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[摘 要]机电一体化之中的电机控制与保护，不仅能够维护厂家的生产信誉，同时可以优化管理电机的保护与控制。对我国的机电行业来说，更是一种科技与时代的进步，对于未来源源不断的发展动力提供了一定的平台，对于节约能源来说，同样具有重要的意义。本文探讨了机电一体化中的电机控制与保护 。
[关键词]机电；一体化；电机控制；保护
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）42-0148-01
将机械设备与电子设备有机的组合到一起，就是机电一体化控制。两者相互促进相辅相成，随着越来越多的新技术的使用，机电一体化控制的发展前途光明，随着社会的不断进步，对生活的要求人们也在不断的提高，这就对各种生活资料提出了更多需求，为了满足这些需求，必然会有越来越多的领域采用机电一体化控制技术来进行生产。
一、机电一体化中的电机控制发展分析
机电一体化在我国的发展时间相对较长，随着经济的进步取得了诸多成就，同时发展起来的还有机电设备的维护，电机控制的产生与此息息相关。它在我国的机电行业中占据着重要的地位，为其发展起到了基础性的作用。电机控制是时代发展与技术进步的综合产物，具有能源消耗低，投入资金相对较少的优点。正因如此，其在行业竞争中处于优势地位，被广泛地应用于各个领域之中。当前，虽然机电控制取得诸多成果，但是其在发展的过程中仍然存在较多问题需要解决。据调查，电机设备发生故障的位置通常是在具有保护功能的装置之中，为了应对这种情况，保护装置的可靠性必须得到保证。信息技术在对其进行渗透的过程中，使其运作方式发生了根本性的变化，让其运作的自动化程度得到了较大的提升，原本很多需要人力控制的环节都能够在技术的支持下实现自动化。但是如此的情况使得原本的运作时间相应的被延长，造成机械磨损状况较为严重，减少了其使用寿命。随着行业的进步，这些问题造成的现实矛盾越来越尖锐。技术研发人员应该对这些问题进行思考，确保其性能能够得到改进，促使其在今后的工作中能够处于较为良好的发展状态。
二、机电一体化技术的主要应用领域
目前机电一体化技术应用最广泛的领域即数控机床和自动机与自动生产线这两方面。数控机床及相应的数控技术经过几十年的发展，在功能、操作、结构和控制精度上都有迅速提高，具体表现有：机电一体化采用开放性设计，即硬件体系结构和功能模块为符合接口标准，应具有兼容性、层次性，能最大限度地提高用户的收益；机电一体化能实现多过程、多通道控制，即同一台机床能同时控制或独立加工多种机床的和多台机床的能力；机电一体化的应用最终可以将物料搬运、机械手等控制、刀具破损检测都集成到系统中去；以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置；系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。当前机电一体化技术应用的又一具体体现主要为在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动化设备、自动机械及自动生产线等。如：邮政信函自动分捡处理生产线；各种印刷包装、高速香烟、易拉罐生产线等；这些自动机或生产线中广泛应用了传感技术与现代电子技术。近十年来，我国技术水平迅猛增长，已超过了发达国家的水平。
三、机电一体化中的电机控制与保护
1、对阀门与速度的控制
实现电机执行机构的阀位和速度的控制需要解决的关键性技术问题主要有五个方面，分别是阀门柔性开关的控制、阀位的极限位置的判断、电机保护的实现、准确定位与模拟信号的隔离。对于机电一体化中电机阀门位和速度的控制，微处理器根据测得的变频器输出电压和电流，通过计算得出输出力矩，如果输出力矩达到或大于设定的力矩，那么就会自动降低运行速度。在传统电机的执行机构中，阀位的极限位置的检测是通过机械式限位开关获得的。电动执行机构极限位置通过检测位置信号的增量获得，单片机将本次检测的位置信号与上次检测的信号相比较，如果未发生变化或变化较小，就会自动电机的供电电源。
电机的运行控制与加速度的大小、时间长短、当前位置、速度控制给定位置以及运行速度有关。在机电一体化中电机采用的是双环控制方案，外环为位置环，内环为速度环。外环是通过当前位置速度的设定将速度给定发生器向内环提供速度的设定值。内环是将当前速度与速度给定与发生器的设定速度进行比较，依靠速度调节器改变PWM波发生器载波频率，以实现电机的转速调节。
2、对电流电压的准确检测
