淺談機電一體化中的電機控制與保護

董碩++肖攀

摘 要：通俗上說，所謂的機電一體化即為把電子技術合理地應用在信息的生成與流通、傳播控制以及能源組織等方面的一項技術。從構成上來說，機電一體化技術即為機械與電子技術的有機融合，其實現了二者的相輔相成，促進了二者的共同發展。本文主要介紹了機電一體化的定義與發展情況，分析了機電控制與保護在機電一體化應用中所存在的問題，并提出了相應的解決措施，希望可以有效促進機電控制與保護在機電一體化廣泛應用，從而有效推動機電一體化事業的良好發展。

關鍵詞：機電一體化；電機控制；保護

近些年來，隨著機電一體化技術的迅猛發展，人們也開始越來越廣泛地重視對機電一體化中電機控制與保護的研究與探討。盡管到目前為止，我國已經在此方面取得了很大的進展，而其中仍舊存在一定的不足，所以為了有效促進機電一體化的可持續發展，必須要進一步加強對電機控制與保護措施的研究。

1 機電一體化的概述

機電一體化即為將電子技術合理地應用在機構的信息處理功能、主功能、控制功能以及動力功能方面，使得機械裝置能夠與軟件和電子化設計有機結合而組成的一種系統[1]。

在科技飛速發展的當代，機電一體化已逐漸發展為一門新型的自成體系的學科，其具有耗能較低、功能較多以及可靠性較高等特點，可以既可以合理地的配置多項技術，例如機械技術、計算機技術以及微電子技術等等，，而且還能夠根據系統的基本功能以及優化組織目標進行操作，最終實現比較理想的目標。

2 機電一體化的發展情況

到目前為止，機電一體化已經歷經了三個發展階段：第一階段為上世紀60年代之前。在此階段，電機技術的發展并不成熟，只是處于初級發展階段，電子技術與機械技術也沒有得到深入地結合。然而此時，人們已開始應用電子技術的初步成果來逐漸實現對機械產品的優化，這為機電一體化的發展奠定了一定的基礎。

第二階段為上世紀70到80年期間。在此階段，機電一體化獲得了迅猛發展，這主要是因為計算機等技術、微型計算機以及大規模集成電路的發展為機電一體化的發展奠定了堅實的技術基礎與物質基礎。

這三階段為上世紀90年代末。在此階段，機電一體化技術逐漸向智能化發展，而且其也進一步地創建了比較完整的基礎，并漸漸形成了一個比較系統化以及完整化的科學體系。

3 機電一體化中電機控制與保護存在的問題

3.1 電機控制保護裝置無法滿足應用需求

目前，在機電一體化應用中所運用的電機控制保護裝置還不夠完善，這主要是由于所應用的電機控制保護裝置主要是基于電磁原理以及電熱原理，而且是借助于熔斷器的短路保護以及繼電器的過載保護功能而實行操作的，但是這種零部件自身還不夠完善，這也就造成機電的控制與保護能力不強，無法充分滿足電機控制與保護的需求。為了解決這一問題，就需要在設計機電產品的時候，綜合性、整體性地考慮保護、設計以及控制，進而實現電機控制與保護裝置的系統化以及多樣化。

3.2 井下機電設備應用方面存在的問題

目前，在井下機電設備的應用中還存在一些問題，這也就影響了電機控制與保護的功能與效果。其中最為薄弱的環節即為為鼠籠式異步電機，如果在此環節沒有進行合理有效地應用，那么就會導致許多電機的運行故障的發生。這樣就會嚴重影響到電機運行的安全性與穩定性，所以相關人員必須要充分重視井下機電設備的應用問題，并且將其與電機控制與保護有機地結合起來，從而為機電一體化的安全、穩定運行提供有力的保障。

4 解決問題的方法與建議

為了充分保證機電一體化系統的安全、穩定運行，可以采取以下的電機控制與保護措施。

4.1 準確檢測電流與電壓

電流與電壓的檢測是電機控制與保護裝置在機電一體化應用中非常中重要的一項操作。其有利于逆變模塊以及電機力矩等故障的正確診斷，然而采用普通的電流與電壓傳感器是難以實現此目標的，為了能夠正確而又迅速地排除故障問題，應該選用IPM輸出電壓以及霍爾型電流互感器，這樣才能更加科學、有效地檢測IPM輸出三相電流與電壓，進而達到最終的目標。

4.2 合理控制閥門與速度

閥門與速度的控制是電機控制與保護裝置應用中的重要問題之一。目前，我國主要是利用雙環控制方案來解決這一問題。其中內環采用的是速度環，其主要是利用速度調節器合理地調節PWM波發生器的載波頻率，從而實現對電機實際轉速的控制以及調節[2]。外環主要是采用位置環，其主要在設定自身當前位置及速度的基礎上，再利用速度給定發生器，將速度設定值提供給內環。因為在機電控制與保護裝置的閥門與速度控制中，大流量的閥門執行機構在運行的過程中存在不同的速度階段，例如減速、勻速以及加速等，與此同時，給定位置與實際位置也并不是確定不變的，這也就會大大增加了閥門與速度控制的難度，所以在對其進行調解的時候，要對閥門與給定閥門進行對比分析，此基礎上再合理地調節速度。

5 結語

總而言之，隨著計算機網絡技術以及電子電力技術的飛速發展，我國的機電一體化技術也得到了越來越廣泛的應用，并且也獲得了良好的應用效果。然而當前在機電控制與保護方面還存在著一些問題，這也在一定程度上影響了我國機電一體化事業的發展。所以，必須要合理地分析與解決相關問題，努力降低電機控制與保護故障的發生率，并且要采取有效的措施，合理地排除相關的故障，從而充分保障機電一體化系統的穩定、安全運行，進而有效推動我國機電一體化的可持續發展。

參考文獻：

[1]劉國平.機電一體化中的電機控制的探討[J].電源技術應用，2013，06（07）：78-79.

[2]王濤.論機電一體化與我國的經濟發展[J].中國經貿導刊，2010 ，05（06）：36-37.

作者簡介：董碩（1983-），男，湖北隨州人，本科，研究方向：機電一體化。endprint