智能電機(jī)保護(hù)和控制裝置在電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

李正輝

摘 要：智能控制在電機(jī)控制中的應(yīng)用智能控制是自動(dòng)控制理論的最新發(fā)展，它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)仿照人腦思維功能進(jìn)行控制的方法，如專家系統(tǒng)、神經(jīng)元控制、模糊控制等被人們統(tǒng)稱為智能控制。本文從智能控制技術(shù)的概念以及智能電機(jī)控制裝置在電機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用等幾個(gè)方面，探討了智能電機(jī)保護(hù)和控制裝置在電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能電機(jī)保護(hù);控制裝置;電機(jī)控制系統(tǒng);具體應(yīng)用措施

0 引言

無(wú)論是由三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)還是由三相永磁同步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的伺服系統(tǒng)，都是非線性的時(shí)變系統(tǒng)。盡管采用了矢量控制，仍然不能從根本上改變系統(tǒng)的非線性特性，而直接轉(zhuǎn)矩控制自身就是一種非線性控制方式。矢量控制嚴(yán)重依賴于電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，其參數(shù)在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中會(huì)發(fā)生較大變化。事實(shí)上，這些與實(shí)際電動(dòng)機(jī)是不完全相符的。其結(jié)果之一是在電磁轉(zhuǎn)矩中一定還包含有諧波轉(zhuǎn)矩，這些諧波轉(zhuǎn)矩是未知的，在實(shí)際控制系統(tǒng)中，通常將其作為一種擾動(dòng)來(lái)處理。此外，還會(huì)有多種原因增加系統(tǒng)的非線性和不確定因素。在不同條件下，這些都會(huì)成為制約伺服系統(tǒng)控制質(zhì)量的瓶頸。所以，需要真正改變高性能伺服系統(tǒng)中的非線性、參數(shù)變化、擾動(dòng)和噪聲等控制問(wèn)題，才能進(jìn)一步提高系統(tǒng)地控制性能。

1 智能控制技術(shù)的相關(guān)概念

智能控制技術(shù)是指利用智能機(jī)器人進(jìn)行自主控制，從而達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的，是目前我國(guó)機(jī)械控制領(lǐng)域中技術(shù)較高的項(xiàng)目。利用智能控制技術(shù)，不僅能夠快速解決復(fù)雜的控制關(guān)系，同時(shí)也能夠促進(jìn)智能技術(shù)的發(fā)展。在實(shí)際應(yīng)用中來(lái)看，智能控制技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，能夠快速對(duì)相關(guān)的信息進(jìn)行處理，然后將信息進(jìn)行反饋，從而達(dá)到智能控制的目的，在這其中模糊控制技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是智能控制技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2 智能電機(jī)保護(hù)和控制裝置在電機(jī)控制系統(tǒng)中具體的應(yīng)用

2.1 逆變器在電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前，我國(guó)大多數(shù)生產(chǎn)行業(yè)都在使用星形三相三狀態(tài)和兩相導(dǎo)通星形三相六狀態(tài)兩種方式。而電路板的主要部分就是逆變器開(kāi)關(guān)。一般在大功率電機(jī)控制中，會(huì)選擇MCT，是有MOSFET與晶閘管的復(fù)合器件，具有高電壓、大電流、高頻率等特性。同時(shí)也可以使用集成電路，將多個(gè)功率開(kāi)關(guān)管融為一體，從而提高逆變器的可靠性，降低逆變器的體積。在整個(gè)電機(jī)在使用的過(guò)程中，是由驅(qū)動(dòng)電路對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)大，確保各個(gè)功率的開(kāi)關(guān)管能夠達(dá)到飽和，達(dá)到關(guān)閉驅(qū)動(dòng)信號(hào)的目的，隨著我國(guó)電路技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在很多驅(qū)動(dòng)電路制定成為專用集成電路，并且已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。

2.2 控制器在電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

智能控制器主要以下兩種，一種是利用專用的集成電路進(jìn)行控制，根據(jù)我國(guó)市場(chǎng)的實(shí)際來(lái)看，很多廠家推出不同的規(guī)模推出無(wú)線直流的電動(dòng)機(jī)控制集成電路，而這種將此種電路具有體積小、可靠性高等特性，能夠有效提高控制的穩(wěn)定性，能夠很好的應(yīng)用到無(wú)限直流電機(jī)中，但其缺點(diǎn)也十分明顯，應(yīng)用范圍具有局限性，其功能難以拓展等。另一種是利用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)形成混合數(shù)字模擬系統(tǒng)進(jìn)行控制。但隨著電機(jī)技術(shù)的不斷法，對(duì)這種控制器提出更高的要求，這種控制器由硬件模擬電子器件為主，利用數(shù)字電路和單片機(jī)技術(shù)向數(shù)字信號(hào)處理器的方向發(fā)展。從而實(shí)現(xiàn)半數(shù)字化和全數(shù)字化控制，而控制器技術(shù)也會(huì)從硬件技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖夹g(shù)。

2.3 智能電機(jī)控制系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用

隨著智能電機(jī)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，能夠有效應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)中，不僅能夠提高各行業(yè)的生產(chǎn)效率，同時(shí)也能夠提高各個(gè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益，為社會(huì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。智能電機(jī)控制系統(tǒng)能夠應(yīng)用在一些高新科技行業(yè)中，例如，航運(yùn)的空調(diào)設(shè)備、建筑工程中大型吊裝設(shè)備、礦山開(kāi)采的設(shè)備等等。智能電機(jī)控制能夠在生活中隨處可見(jiàn)，如電器設(shè)備的中的系統(tǒng)管理控制，熱水器和加熱壺中的漏電保護(hù)裝置等，以及生活的擁有智能電機(jī)的交通工具等，這些都是智能電機(jī)控制和保護(hù)裝置設(shè)備的應(yīng)用。而隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)居住環(huán)境提出更高的要求，因此項(xiàng)目工程的施工難度也會(huì)越來(lái)越大，促使各種大型施工設(shè)備廣泛使用，這種大型施工設(shè)備不僅能夠有效提高建筑工程的施工效率，同時(shí)也能夠幫助施工人員完成難度較高的施工項(xiàng)目。