在对机电一体化中电机控制与保护装置的应用中，对于电流、电压的检测也是不可忽视的，因为对二者的正确检测有益于电机力矩、断相保护、逆变模块等故障的诊断。但是使用一般的电流、电压互感器是很难达到此要求的，为了快速诊断故障排除问题，要采用霍尔型电流互感器和IPM 输出电压采用分压电路的方式对IPM 输出三相电流和电压进行检测，从而达到电机控制与保护的要求。
四、电机保护控制装置发展趋势及前景
电机控制保护装置亟待寻找新的突破。随着电机保护控制理论研究和新技术的发展，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，为今后的突破性紧张提供依据。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、红外线、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，依据国家生产标准，不断提高质量等级，发展适用于我国的特有的电机控制保护装置。在世界上一些发达国家，电机保护控制装置会随着电机配套出厂，这种现象司空见惯，并且早已经成为一个惯例被普及应用，而在我国出口的电机配套保护控制装置多是单个出场，这样不仅在匹配上会出现问题，对生产者的成本也是一个极大的浪费。因此我们应该不断吸取国内外优秀经验，积极推进电机与保护控制装置配套使用。电机与保护装置配套，不仅减少了用户在选择保护控制装置上的麻烦，更重要的是减少了由于电机与保护控制装置不匹配而造成烧毁等损失，这样侧面提高了电机生产厂家的质量信誉和电机的质量等级，同时也给电机出口和国内应用拓宽了市场。电机与保护控制装置联手，不仅可以优势互补，还给各行各业都创造了更为广阔的发展空间和市场前景，对我国电机行业科技创新和技术进步与节约能源事业具有重要意义。
综上所述，机电一体化中的电机控制在发展的过程中存在较多的问题，对其自身的发展造成了一定程度的阻碍。但是，在未来的发展中，这些缺陷必将被逐渐弥补，各种新技术层出不穷，对其改进工作增添了新的内容，为其发展提供了新的方向。各种以前没有被应用的技术都会在这个领域中发挥出重要的作用。比如一些远红外以及仿真技术，都将为其发展做出重要贡献。
参考文献
[1] 伦春红.机电一体化中的电机控制和保护[J].科技创新与应用，2012.
[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.
[3] 郭英杰.机电一体化中的电机控制与保护[J].科技传播，2011.
[4] 罗军.机电一体化中的电机控制与保护[J].硅谷，2012（23）.
[关键词]机电；一体化；电机控制；保护
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）42-0148-01
将机械设备与电子设备有机的组合到一起，就是机电一体化控制。两者相互促进相辅相成，随着越来越多的新技术的使用，机电一体化控制的发展前途光明，随着社会的不断进步，对生活的要求人们也在不断的提高，这就对各种生活资料提出了更多需求，为了满足这些需求，必然会有越来越多的领域采用机电一体化控制技术来进行生产。
一、机电一体化中的电机控制发展分析
机电一体化在我国的发展时间相对较长，随着经济的进步取得了诸多成就，同时发展起来的还有机电设备的维护，电机控制的产生与此息息相关。它在我国的机电行业中占据着重要的地位，为其发展起到了基础性的作用。电机控制是时代发展与技术进步的综合产物，具有能源消耗低，投入资金相对较少的优点。正因如此，其在行业竞争中处于优势地位，被广泛地应用于各个领域之中。当前，虽然机电控制取得诸多成果，但是其在发展的过程中仍然存在较多问题需要解决。据调查，电机设备发生故障的位置通常是在具有保护功能的装置之中，为了应对这种情况，保护装置的可靠性必须得到保证。信息技术在对其进行渗透的过程中，使其运作方式发生了根本性的变化，让其运作的自动化程度得到了较大的提升，原本很多需要人力控制的环节都能够在技术的支持下实现自动化。但是如此的情况使得原本的运作时间相应的被延长，造成机械磨损状况较为严重，减少了其使用寿命。随着行业的进步，这些问题造成的现实矛盾越来越尖锐。技术研发人员应该对这些问题进行思考，确保其性能能够得到改进，促使其在今后的工作中能够处于较为良好的发展状态。
二、机电一体化技术的主要应用领域
