基于機電一體化中的電機控制與保護研究

葉耘

摘 要：隨著我國社會科學技術(shù)的飛速發(fā)展，且為機電一體化的應用做出了較大貢獻。作為機電一體化的重要組成部分，其中的電機控制與保護路徑不僅影響著機電一體化應用的質(zhì)量與水平，而且對機電一體化技術(shù)的研發(fā)也具有重要影響。本論文從不同方面闡述機電一體化中的電機控制與保護研究，希望為研究電機控制與保護研究的專家和學者提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：機電一體化；電機控制與保護；研究

在現(xiàn)代化的社會發(fā)展中，機電一體化已經(jīng)有了一定的發(fā)展空間和發(fā)展趨勢，早在上世紀的時候，機電一體化就開始出現(xiàn)，我國與其他一些國家相比發(fā)展較慢，其他一些發(fā)達國家的機電一體化技術(shù)已經(jīng)飛速發(fā)展，而我國才剛剛起步，經(jīng)過不斷的發(fā)展和進步，到了二十一世紀的時候，我國很多機械行業(yè)都已經(jīng)引入了機電一體化技術(shù)，并且充分運用到了實際的生產(chǎn)當中。機電一體化在發(fā)展歷程中經(jīng)歷了很多次改革和創(chuàng)新，在不斷的發(fā)展中站穩(wěn)腳跟，并且受到了很多行業(yè)的重視，在為我國經(jīng)濟和機械行業(yè)帶來生機的同時，也開拓了新的發(fā)展領(lǐng)域。

1機電一體化概述

機電一體化技術(shù)是指將電子技術(shù)作為設備研發(fā)以及應用的主要技術(shù)基礎，并且在該技術(shù)設備的研發(fā)過程中對其使用過程中的控制功能、信息處理功能以及動力功能進行積極的建設，進而提升機電一體化的應用。隨著我國科學技術(shù)的飛速發(fā)展，機電一體化的研發(fā)深度也在不斷的增加，進而成為一種自成體系的新型學科。該種學科在具體的應用過程中具有多功能、高質(zhì)量以及高可靠性的特點，不僅促進找機械設備與軟件設備的合理配置 ， 而且對于生產(chǎn)目標的達成也具有積極的促進作用。

2機電一體化電機控制

2.1 控制系統(tǒng)原理分析

對機電一體化中的電機控制原理進行分析，以礦井提升機機電一體化電機控制為例，探究電機控制的作用。在礦井提升機的控制系統(tǒng)中，其核心的控制裝置就是西門 S7- 300PlC，該控制系統(tǒng)能夠?qū)μ嵘龣C整體系統(tǒng)控制，對所有的從屬系統(tǒng)設備的狀態(tài)進行收集。在該系統(tǒng)中，PLC系統(tǒng)通過對高速計算模塊的計算，對編碼器傳輸過來的信號進行處理。PlC處理信號的形式分別為繼電器接點輸出、過卷位置控制信號。在該控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)了電氣傳動系統(tǒng)發(fā)電機的測速，從根本上保證了提升機系統(tǒng)的高度安全性。

實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的收集，首先需要對全廠的數(shù)據(jù)進行調(diào)查，其次，在數(shù)據(jù)支持下，進行算術(shù)以及邏輯運算，對系統(tǒng)中相應的電氣設備運行進行直接控制。當提升機的司機發(fā)出指令時，控制系統(tǒng)首先需要根據(jù)線路中提升種類、當前位置等數(shù)據(jù)的自動判斷提升方向，向電氣傳動裝置發(fā)出開車控制信號，在實際的提升環(huán)節(jié)中，控制系統(tǒng)還需要進行實時的數(shù)據(jù)計算，進而能夠自動的完成提升機的加速、減速以及停車的全過程。

2.2控制系統(tǒng)在礦井中的應用

采煤中的機器就是電牽引采煤機，結(jié)構(gòu)設計比較簡單，實際工作效率較高。它是煤礦機電一體化技術(shù)中的典型代表，最早研制出的交流變頻調(diào)速MG3442PWD 型電牽引采煤機在實際生產(chǎn)中應用廣泛。它的機械傳動結(jié)構(gòu)比較簡單，不僅質(zhì)量小，而且規(guī)格也適中，實際的傳送效率能達到 99%，與液壓牽引采煤機相比具有性能上的優(yōu)勢。電牽引采煤機在實際運行時更加可靠，在相同運行環(huán)境中，它能夠減少機械設備維修的次數(shù)，不僅較少企業(yè)費用投入，而且無形中增加了機械設備的使用壽命。電牽引采煤機作業(yè)時間一旦增長，除了整流子和電刷有少量的磨損外，其他元件完好無損，由此可見，基于機電一體化技術(shù)的電牽引采煤機工作上可靠性較高，靈敏度較高，并且具有較好的動態(tài)性能，電力控制系統(tǒng)能夠及時的調(diào)整運行參數(shù)，防止采煤機超載。能夠適用于大傾角的煤層中，牽引電機中軸端裝有制動器，在傾角煤層中不需要安裝防滑裝置。

