淺析機電一體化中的電機控製與保護

概述（shù）：典型的機電（diàn）一體化設備的機械部件（jiàn）、PLC模塊、變頻器模塊、按鈕模塊、電源模塊、模擬生產設備（bèi）實訓（xùn）模塊、接（jiē）線端子排和各種傳感器、計算機等組成。整體結構（gòu）采用開放式和拆裝式，實訓設備用於機械部件組裝，可根據現有的機械部件（jiàn）組裝生產設備，也（yě）可添加機械部件（jiàn）組（zǔ）裝其他生（shēng）產設備，使整個裝置能夠靈活的按教學或競賽（sài）要求組裝（zhuāng）具有生產功能的機電一體化設備。模（mó）塊采用標準結構和抽屜式模塊放置（zhì）架，互換性強；按具（jù）有生產性功能和整合學（xué）習功能的原則確定模塊內容，使教學或競賽時（shí）可（kě）方便的選擇需要的模塊。同時還要求具有可拓展功能，可以組成更加大型的（de）生產模擬係統，以配（pèi）合各個用戶學校不同層次，不（bú）同專業的教學及培訓要求（qiú）。
隨著（zhe）我國電子技術（shù）與微電子技術的（de）快速發展，機電一體化技術也有很（hěn）大的進步，在現代機電控製中有更（gèng）多的應用，為機電一體化的發（fā）展帶來很大的促進作用。作（zuò）為現代工（gōng）業技術（shù）中重（chóng）要的部分之一，機電一體化技術為我國機械工業的發（fā）展創造更多的機遇。首先介紹了機（jī）電一體化技術的發展曆程與現狀，接著闡述機電一體化中電動機構的組成及工作原理，然後探討機（jī）電一體化中電機閥位及速（sù）度控（kòng）製與機電一體（tǐ）化中電機的（de）運行維護。

