機電一體化電機控制系統(tǒng)研究

牛靜輝

摘? 要： 隨著機電一體化的推廣與普及，技術(shù)的可靠性與穩(wěn)定性都有了大幅提高，我國的系統(tǒng)工程也實現(xiàn)了能耗的降低與效率的提高。但在技術(shù)更 新與發(fā)展背景下要意識到，機電一體化技術(shù)下電機的保護與控制仍然存在著一定的不足與缺陷。在電子設備的應用背景下，電子技術(shù)的研發(fā)與更新技能 帶來效率的提高，但技術(shù)發(fā)展上的缺陷以及不足也會影響到整體的工作質(zhì)量，面臨機電一體化發(fā)展過程中電機保護與控制存在缺陷的實際問題， 機電一 體化要有意識地歸納電機保護與控制中存在的問題，通過解決對策的提出來保障系統(tǒng)工程的可靠性與安全性。

關(guān)鍵詞： 機電一體化;電機保護;控制技術(shù)

機電一體化是一門綜合性的學科，也被稱為機械電子學，在實際生 產(chǎn)應用中，主要以計算機技術(shù)為主體，通過對機械技術(shù)、信息技術(shù)、電子 控制技術(shù)等各種現(xiàn)代技術(shù)手段的融合來解決實際生產(chǎn)生活中的各種技術(shù)難 點。機電一體化在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大作用，為了保障機電一體化技術(shù) 的可持續(xù)運用，對電機的控制和保護路徑研究是十分必要的。通過新的改 進措施的研究，使其發(fā)揮出自身的最大作用，提高質(zhì)量水平和效率，進而 推動工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。

1 機電一體化電機保護與控制中的問題

1.1? 裝置無法滿足應用需求

機電一體化技術(shù)在其發(fā)展過程中也存在著電機控制與保護裝置無法滿 足應用需求的實際問題。我國當前在整體的機電一體化應用過程中主要采 取的電機控制保護裝置應用了電磁以及電熱原理，該種原理主要使用的是 過載保護以及短路保護的功能。為了有效地實現(xiàn)電機的控制與保護，熔斷 器作為基礎的重要裝置影響著整體的控制與保護效果。從硬件的設計以及 優(yōu)化的角度來說，熔斷器在其整體的設計過程中存在著一定的缺陷。熔斷 器在設計的過程中忽視了綜合性、整體性、復合性的考問題導致了在具體 的應用場合，熔斷器只能單一的實現(xiàn)短路以及過載保護，無法滿足機電一 體化技術(shù)應用環(huán)境下的綜合保護需求[1]。

1.2? 電機控制保護裝置設計忽視了節(jié)能降耗

在工業(yè)系統(tǒng)工程中，越來越多地認識到了電機節(jié)能降耗的重要性，對 于電機等設備的節(jié)能降耗需求日益增加。而目前我國的電機控制保護裝置 的設計重點集中在安全性和穩(wěn)定性上，很少有生產(chǎn)廠家將電機的耗能作為 電機的重要設計指標，甚至為了提高電機的整體性能而犧牲其有意提高電 機的能耗。電機控制保護裝置能耗的增加，在一定程度上提升了企業(yè)的成 本，不利于企業(yè)乃至整個工業(yè)系統(tǒng)工程的可持續(xù)健康發(fā)展。

1.3? 特種控制保護問題較多

機電一體化在應用過程中有著較為復雜的應用環(huán)境與應用范圍，電機 的保護與控制作為基礎性功能，既要考慮到普遍性的工作要求，同時也要 考慮到特種的電機控制保護問題。不同行業(yè)有著不同的電機保護與應用裝 備的使用需求。在較為惡劣的環(huán)境下，電機保護與控制面臨著較多的外部 影響因素。而在進行設備設計時，除了內(nèi)部的工作效率與工作質(zhì)量提高之 外，也要從外部的使用環(huán)境下考量影響因素的處理解決辦法，但當前的電 機控制與保護較多的是從內(nèi)部的設計上進行優(yōu)化，忽視了對于外部環(huán)境的 考量與處理。該種設計上的缺陷導致了電機在實際使用環(huán)境下易遭受外部 因素的影響，威脅到整體的使用安全與使用可靠性。

2 提升電機控制和保護的措施

2.1? 通過先進技術(shù)的應用加強電機控制與保護

電機控制和保護是一項系統(tǒng)的功能，不僅是因為其本身的重要性，更 是因為其關(guān)系到系統(tǒng)其他功能的實現(xiàn)和穩(wěn)定運行。提升電機控制與保護， 需要加強新技術(shù)的應用。例如：在機電一體化系統(tǒng)中加入光電技術(shù)來改進 和體型機電一體化水平，增加電機控制與保護;將信息化技術(shù)與傳統(tǒng)的總 線控制技術(shù)相結(jié)合，加強對機電一體化技術(shù)下電機及其他設備運行情況的 控制、跟蹤[2]。

