机电一体化电机控制前景展望.pdf

机电一体化电机控制前景展望 山 司一余小素 Academ ic 学术 摘要 本文主要在对于机电 体化概念含义进行分析的基础上 通过对于机电 体化的发展应用分析 以及对于机电 体化的电机控制和保护特点分析 最后实现对于机电一体化电机控制的前景进行展望 分析 以推进机电 体化的发展与在实际中的应用推广 机电一体化是一种将先进的电子技术引入 并应用到机电设备的信息处理以及控制系统 或者是动力系统等相关主控制功能系统中 实 现电子技术与机械系统的相结合 从而构成一 个完成的整体系统 并在机电设备生产中进行 应用 在我国 机电制造生产以及行业发展最 早开始于上世纪六十到七十年代 并且在上世 纪八十年代时期出现过一阵高速发展状况 近 年来 随着社会经济发展的推动以及国家政策 体制的支持 机电设备制造以及机电行业的发 展得到了很大的突破和进步提升 随着科学技 术的不断发展提高以及工业生产的不断进步 在现阶段的工业生产与发展中 机电一体化已 经逐渐作为一门新兴学科 被进行研究学习与 进行工业开发和生产应用 进行机电一体化的 相关分析与研究中 机电一体化系统技术不仅 包含各种自动控制技术以及电力电子技术 而 且还包括工业机械技术和接口生产技术等 它 是一种将多种技术集为一体的 具有先进性特 征的生产应用系统与技术 在实际生产应用中 具有高质 低耗以及多功能 稳定可靠等价值 特征与优势 本文就将结合机电一体化的概念 含义 在对于机电一体化应用发展分析的基础 上 通过对于机电一体化电机控制与保护方式 的分析 实现对于机电一体化电机控制前景展 望分析 1 机电一体化的含义概述 在生产应用领域中 机电一体化主要是指 通过将先进的电力电子技术引入到信息处理以 及控制 动力等机构主功能控制系统中 实现 电力电子技术与机械装置相结合情况下 形成 一种新的整体系统结构形式总称 随着现代科 学技术的不断进步 对于机电一体化的概念以 及含义内容的理解也越来越广泛 但是从整体 上来讲 对于机电一体化进行理解最基本的概 念特征就是 它是一种通过综合运用各种计算 机技术以及电力电子技术 自动控制技术 信 息交换技术 机械技术 传感测控技术 系统 技术 软件技术等各种群体技术 在以合理的 进行配置和布局各种功能单元 以及进行组织 结构优化目标实现的情况下 进行高可靠性以 及高质量 多功能 低能耗等价值意义实现的 系统工程技术 此外 需要注意的是 机电 体化系统工程技术在满足上述系统技术基本特 征的情况下 还具有使整个机电系统的最终实 现最优化为基本特征 此外 对于机电一体化的理解 除了上述 的机电一体化系统以及与机电一体化系统有关 的各种技术 机电一体化的概念含义理解中 还包含机电一体化的相关产品 比如 在实际 应用中比较常见的一种DSP等 它就是机电 体化系统中需要应用到的一种产品装置 通常 情况下 这种机电一体化装置产品主要是依托 机电一体化融合的各种技术手段 以进行机电 一体化中的电机产品的保护控制为主要作用目 的 所以 在进行机电一体化概念含义的理解 过程中 需要明白机电一体化是一种技术与产 品的总称 机电一体化的概念含义理解中不仅 包含技术 而且还包含有产品方面的内容 在 传统对于机电一体化的概念含义理解中 将机 电一体理解为微电子技术以及机械技术 其它 新技术的一种简单组合 是一种错误的概念含 义理解 而真正意义上的机电一体化则是指基 于微电子技术以及机械技术等群体技术有机融 合实现的一种综合系统技术 并且正是由于这 种综合系统技术的保障作用 机电一体化装置 产品在电机系统运行应用实现时 才能够实现 较好的保护与控制作用 2 机电一体化的发展与应用分析 2 1机电一体化的发展状况分析 结合机电一体化的兴起与发展过程 大致 上可以将机电一体化的发展划分为三个阶段 也就是机电一体化发展兴起的初级阶段以及机 电一体化的蓬勃发展阶段 机电一体化发展的 新阶段等 首先 机电一体化发展兴起的初级 阶段 主要是指机电一体化的兴起发展阶段 机电一体化的最初发展兴起时间主要为上世纪 70年代以前 它主要是在国外新技术的发展与 引进应用推动下 机电行业研究开发与应用中 也逐渐将国外先进的新技术引进应用到机电产 品的开发研究与性能提升上 