3機電一體化中電機閥位及速度控制與運行維護

3.1 電機閥位及速度控制

在機電一體化技術(shù)當中，有很多內(nèi)容需要注意，其中電機閥位及速度控制就是一個十分關(guān)鍵的問題，其中需要注意的有五個內(nèi)容，分別是閥門柔性開關(guān)的控制、閥位的極限位置判斷、電機保護的實現(xiàn)、準確定位及模擬信號的隔離等，這些都是電機閥位及速度控制中應該注意的主要內(nèi)容。只有精確的計算這些參數(shù)和數(shù)據(jù)，才會更好的確保電機閥位能夠正常的運轉(zhuǎn)，為機電一體化的快速發(fā)展奠定堅實的基礎。

3.2 機電一體化中電機的運行維護

機電一體化的飛速發(fā)展對于電機運行和維護提出了很多新的要求，事實上無論是再先進的技術(shù)和設計理念，都離不開人為的操作，所以在對電機進行維護的時候，首先就應該做好電機運行前的準備，然后做好電機運行中的監(jiān)管，這一個環(huán)節(jié)是非常重要的，因為電機在實際的運行中，如果出現(xiàn)了任何的問題都可能會導致安全隱患，所以進行監(jiān)督和管理非常重要。除此之外，有關(guān)工作人員應該注重日常的保養(yǎng)，對電機進行日常的保養(yǎng)會提升電機的使用壽命。

4機電一體化中電機控制與保護存在問題的對策

4.1 強化電流控制以及電壓管理

第一方面，由于電機在運行的過程中，不同規(guī)格的電機具有不同規(guī)格的額定功率、額定電壓、額定電流等多種額定數(shù)據(jù)。額定數(shù)據(jù)規(guī)定著電機的電壓、電流應用情況，為機電一體化的應用提供一定程度的保障作用。故而在機電一體化設備的應用過程中為避免其控制與保護裝置頻繁出現(xiàn)問題，應積極對一體化裝置中的電流以及電壓數(shù)值進行詳細控制，進而避免電壓以及電流出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，影響機電一體化裝置的正常運行。第二方面，由于機電一體化的應用在其零件方面存在靈敏布度不高以及有效性缺失的問題。故而在對機電一體化進行具體應用的過程中，應對其零部件的靈敏度以及有效性進行積極的提升。

4.2實施裝置定期檢測

由于機電一體化設備是通過多種零部件而組成的，而零部件的靈敏度以及有效性經(jīng)常在具體的應用過程中出現(xiàn)問題。故而在對機電一體化設備進行定期檢查的過程中，應對其零部件進行全面的重視與監(jiān)測，進而保障機電一體化應用過程中，其零部件的有效性以及靈敏度，避免機器檢修而帶來的生產(chǎn)效率降低。

參考文獻：

[1]機電一體化系統(tǒng)中關(guān)于機電控制的研究[J]. 趙柏達. 內(nèi)燃機與配件. 2017（12）

[2]機電一體化技術(shù)在汽車中的應用及發(fā)展研究[J]. 王佺慶，秦挽星. 電子世界. 2016（20）

[3]機電一體化技術(shù)的發(fā)展及應用分析[J]. 高亞萍. 電子技術(shù)與軟件工程. 2015（07）

[4]機電一體化技術(shù)在汽車中的應用分析[J]. 宋金鵬. 建材與裝飾. 2018（38）

[5]淺析機電一體化在汽車行業(yè)中的應用[J]. 梁昭權(quán). 城市建設理論研究（電子版）. 2017（17）

[6]關(guān)于機電一體化的發(fā)展探討[J]. 戴曉萍. 化工管理. 2015（24）

[7]機電一體化技術(shù)的應用和發(fā)展[J]. 郭偉民. 中外企業(yè)家. 2014（08）

[8]工程機械中機電一體化技術(shù)的運用[J]. 夏冬，王永剛，周永哲，柴賓. 現(xiàn)代信息科技.

[9]淺析機電一體化技術(shù)的應用及發(fā)展趨勢[J]. 宮傳磊. 科學技術(shù)創(chuàng)新. 2018（25）

[10]淺談機電一體化技術(shù)[J]. 趙澤華，王梟，張濤. 南方農(nóng)機. 2017（03）