2.2? 加強對電壓與電流的合理管控

電機在機電一體化中是核心的組成部分，整個系統(tǒng)電力驅(qū)動的關(guān)鍵， 其中電壓和電流是兩個重要的控制因素，對于不同的電機，其額定電壓和 電流不同，當電機正常運行時電流和電壓都處于一個標準值，當檢測到電 壓和電流值處于不正常范圍時，電機將會發(fā)生故障，有可能導致事故的發(fā) 生。電壓和電流均可以通過儀表進行測量，可以通過測量值監(jiān)測電機的安 全與否，對事故進行及時的排查，從而通過電壓和電流的控制更好的避免事故的發(fā)生。

2.3? 提升機電一體化設備的模塊化水平

目前，在我國的工業(yè)系統(tǒng)工程中，雖然機電一體化水平較之以前有了 很大的提升，但仍有很多的不足和發(fā)展空間。其中，機電一體化標準化建 設最為關(guān)進，也最為緊迫。因為缺少標準化規(guī)劃，各類設備以及各個廠家 生產(chǎn)的設備兼容性很差，這在一定程度上也影響了電機控制保護設備和技 術(shù)的研發(fā)生產(chǎn)，增加了電機控制保護風險。機電一體化設備的模塊化，不 僅可以提升電機控制與保護功能的實現(xiàn)，有效避免因為兼容性問題出現(xiàn)的 風險和弊端，提升電機安全性和穩(wěn)定性;更可以使電機能夠滿足不同情況 下的需求，實現(xiàn)電機控制與保護的定制化[3]。

2.4? 清理電機作業(yè)環(huán)境

電機的作業(yè)環(huán)境對環(huán)境的要求比較嚴，因其在運行時靜電的產(chǎn)生會 大量吸附雜志和灰塵，通風不及時等，都會對電機的正常運行和電機本身 的質(zhì)量都會產(chǎn)生影響，進而產(chǎn)生不必要的消耗，甚至引發(fā)安全問題，所以 需要定期的嚴格對電機所處環(huán)境的衛(wèi)生狀況和電機本身的細節(jié)部分進行檢 查，并及時的進行清理，保障電機所處環(huán)境的清潔衛(wèi)生很重要，同時還應 對電機所處的環(huán)境進行適當?shù)耐L，保證空氣的流通，確保電機所產(chǎn)生的 熱量得到及時散發(fā)。

2.5? 加強智能化水平

面對當前電機控制與裝置系統(tǒng)設備集成性較差的實際問題，為了解決 電機控制保護裝置由于設備差異而造成的成本加大問題，當前的電機控制 保護要通過智能化數(shù)字化水平的不斷提高，以設備集成的設計與優(yōu)化來實 現(xiàn)設備之間的聯(lián)動控制，既節(jié)約電機設備與控制的成本同時也通過集成速 度的提高來實現(xiàn)工作效率的提升。而除了技術(shù)的更新與發(fā)展之外，在設備 集成的背景下數(shù)字化與智能化技術(shù)的應用可以實現(xiàn)故障的預警與預防性的 維護。傳統(tǒng)的電機控制保護裝置有著較高的維護成本，而數(shù)字化智能化技 術(shù)可以通過便捷的網(wǎng)絡傳輸以及自動化的檢測，及時明確當前的設備工作 狀態(tài)，通過當前數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)之間的對比來分析設備的異常情況，及時 發(fā)現(xiàn)問題也促進設備維修效率的提升[4]。

2.6? 定期的安全檢查

機電一體化是連接軟件與硬件中各種技術(shù)融合的關(guān)鍵，其中電機是整 個系統(tǒng)驅(qū)動的保障，電機在整個系統(tǒng)的運行中的關(guān)鍵一環(huán)，長期處于一個高 負荷的運行狀態(tài)，難免會產(chǎn)生損耗，定期的檢查與維修能夠減輕電機的損 耗，增長電機的壽命，除了定期的檢查與維修，必要的維護措施的使用也是 不可或缺的。電機通常都有其自身使用壽命，通過及時的檢查，在使用壽命 到來時，對電機進行及時的更換，能夠保障整個系統(tǒng)更好的穩(wěn)定運行。

綜上所述，機電一體化技術(shù)下的電機控制與保護的實現(xiàn)，需要隨著科 學技術(shù)的不斷提升而發(fā)展，通過新技術(shù)的應用，在解決傳統(tǒng)電機控制保護 存在問題的同時，更可以實現(xiàn)系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)展，為我國機電一體化事業(yè)的 蓬勃發(fā)展奠定良好的基礎。

參考文獻：

[1]紀合忠.智能電機保護和控制裝置在電機控制系統(tǒng)中的應用[J].山東工業(yè) 技術(shù)，2019（10）：143.

[2]吳蕓益.綜合保護器用于電機保護與控制的實例簡析[J].電氣應用，2010，2 9（10）：50-55.

[3]潘彩霞.機電一體化應用中的電機控制與保護路徑研究[J].裝備制造技術(shù)， 2017（03）：208-209+216.

[4]李宗敏.機電一體化應用中的電機控制與保護路徑簡述[J].中國設備工 程，2018（15）：197-198.

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