以此来进行机电 产品的完善与发展 并且在国外先进技术的发 展推动下 国内对于机电产品的研究开发与性 能完善也得到了一定的推动发展 从而就形成 了机电一体化兴起发展的初级阶段 但是 根 据这 阶段中机电一体化技术与产品的发展情 况来看 由于电子技术发展水平与推广应用的 局限性 机电一体化产品与技术的开发与研究 应用发展也具有很大的不完善性和初级性 而在机电一体化的蓬勃发展阶段 机电一 体化产品与技术的蓬勃发展主要得益与这一时 期通信技术以及控制技术 计算机应用技术的 快速与大幅度发展提升 在机电一体化产品与 技术的开发应用中 一些大规模 甚至是超大 规模的集成电路技术与微型计算机技术的快速 发展与在机电一体化产品技术中的开发应用等 都促进了机电一体化的蓬勃发展形成 最后 机电一体化产品与技术发展的新阶 段主要是指上世纪九十年代以后 这一时期随 着机电一体化的发展与进步 已经逐渐进入到 一个深入发展的阶段时期 并且是机电一体化 发展的崭新时期 这一时期 机电一体化产品 与技术的深入发展主要得益于两个方面的原因 一方面是由于在学习研究领域 机电一体化作 为一种学科体系已经得到了广泛并且足够的关 注和重视 对于机电一体化产品与技术的发展 研究越来越多 并且越来越深入 另一方面 中国机械Machine China 41 Academ ic 学术 在科学技术发展领域中 光纤技术以及神经网 络技术 人工智能控制等技术得到了快速的发 展与广泛应用 这对于机电一体化产品与技术 的研究发展有着很大的推动作用 并且逐渐促 成机电一体化学科体系发展朝着完整科学体系 的发展方向进步 2 2机电一体化的应用分析 结合现阶段机电一体化的发展与应用情况 目前 机电一体化产品与技术主要应用于数控 机床以及自动机械 自动生产线等范围领域 并且以这些两个范围领域对于机电一体化产品 与技术的应用最为广泛 此外 在其他一些范 围领域内 对于机电一体化产品与技术的应用 也有实现 机电一体化具有相对比较广泛和普 遍的应用实现 首先 机电一体化产品与技术在数控机床 领域的应用实现 主要体现在数控机床以及数 控技术等方面 随着数控机床以及数控技术的 发展 数控机床设备以及数控技术在功能与结 构 操作 控制技术水平等方面 都有了较大 的改善与提高 而机电一体化产品与技术在数 控机床与数控技术中应用实现 则在很大程度 上对于数控机床设备与数控技术的进一步完善 提高具有更加积极的作用和意义 比如 在进 行数控机床以及数控技术的设计实现过程中 运用机电一体化的设计方式 由于机电一体化 设计实现中开放性的设计特点 也就是为了满 足设计内容中硬件体系结构与功能模块的接口 设计标准 进行设计的产品具有较大的兼容性 以及层次性等特点 能够最大限度的提高设计 产品用户的收益等 就是数控机床或数控技术 设计中机电一体化设计应用的优势作用 此外 机电一体化在各种自动化设备以及自动机械 自动生产中的应用实现实例也有很多 比如印 刷包装生产线中的机电一体化应用 或者是邮 政信函自动分捡处理生产线中的机电一体化应 用等 3 机电一体化中的电机控制与保护特点分析 在机电一体化的一些系统产品与技术中 机电一体化中的电机控制与保护实现 主要是 通过一些机电一体化控制保护装置实现的 通 常情况下 电机控制与保护中应用的机电一体 化控制保护装置 对于机电一体化应用的自动 化保护控制系统的保护控制运行 不仅具有较 好的保护控制作用 并且在自动化系统控制保 护运行应用中 具有比较突出的节能降耗功能 作用和优势 是现代自动化系统中不可缺少的 一种控制保护应用装置 另一方面 机电一体 化控制保护装置在自动化电机控制与保护运行 中的应用实现 也是对于国家产业发展政策以 及节能减排发展要求的顺应和体现 具有积极 的效益与作用意义 42 Machine China中国机械 结合现阶段实际生产应用中电机控制与保 护的情况 电机控制与保护实现的电机控制与 保护装置中 还存在有很多比较突出并且严重 的问题 对于电机的控制与保护质量效果以及 生产运行的安全等 都有着一定的不利影响和 作用 例如 在煤矿开采生产中应用的井下电 机控制保护设备中 以鼠笼式异步电机为例 该类型电机的控制保护装置在运行应用过程中 