关键词：机电一体化;电机控制
1 前言
众所周知，随着科学技术的不断发展以及现代先进生产加工技术的不断完善，相关执行机构的重要性不言而喻，因为执行机构在自动控制系统工作中起着至关重要的作用。但是当前我国国产大流量电动执行机构无论是在相关控制手段上还是在机械传动机构上都出现明显落后和偏多的情况，同时电动执行机构中其结构相对复杂且其可靠性能也相对较低。本文针对执行机构发展的相关缺陷和不足，对如何采用机电一体化技术将阀门和控制器进行有机融合进行深度探究。
2 机电一体化的发展
机电一体化在20世纪70年代是初始研究探索的时期，此阶段研究者通过尝试各种科学试验来提高机电器械的运作效率和质量。尤其在第二次世界大战时期，战争促进了电子技术与机械的相互渗透融合，当时目的是为了战争服务，而战争结束后技术优势和特点逐渐转为为民众服务。加快了使用地区人民生产生活回归正常轨道。但由于尚处于技术发展的初级阶段，性能和质量并不是特别完善，而适合产业发展的外在环境条件尚不充分，因此其进一步发展受到局限。后来网络通信技术和控制、传播技术的推广带来微型计算机和集成电路等技术的使用等成为了电子技术和机械技术相融合的前提性条件甚至决定性条件，对促进机电一体化事业功不可没。
3 机电一体化中电机的构成及工作基理分析
3.1 对电机构成进行分析
现阶段，交流电动机在机电一体化中比较常用，包括单相交流电动机和三相异步电动机，前者在民用电器上的应用次数较多，后者在工业上的应用频率较高;电机结构包括执行驱动和控制，其中执行驱动由位置传感器及三相伺报电机组成，控制部分包括单片机，整流模块，故障检测，PWM波发生器以及输入、出通道等等。
3.2 对电机工作基理进行分析
电机执行系统使用电流传感器、电压传感器及位置传感器进行相关检测，在检测完成后会成功获取逆变模块的三相输出电流以及电压、阀门的位置信号，使用A/D转换后进入单片机，单片机依靠PWM波发生器实现控制电机运行的目标。380伏电源全桥整流为逆变模块提供直流电压信号，下面对三相异步电动机的工作基理进行说明：在三相对称电流进入三相对称绕组中会形成圆形旋转磁场，之后转子导体会对旋转磁场的感应电动势及电流进行切割处理，电磁力会对转子载流导体产生一定的作用，在一定时间后会形成电磁转距，进而使电机中的转子进入转动状态。
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4 机电一体化电机控制与保护
4.1 电机控制保护装置存在的缺陷
其实现阶段在电机控制保护装置中，各种非期待的状况都有待处理。比如井下电机控制保护设备中，鼠笼式异步电机的故障率就比较高，占整个电机设备总故障率的一半以上，所以对于井下电机控制而言，可靠的控制保护装置是保证矿井安全生产的重要因素之一。通常电机保护装置的原理不外电磁原理或者电热原理，比如通过熔断器进行短路保护，或者用热继电器进行过载保护等，都是这应用这些原理的典型技术。随着机械自动化程度渐渐显现出来，电机设备的运动使用率高，人工的负担转嫁于机械设备，而由于启动时间，电压，设备开机状态等影响下机器的损坏率，寿命变短等问题逐渐凸显出来。电机设备研究人员希望通过长期的调查和试验找到保护电机保护技术前景何在，得到以下结论：第一，设计之初便要考虑日后的维护保护工作，提前做好计划安排，从头到尾进行统筹规划。第二，拓展设备养护问题胡思路，创新保护装置，使其发展规模发展思路更加多样。第三，转变管理观察方式方法，在设备运行过程中根据实际情况一切以更好更快为目标，及时将出现的问题处理完，在此，数字化的监管模式因为其高速和全面是目前发展的主要方向。
4.2 電机保护控制装置发展趋势及前景
电机控制保护现状是缺乏思路创新和科技创新，近几年针对这些问题提出一些新的理论方法，期望推进该事业的进一步发展。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，为今后的突破进展提供依据。新技术的应用与开发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，根据国际质量标准水平发现自己的不足和缺陷，并根据我国现实状况具体设计规划，力求适应中国国情。国外一些国家在电机产出后营销阶段会相应赠送或追加配套辅助设施，这种做法对于短期可能会产生效益低下等印象，但长远说来使购买者得到真正实惠，保证机械运转效率和质量，提高机械使用寿命，降低资源浪费，我国在这方面明显做得不够，致使整个行业发展过慢。所以说我国在这一方面应该像国外积极学习，发展配套运行机制，使得购买效率和使用效率都提高，避免了使用者配置不当引起机器损毁，耐用率低下而花费高昂，一方面使出产者的口碑提高和产品进一步推广全国乃至世界打下基础。所以说电机与其保护设备的配套不但能够促进彼此的使用效果，拓宽了电机事业长远发展的道路，对整个机电事业的科学化、人文化、世界化都是一个不小的促进。
5 结束语
总而言之，随着计算机网络技术以及电子电力技术的飞速发展，我国的机电一体化技术也得到了越来越广泛的应用，并且也获得了良好的应用效果。然而当前在机电控制与保护方面还存在着一些问题，这也在一定程度上影响了我国机电一体化事业的发展。所以，必须要合理地分析与解决相关问题，努力降低电机控制与保护故障的发生率，并且要采取有效的措施，合理地排除相关的故障，从而充分保障机电一体化系统的稳定、安全运行，进而有效推动我国机电一体化的可持续发展。
参考文献：
[1] 刘国平.机电一体化中的电机控制的探讨[J].电源技术应用，2013.
[2] 王涛.论机电一体化与我国的经济发展[J].中国经贸导刊，2010.
论文作者:何振云1, 吴捧亮2,
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年1期
论文发表时间:2020/3/25
标签：电机论文; 机电一体化论文; 技术论文; 执行机构论文; 故障论文; 我国论文; 保护装置论文; 《工程管理前沿》2020年1期论文;