2.4 智能控制在電機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

智能控制在電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用的目的是控制難以建模的目標(biāo)，在整個(gè)控制系統(tǒng)的過(guò)程中，直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型相對(duì)簡(jiǎn)單，而交流電機(jī)能夠形成直流電機(jī)模型，形成有效的控制方案。

2.4.1 對(duì)傳感器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整

在實(shí)現(xiàn)智能化控制的過(guò)程中，首先要對(duì)傳感器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而確保傳感器系統(tǒng)能夠適應(yīng)實(shí)際的設(shè)備中，并且對(duì)相關(guān)的信號(hào)進(jìn)行處理。然后要明確參數(shù)需要外部進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)通信功能對(duì)傳感器的工作的形態(tài)進(jìn)行設(shè)備，完成調(diào)節(jié)工作。最后需要對(duì)傳感器系統(tǒng)的相關(guān)信號(hào)進(jìn)行編輯，從而達(dá)到智能化控制的目的。隨著電機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)傳感器設(shè)備提出更高的要求，因此，需要?jiǎng)?chuàng)新傳感器編程控制。而傳感器也會(huì)隨著系統(tǒng)和功能的變化，其形式和應(yīng)用范圍也會(huì)發(fā)生變化，而傳感器參數(shù)計(jì)算方式也會(huì)發(fā)生變化，需要相關(guān)人員進(jìn)行調(diào)整。

2.4.2 注重電機(jī)控制系統(tǒng)的適用性

目前，智能控制系統(tǒng)能夠在電機(jī)控制系統(tǒng)得到應(yīng)用，但相關(guān)的技術(shù)人員需要重視電機(jī)控制系統(tǒng)的適用性，大多交流電機(jī)在進(jìn)行控制過(guò)程中，需要考慮轉(zhuǎn)子電阻和電感等數(shù)數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)也會(huì)隨著周圍環(huán)境的變化發(fā)生改變，而這種變化容易使控制系統(tǒng)無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，甚至產(chǎn)生難以控制的情況。而負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)的慣量數(shù)值還會(huì)在施工中發(fā)生改變，雖然能夠通過(guò)控制進(jìn)行電機(jī)參數(shù)改變，形式獨(dú)立通道，但是由于拖動(dòng)系統(tǒng)能夠改變間隙非線性因素，從而促進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行交叉，達(dá)到矢量平衡控制、智能調(diào)節(jié)相結(jié)合的目的。在整個(gè)電機(jī)系統(tǒng)控制過(guò)程中，需要利用多換控制的布局，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行最終控制。在電機(jī)控制應(yīng)用中，首先要根基系統(tǒng)數(shù)據(jù)建立模糊變量和模型集，其次，要對(duì)這兩個(gè)變量進(jìn)行推理，建立模糊規(guī)則的操作算子。最后，在這種控制方法中，主要以空間電壓矢量SPWM方式進(jìn)行控制，同時(shí)也要根據(jù)低速特性和相關(guān)的電機(jī)參數(shù)進(jìn)行在線狀態(tài)觀測(cè)，利用以上的方式不僅能夠?qū)ΤＲ?guī)的變頻特殊特性的電機(jī)，同時(shí)也能夠?qū)C(jī)器人進(jìn)行控制。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電機(jī)技術(shù)的不斷升級(jí)發(fā)展，在社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮了巨大的作用。如何保持電機(jī)的穩(wěn)定性和安全性能，更好地為各領(lǐng)域生產(chǎn)建設(shè)企業(yè)服務(wù)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和各行業(yè)的快速發(fā)展，成為技術(shù)人員需要不斷公關(guān)的課題?？陀^地講，我國(guó)的機(jī)電技術(shù)目前在世界上還比較落后，很多高精度、高效率的機(jī)電設(shè)備還是要以國(guó)外的為主，在維修方面，國(guó)內(nèi)也缺乏足夠的技術(shù)人員。因此，從業(yè)人員尤其是技術(shù)人員更要多與時(shí)俱進(jìn)。有條件的情況下，多與國(guó)外一些技術(shù)人員溝通交流，多觀摩學(xué)習(xí)兄弟企業(yè)或鄰近類似企業(yè)設(shè)備應(yīng)用和檢修的操作流程，還可以充分利用現(xiàn)在信息時(shí)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來(lái)的便利，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的文字、視頻等資料加強(qiáng)自身理論知識(shí)學(xué)習(xí)，更好地為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯延軍，姜輝.基于智能電機(jī)控制管理系統(tǒng)MCC的功能[J].設(shè)備管理與維修，2020（13）：153-154.

[2]傅青云，王志輝，馬志強(qiáng).智能電機(jī)保護(hù)和控制裝置在電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電氣防爆，2020（3）：43-45.

[3]溫玉春.智能電機(jī)保護(hù)器在電機(jī)保護(hù)方面的應(yīng)用[J].設(shè)備管理與維修，2020（10）：126-127.

[4]紀(jì)合忠.智能電機(jī)保護(hù)和控制裝置在電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（10）：143.

[5]劉書(shū)陽(yáng).智能電機(jī)保護(hù)和控制裝置在電機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科協(xié)論壇（下半月），2012（2）：57-58.