就容易出现故障 并且故障问题的发生率比较 高 对于整个井下电机设备的安全与稳定运行 都会产生一定的不利影响 甚至会影响到整个 煤矿矿井的井下开采作业安全 导致煤矿开采 生产中不安全事故与问题的发生 通常情况下 在电机设备中 电机控制与保护装置的控制保 护原理 多是以电磁原理和电热原理为主 也 就是说电机控制保护装置在运行控制与保护过 程中 通过熔断器设备进行电机运行中的短路 问题保护实现 或者是在电机设备运行过程中 电机控制与保护装置使用热继电器对于电机设 备运行过程中过载故障问题进行保护和控制实 现 以保证电机设备的安全稳定运行 随着现代信息技术的不断发展与进步 在 进行电机设备与装置的生产制造过程中 对于 先进技术的应用也越来越多 电机设备制造也 得到了一定的发展和进步 但是 由于现代先 进技术发展与电机设备设计制造需求的推动 进行电机设备制造过程中 对于电机设备的输 出功率以及输出转矩等的设置实现越来越大 而另一方面 电机制造中对于电机设备的体积 质量设计制造却越来越小 这些都有电机设备 的设计制造提出新的要求 要想满足和实现对 于电机设备的设计制造质量 就必须从电机设 备设计制造的方式手段上进行改进创新 另一 方面 在电机设备设计制造过程中 自动化水 平的不断完善提高 促使电机设计制造中工作 状态的改变 从而造成电机设备的起动与制动 频率设计制造要求更高等 这都是电机设备设 计制造发展中需要进行考虑的重要问题 4 机电一体化的电机控制与保护前景展望 结合上述对于电机控制与保护的特点问题 以及机电一体化电机控制保护优势分析 在电 机控制与保护发展中 机电一体化的电机控制 与保护具有非常广阔的发展与应用前景价值 根据上述对于电机控制保护特征原理以及 问题的分析 可以知道 当前电机控制与保护 装置发展中 急需新的发展突破点 而数字化 优势电机控制与保护装置发展实现的主要方向 和趋势 因此 对于电机控制与保护装置来讲 机电一体化也是电机控制与保护发展中的必然 趋势 机电一体化的电机控制与保护也就具有 非常广阔的发展前景 随着电机控制保护研究 与新技术的发展实现 在进行电机控制保护装 置设计制造中 通过计算机仿真系统对于电机 运行中需要进行控制与保护的故障问题进行仿 真模拟实现 以进行电机控制与保护装置的设 计制造 不仅对于电机控制与保护装置控制保 护精度与灵感度的提高有积极作用 而且也在 一定程度上能够推动电机控制与保护研究的新 发展 而新技术在电机控制与保护装置设计制 造中的应用 比如故障控制报警系统技术等 则能够将电机控制保护装置中需要进行控制与 保护的故障问题进行提前避免 防患未然 对 于电机设备安全稳定运行实现具有积极作用 5 结束语 总之 随着电机控制的研究发展与科学技 术的进步 数字化已经成为电机控制保护的重 要发展方向和趋势 进行机电一体化电机控制 前景展望分析 不仅是顺应电机控制的数字化 发展趋势 而且对于提高机电一体化电机控制 水平也有着积极作用和意义 参考文献 1 吴晓堵 俊华亮 盲孔加工机电气控制 系统设计 J 制造业自动化 2008 9 2 梅顺齐 李志刚 张智明 胡宗跃 尤 洪松 新型捻线机传动系统的研究 J 机电产 品开发与创新 2007 2 3 王程 贺炜 基于单片机的电子凸轮系 统研究 丁 机械设计与制造 2006 Ii 4 陈慧慧 谢小平 欧阳义国 基于单电 机控制芯片的随动系统设计 J 中南林学院学 报 2008 6 5 孔吴 机电一体化中的电机控制与保护 T 轻工设计 20l1 3 6 韩军 常瑞丽 基于单片机的脉冲式 运动控制器的开发与研究 J 机械设计与制 造 2011 8 7 罗庚合 李祥阳 王瑜 基于AT89C52 的备料机械手控制系统设计 J 现代电子技 术 2011 13 8 王蕾 孙忠良 郭三刺 王晓侃 苏全 卫 浮法玻璃喷粉机的步进电机控制系统研究 J 机电一体化 2010 5 9 孟武胜 李明翔 范晓晶 具有止动点 的步进电机控制设计 J 机电一体化 2012 9 作者简介 余小素 1975年生 硕士 现从事矿山机 电一体化方面的研究工作 地址 048007 山西省晋城市城区北石 店镇东上村 电话 03563636415 E mai1 lxkjc 163 coln