目前机电一体化技术应用最广泛的领域即数控机床和自动机与自动生产线这两方面。数控机床及相应的数控技术经过几十年的发展，在功能、操作、结构和控制精度上都有迅速提高，具体表现有：机电一体化采用开放性设计，即硬件体系结构和功能模块为符合接口标准，应具有兼容性、层次性，能最大限度地提高用户的收益；机电一体化能实现多过程、多通道控制，即同一台机床能同时控制或独立加工多种机床的和多台机床的能力；机电一体化的应用最终可以将物料搬运、机械手等控制、刀具破损检测都集成到系统中去；以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置；系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。当前机电一体化技术应用的又一具体体现主要为在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动化设备、自动机械及自动生产线等。如：邮政信函自动分捡处理生产线；各种印刷包装、高速香烟、易拉罐生产线等；这些自动机或生产线中广泛应用了传感技术与现代电子技术。近十年来，我国技术水平迅猛增长，已超过了发达国家的水平。
三、机电一体化中的电机控制与保护
1、对阀门与速度的控制
实现电机执行机构的阀位和速度的控制需要解决的关键性技术问题主要有五个方面，分别是阀门柔性开关的控制、阀位的极限位置的判断、电机保护的实现、准确定位与模拟信号的隔离。对于机电一体化中电机阀门位和速度的控制，微处理器根据测得的变频器输出电压和电流，通过计算得出输出力矩，如果输出力矩达到或大于设定的力矩，那么就会自动降低运行速度。在传统电机的执行机构中，阀位的极限位置的检测是通过机械式限位开关获得的。电动执行机构极限位置通过检测位置信号的增量获得，单片机将本次检测的位置信号与上次检测的信号相比较，如果未发生变化或变化较小，就会自动电机的供电电源。
电机的运行控制与加速度的大小、时间长短、当前位置、速度控制给定位置以及运行速度有关。在机电一体化中电机采用的是双环控制方案，外环为位置环，内环为速度环。外环是通过当前位置速度的设定将速度给定发生器向内环提供速度的设定值。内环是将当前速度与速度给定与发生器的设定速度进行比较，依靠速度调节器改变PWM波发生器载波频率，以实现电机的转速调节。
2、对电流电压的准确检测
在对机电一体化中电机控制与保护装置的应用中，对于电流、电压的检测也是不可忽视的，因为对二者的正确检测有益于电机力矩、断相保护、逆变模块等故障的诊断。但是使用一般的电流、电压互感器是很难达到此要求的，为了快速诊断故障排除问题，要采用霍尔型电流互感器和IPM 输出电压采用分压电路的方式对IPM 输出三相电流和电压进行检测，从而达到电机控制与保护的要求。
四、电机保护控制装置发展趋势及前景
电机控制保护装置亟待寻找新的突破。随着电机保护控制理论研究和新技术的发展，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，为今后的突破性紧张提供依据。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、红外线、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，依据国家生产标准，不断提高质量等级，发展适用于我国的特有的电机控制保护装置。在世界上一些发达国家，电机保护控制装置会随着电机配套出厂，这种现象司空见惯，并且早已经成为一个惯例被普及应用，而在我国出口的电机配套保护控制装置多是单个出场，这样不仅在匹配上会出现问题，对生产者的成本也是一个极大的浪费。因此我们应该不断吸取国内外优秀经验，积极推进电机与保护控制装置配套使用。电机与保护装置配套，不仅减少了用户在选择保护控制装置上的麻烦，更重要的是减少了由于电机与保护控制装置不匹配而造成烧毁等损失，这样侧面提高了电机生产厂家的质量信誉和电机的质量等级，同时也给电机出口和国内应用拓宽了市场。电机与保护控制装置联手，不仅可以优势互补，还给各行各业都创造了更为广阔的发展空间和市场前景，对我国电机行业科技创新和技术进步与节约能源事业具有重要意义。
综上所述，机电一体化中的电机控制在发展的过程中存在较多的问题，对其自身的发展造成了一定程度的阻碍。但是，在未来的发展中，这些缺陷必将被逐渐弥补，各种新技术层出不穷，对其改进工作增添了新的内容，为其发展提供了新的方向。各种以前没有被应用的技术都会在这个领域中发挥出重要的作用。比如一些远红外以及仿真技术，都将为其发展做出重要贡献。
参考文献
[1] 伦春红.机电一体化中的电机控制和保护[J].科技创新与应用，2012.
[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.
[3] 郭英杰.机电一体化中的电机控制与保护[J].科技传播，2011.
[4] 罗军.机电一体化中的电机控制与保护[J].硅谷，2012（23）.