度和频数等，是控制和保护电机的关键。电流和电压的处理中往往忽略了电机控制和保护，其实，准确的电流和电压的检测有利于电力设备，通用电压和电流的故障诊断工作。没有工作人员提供故障原因的问题，一定要利用IPM输出电压和霍尔型电流做电压检测。
2.IPM与阀门的控制
IPM与阀门的控制有几点要求，即IPM量必须足够小，安全感应电机在使用电气设备供应智能功率模块，三相5.4千瓦时适合使用，电源模块功能更加完善。采集驱动电路，电源开关和各种设备，是一种比较认可的功率开关器件。除此之外，速度控制阀在我国使用的双回路控制方法更广泛，外圈是该环的位置，而内圈的位置环，速度环和速度环是机电控制装置的主要不同。因为在给定位置和实际位置在操作中存在差异，加速，减速或等速运转，有时会比较困难，所以速度控制阀需要进行相关的调整工作，以得到有效的控制。IPM模块有效改变控制阀和速度，从而实现多元化的电机控制和保护设备，从这几方面入手，减少电机控制和保护的故障。
三、电机保护控制装置发展趋势及前景
电机控制保护现状是缺乏思路创新和科技创新，近几年针对这些问题提出一些新的理论方法，期望推进该事业的进一步发展。通过仿真计算和故障建模，并引入突破量、相位量、谐波份量、阻抗量、序份量等多种对电机故障敏感的检测量进行数据分析，并作相应判断和分析，把这些工作量提前做好的话，不但可以大大提高保护控制装置的精度和灵感度，还可以为以后的理论研究提供依据，为今后的突破进展提供依据。新技术的应用与开发（例如在线监测保护控制装置的应用等）也是电机控制保护装置的一个重要方面。利用新的技术产品（例如高频电磁波、位移、振动、红线、机械、电、热、光、声等）和理论对电机的运行进行实时监测，然后根据各种装置输出的信息通过计算机进行判断，把反射的数据进行分类，通过科学的分析和比对确定故障类型和严重程度，最后再采取相应的补救措施等，这样不仅能实现以上各种电机保护控制功能，更重要的是能在故障之前发出预警，达到提前防止故障发生，防患于未然。电机控制与保护装置还有一项很重要的发展前景就是积极配套出厂电机保护控制装置，根据国际质量标准水平发现自己的不足和缺陷，并根据我国现实状况具体设计规划，力求适应中国国情。国外一些国家在电机产出后营销阶段会相应赠送或追加配套辅助设施，这种做法对于短期可能会产生效益低下等印象，但长远说来使购买者得到真正实惠，保证机械运转效率和质量，提高机械使用寿命，降低资源浪费，我国在这方面明显做得不够，致使整个行业发展过慢。所以说我国在这一方面应该像国外积极学习，发展配套运行机制，使得购买效率和使用效率都提高，避免了使用者配置不当引起机器损毁，耐用率低下而花费高昂，一方面使出产者的口碑提高和产品进一步推广全国乃至世界打下基础。所以说电机与其保护设备的配套不但能够促进彼此的使用效果，拓宽了电机事业长远发展的道路，对整个机电事业的科学化、人文化、世界化都是一个不小的促进。
结语
机电设备自动化程度不断提高，电机设备的运用程度逐渐增加，但电机在使用环节中，不合理的启动时间、电压及设备开关等状态下，对机器的损坏率提升。所以应在机电一体化中的电机控制策略基础上，对其进行控制与技术保护。
参考文献
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[2]王晓辉.浅谈机电一体化应用中的电机控制与保护[J].机电信息，2012(12):179-180.
[3]蔡士军.探究如何做好电机控制及保护工作[J].中国科技纵横，2013(9):161-161.
论文作者:陈熙民
论文发表刊物:《防护工程》2019年13期
论文发表时间:2019/11/12
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