1、機電一體（tǐ）化技術的發展曆程與現狀：
    1.1機電一體化的發（fā）展曆程
    機電一體化技術的發展有（yǒu）三個階段（duàn），即發展初級階段、蓬勃發展階段和智能化發展階段。最初早在20實際60年代人們開始利用電子技（jì）術的初步（bù）成果來完善機械產品（pǐn）的性能。而（ér）由於軍事和工業發展的需求，當（dāng）時的人們對於這方麵開始重視，由於當時電（diàn）子（zǐ）技術水平發展不夠，技術結合與運用還沒有得到深入發（fā）展。為機（jī）電一體化技（jì）術的發展創造了更好（hǎo）的條件。從數控機床的問（wèn）世到微電子技術的全新發展，進而可編程序控製器、電力（lì）電子等的發展（zhǎn）為機電一體化提供了堅強基礎（chǔ），最後激光技（jì）術、模（mó）糊技術、信息技術等新技術使機電一體化躍上新（xīn）台階。
    1.2機電（diàn）一（yī）體化技術發展（zhǎn）現狀
    近些年來，機（jī）電一體（tǐ）化技術有了更全麵的進步，其中的微電子（zǐ）裝置除可取代某些機械部件的原有功能（néng）外，還能賦予自動顯示記錄、自動處理信息、自動檢測、自動調節與控製自動診（zhěn）斷與保護等許多新的功能。目前一些電動的實（shí）際運行中依然存在（zài）著（zhe）一定的問題（tí），比如執行機構機構多、定位精度低（dī）、結構複雜、可靠性差等問題，因而對於這種情況，采用機（jī）電一體化技術，將伺（sì）服電機、閥門（mén）、控製器合為（wéi）一體，采用模糊神經網絡，通（tōng）過內（nèi）置變頻器，實現閥門（mén）的高效控製。
2、機電一體（tǐ）化中電動機構的組成及工作原理：
    2.1電機執行機構的組成（chéng）
    目前較常用的主要是交流電動機，它可分為三相異步電動機、單相交流電動機兩（liǎng），前一種比較多的用在工業上，而後一種通常用在民用電器上。從電機的結構上看，主要（yào）分（fèn）為（wéi）控製部分和執行驅動部分，控製部（bù）分主要由三相PWM波發生器、單片機、智能逆變模塊、整流模（mó）塊、A/D、故障檢測、輸入輸出（chū）通道等組成；執行驅動部分主要包括三相伺報電機和位（wèi）置傳感器[1]。
    2.2電機的工作（zuò）原理
    電機（jī）執行（háng）機構（gòu）係統通過電流與電（diàn）壓傳感器和位置傳（chuán）感器的（de）檢測，得出逆變模塊三相輸出電流、電壓及（jí）閥門的位置信號，然後由A/D轉換後（hòu）送入單片機（jī）。單片機通過控製PWM波（bō）發生器的（de）作用，最（zuì）後實現電機的運行控（kòng）製（zhì）。逆變模塊工作時所需（xū）要的（de）直（zhí）流電壓信號由整流電路對（duì）380V電源進行全橋整流得到。對於電動機（jī）運行原理的分析，這裏主要針（zhēn）對工（gōng）業中應用（yòng）的三相異步電動機的原（yuán）理進行探討。電動機轉動的基本（běn）工作原理（lǐ）是三相對稱繞組中通（tōng）人三相對稱電流產生圓形旋轉磁場，轉子導體切割旋轉磁場感應電動勢和電流，轉子載流導體在磁場中受到電磁力的作（zuò）用，從而形成電磁轉距，驅使電動機轉子轉動。
3、機電（diàn）一體化（huà）中電（diàn）機閥位及速度控製與運行維護：
    3.1電機（jī）閥（fá）位及速度控製（zhì）
    實現電機執行機構的閥位和（hé）速度的控製需要解決的關鍵性技術問題主要有五個方麵，分別（bié）是閥門柔性開關的控製、閥位的極限位（wèi）置的判斷、電機保（bǎo）護的實現、準確定位與（yǔ）模擬信號的隔離。對於機電一體化中電機閥門（mén）位和速度的控製，微（wēi）處理器根據測得的變頻器輸出電（diàn）壓和電流，通過計算得出輸出力矩（jǔ），如果輸出力（lì）矩達到或大於設定的力矩，那麽就會自動降低運行速度。在傳統電機的執行機構中，閥位的極限位置的檢測是（shì）通過機（jī）械式限位開關獲得的（de）。電動執行機構（gòu）極限位置通過檢測位置信號的增量獲得，單片機將本次檢測的位置信（xìn）號與上（shàng）次檢測的信號相比較，如果未（wèi）發生變化或變化較小，就會自動電機的（de）供電電源。
    電（diàn）機的（de）運行控製與加速度的大小、時間長短、當前位置、速度控製給定位（wèi）置以及運行速度有關。在機電一體化中電（diàn）機采用的是雙（shuāng）環控製方案，外環為位置環，內環為速度環。外環是通（tōng）過當前位置速度的設定將速度給定發生器向內環提供速度的設定（dìng）值。內環是將當前速度與（yǔ）速（sù）度給定與發生器的（de）設定速度進行比較（jiào），依靠速度調節器改（gǎi）變PWM波發生器載波（bō）頻率，以實現電機的轉速調節。
    3.2機電一體化中電機的運行維護
    機械工業的飛速發（fā）展對電機運行（háng）維護不斷提出新的要求，而現代科技技術（shù）的飛速發展（zhǎn）又為電（diàn）機的保（bǎo）護水平的提（tí）高提供了新的空間（jiān）。然（rán）而（ér）再先進的（de）技術都需要依靠人為的操控，因（yīn）而對於（yú）電（diàn）機的運行維護是確保電機（jī）的機電（diàn）一體化技術優勢表現的（de）重要前提。在這（zhè）裏（lǐ）把電機的維護分為三個方麵，一個是電機運行前的準備，一個是電機運行中的監管，還一個（gè）是電機的日常保（bǎo）養。
    在電動機啟動前需要檢查電源（yuán）是（shì）否有電，觀察啟動器是否正常、熔絲規格大小是否合適，檢查傳動電動機轉子和負（fù）載機械的轉軸、電動機及啟（qǐ）動電器外殼是否接地、負載機械是否（fǒu）妥善地作好了啟動（dòng）準備。接通（tōng）電源後，啟（qǐ）動時應注（zhù）意觀察電動（dòng）機、傳動裝置、負載機（jī）械（xiè）的工作情況，如果發現（xiàn）異常應立即切斷電源。對於電動機運行中的監視，要時刻（kè）注意電動機的電壓與電流，關注電（diàn）動機的振動、響聲和氣味，注意傳動裝置的檢查，以便及（jí）早發現問題，減少或避免故障的發（fā）生。而對於電動機保護除了運行過程中注意監視和維護外還應進行定期（qī）檢查和（hé）保養。
4、結語：
總而言之，隨（suí）著我（wǒ）國科技水平的快速（sù）發展，機電一體化技（jì）術的會得到（dào）不斷（duàn）的提高（gāo），而電動機作為扮演我（wǒ）國工業現代化（huà）建設中的重要角色，上海红桃视频app公司生產的光機電一體化實（shí）訓設備，符合各院校的教學實訓（xùn）實驗需求，為（wéi）走上社會的技術人員起著非常關鍵的（de）作用。要從電動機（jī）的技術發展和運行維護上（shàng）進行探討分析（xī），以從根本上解決目前機電一體化中電機的高效問（wèn）題，同時也為將後的進一步（bù）發展奠定基礎。

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