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摘要：通俗上说，所谓的机电一体化即为把电子技术合理地应用在信息的生成与流通、传播控制以及能源组织等方面的一项技术。从构成上来说，机电一体化技术即为机械与电子技术的有机融合，其实现了二者的相辅相成，促进了二者的共同发展。本文主要介绍了机电一体化的定义与发展情况，分析了机电控制与保护在机电一体化应用中所存在的问题，并提出了相应的解决措施，希望可以有效促进机电控制与保护在机电一体化广泛应用，从而有效推动机电一体化事业的良好发展。
关键词：机电一体化；电机控制；保护
近些年来，随着机电一体化技术的迅猛发展，人们也开始越来越广泛地重视对机电一体化中电机控制与保护的研究与探讨。尽管到目前为止，我国已经在此方面取得了很大的进展，而其中仍旧存在一定的不足，所以为了有效促进机电一体化的可持续发展，必须要进一步加强对电机控制与保护措施的研究。
一、机电一体化的概述
机电一体化即为将电子技术合理地应用在机构的信息处理功能、主功能、控制功能以及动力功能方面，使得机械装置能够与软件和电子化设计有机结合而组成的一种系统。在科技飞速发展的当代，机电一体化已逐渐发展为一门新型的自成体系的学科，其具有耗能较低、功能较多以及可靠性较高等特点，可以既可以合理地的配置多项技术，例如机械技术、计算机技术以及微电子技术等等，，而且还能够根据系统的基本功能以及优化组织目标进行操作，最终实现比较理想的目标。
二、机电一体化的发展情况
到目前为止，机电一体化已经历经了三个发展阶段：第一阶段为上世纪 60 年代之前。在此阶段，电机技术的发展并不成熟，只是处于初级发展阶段，电子技术与机械技术也没有得到深入地结合。然而此时，人们已开始应用电子技术的初步成果来逐渐实现对机械产品的优化，这为机电一体化的发展奠定了一定的基础。第二阶段为上世纪 70 到 80 年期间。在此阶段，机电一体化获得了迅猛发展，这主要是因为计算机等技术、微型计算机以及大规模集成电路的发展为机电一体化的发展奠定了坚实的技术基础与物质基础。这三阶段为上世纪 90 年代末。在此阶段，机电一体化技术逐渐向智能化发展，而且其也进一步地创建了比较完整的基础，并渐渐形成了一个比较系统化以及完整化的科学体系。
三、机电一体化中电动机构的组成及工作原理
1.电机执行机构的组成
电机也会分为很多不同的种类，其中较为常见的有两种，分别是三相异步电动机单相交流电动机，其中三相异步电动机较多应用到工业发展中，而单相交流电动机则主要适用于民用电器上，两者所适用的范围有所不同。无论是任何种类的电机，其内部结构都有控制部分和制执行驱动部分，这两大部分是控制电机整体运行的关键部分，也是输入输出的通道。
2.电机的工作原理
电机在实际的运行中需要有电流、电压、传感器等参数，只有这些参数合格了，才会更好的保证电机正常的运转。例如单片机主要就是通过控制 PW M 波来使得发生器产生作用，这也是为了更好的实现电机的运行与控制。在对电机进行运行原理分析的时候，应该围绕重点的内容进行分析，首先对转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流来进行分析，在电磁力的作用下，才会产生电磁转距，进而导致电动机的转子发生转动。
四、机电一体化中电机控制与保护存在的问题
1.电机控制保护装置无法满足应用需求
目前，在机电一体化应用中所运用的电机控制保护装置还不够完善，这主要是由于所应用的电机控制保护装置主要是基于电磁原理以及电热原理，而且是借助于熔断器的短路保护以及继电器的过载保护功能而实行操作的，但是这种零部件自身还不够完善，这也就造成机电的控制与保护能力不强，无法充分满足电机控制与保护的需求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了解决这一问题，就需要在设计机电产品的时候，综合性、整体性地考虑保护、设计以及控制，进而实现电机控制与保护装置的系统化以及多样化。
2.井下机电设备应用方面存在的问题
目前，在井下机电设备的应用中还存在一些问题，这也就影响了电机控制与保护的功能与效果。其中最为薄弱的环节即为为鼠笼式异步电机，如果在此环节没有进行合理有效地应用，那么就会导致许多电机的运行故障的发生。这样就会严重影响到电机运行的安全性与稳定性，所以相关人员必须要充分重视井下机电设备的应用问题，并且将其与电机控制与保护有机地结合起来，从而为机电一体化的安全、稳定运行提供有力的保障。
五、解决问题的方法与建议
1.准确检测电流与电压
电流与电压的检测是电机控制与保护装置在机电一体化应用中非常中重要的一项操作。其有利于逆变模块以及电机力矩等故障的正确诊断，然而采用普通的电流与电压传感器是难以实现此目标的，为了能够正确而又迅速地排除故障问题，应该选用 IPM 输出电压以及霍尔型电流互感器，这样才能更加科学、有效地检测 IPM 输出三相电流与电压，进而达到最终的目标。
2.合理控制阀门与速度
阀门与速度的控制是电机控制与保护装置应用中的重要问题之一。目前，我国主要是利用双环控制方案来解决这一问题。其中内环采用的是速度环，其主要是利用速度调节器合理地调节 PW M 波发生器的载波频率，从而实现对电机实际转速的控制以及调节。外环主要是采用位置环，其主要在设定自身当前位置及速度的基础上，再利用速度给定发生器，将速度设定值提供给内环。因为在机电控制与保护装置的阀门与速度控制中，大流量的阀门执行机构在运行的过程中存在不同的速度阶段，例如减速、匀速以及加速等，与此同时，给定位置与实际位置也并不是确定不变的，这也就会大大增加了阀门与速度控制的难度，所以在对其进行调解的时候，要对阀门与给定阀门进行对比分析，此基础上再合理地调节速度。
六、机电一体化中电机阀位及速度控制与运行维护
1.电机阀位及速度控制
在机电一体化技术当中，有很多内容需要注意，其中电机阀位及速度控制就是一个十分关键的问题，其中需要注意的有五个内容，分别是阀门柔性开关的控制、阀位的极限位置判断、电机保护的实现、准确定位及模拟信号的隔离等，这些都是电机阀位及速度控制中应该注意的主要内容。只有精确的计算这些参数和数据，才会更好的确保电机阀位能够正常的运转，为机电一体化的快速发展奠定坚实的基础。
2.机电一体化中电机的运行维护
机电一体化的飞速发展对于电机运行和维护提出了很多新的要求，事实上无论是再先进的技术和设计理念，都离不开人为的操作，所以在对电机进行维护的时候，首先就应该做好电机运行前的准备，然后做好电机运行中的监管，这一个环节是非常重要的，因为电机在实际的运行中，如果出现了任何的问题都可能会导致安全隐患，所以进行监督和管理非常重要。除此之外，有关工作人员应该注重日常的保养，对电机进行日常的保养会提升电机的使用寿命。
结语
综上所述，本文主要论述了机电一体化中的电机控制与保护等内容，通过分析可以发现，在现代化的社会发展中，机电一体化的发展和建设对于提升我国机械行业的发展具有推动性的意义。机电一体化技术也将会扮演着一个十分重要的角色，只有不断的运用创新式的理念和智能化的思想，才会更好的提升机电一体化的发展空间。
参考文献
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[2] 滕明建.思考机电一体化中的电机控制与保护[J].电子制作，2013（5）：199-199.
[3] 叶志强.浅谈机电一体化中的接口技术[J].科技创新与应用，2012（1）：56-56.
论文作者:刘海飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年5期
论文发表时间:2019/7/10
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