宋新勇

摘 要：機(jī)電一體化技術(shù)在我國起步于20世紀(jì)60年代，20年后進(jìn)入了快速發(fā)展時期。由于逐步認(rèn)識到這項技術(shù)廣泛的應(yīng)用范圍，國家投入大量人力物力來進(jìn)行研究，使其進(jìn)入了一個發(fā)展的黃金時代，這項技術(shù)也由一開始的為軍事服務(wù)逐步轉(zhuǎn)化為民用。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；電機(jī)控制；問題；對策；發(fā)展

1.前言

我國機(jī)械制造行業(yè)快速發(fā)展，其控制系統(tǒng)也隨之發(fā)展起來，且重要性與日俱增。目前諸多領(lǐng)域的大型電機(jī)仍有不少缺陷，需要控制系統(tǒng)更加完善。

2.機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程

“機(jī)電一體化”概念的提出推動了我國現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶動了工業(yè)化企業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。但是，由于當(dāng)時缺乏專業(yè)的技術(shù)，無法完善機(jī)電一體化中的電機(jī)設(shè)備。隨著社會的不斷發(fā)展，相關(guān)單位逐漸對機(jī)電產(chǎn)品的性能進(jìn)行了改進(jìn)和完善。第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)之后，人們開始關(guān)注機(jī)電產(chǎn)品的價值和重要性。戰(zhàn)爭的爆發(fā)促進(jìn)了機(jī)電產(chǎn)品的發(fā)展，并且對經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇起到了一定的積極作用。隨著計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，控制技術(shù)和電子技術(shù)也在迅速發(fā)展。這為現(xiàn)代化機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

3.機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域

機(jī)電一體化技術(shù)在今天得到了極其廣泛的應(yīng)用，但最主要的應(yīng)用領(lǐng)域主要表現(xiàn)在兩個方面：一是數(shù)控機(jī)床；二是自動生產(chǎn)線。經(jīng)過幾十年的研究，數(shù)控機(jī)床與數(shù)控技術(shù)日臻完善，在精確度和有效性上大大提高。主要體現(xiàn)在：設(shè)計更加開放和人性，機(jī)械零件具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，最大限度滿足用戶需求。機(jī)械的控制方式更加多元，既可以選擇1臺機(jī)器控制多臺機(jī)床，也可以選擇1臺機(jī)器控制1臺機(jī)床。機(jī)電一體化技術(shù)可以通過PLC控制系統(tǒng)，將重復(fù)性高、人力耗費大的工作集成到系統(tǒng)中，使其變得更加簡單。機(jī)電一體化的另一重要應(yīng)用領(lǐng)域為自動生產(chǎn)線，例如大型企業(yè)大批量商品生產(chǎn)的流水線、快遞行業(yè)的自動分撿生產(chǎn)線以及報紙、書刊的印制等方面，實現(xiàn)了無人值守。這項技術(shù)在我國研究人員不斷努力下，已經(jīng)取得了突飛猛進(jìn)的成績，使我國在國際上處于領(lǐng)先水平，走在了前列。

4.機(jī)電一體化應(yīng)用中電機(jī)控制與保護(hù)存在的問題

由于缺乏技術(shù)理論和實踐經(jīng)驗，我們在技術(shù)的具體推廣中也面臨著各種干擾因素，使得電機(jī)保護(hù)和控制工作無法順利進(jìn)行。它們的存在明顯妨礙了電機(jī)的使用，使其價值不可能被反映出來，然后詳細(xì)描述了它所面臨的各種缺點。

4.1運(yùn)用異步機(jī)電裝置時面對的各種干擾要素

在我國，很多行業(yè)和領(lǐng)域都使用機(jī)電設(shè)備。他們的存在為該國的經(jīng)濟(jì)進(jìn)步貢獻(xiàn)了非常重要的力量。但在電機(jī)運(yùn)行與控制工作的具體實施中，也存在一些干擾因素，導(dǎo)致設(shè)備無法發(fā)揮應(yīng)有的價值。具體而言，眾所周知，對于電機(jī)控制工作而言，與異步電機(jī)有關(guān)的工作是一項意義非常重要的工作。一旦它有缺點，它將嚴(yán)重干擾電動機(jī)的運(yùn)行并最終引發(fā)一系列反應(yīng)。許多操作問題使設(shè)備無法發(fā)揮其應(yīng)有的價值和意義。因此，在開展這項保護(hù)工作時，我們必須把重點放在異步電動機(jī)上，積極研究先進(jìn)技術(shù)。

4.2電機(jī)控制保護(hù)裝置的使用難以達(dá)到需求

我們目前廣泛使用的電機(jī)保護(hù)設(shè)備的技術(shù)含量較低，不能適應(yīng)當(dāng)前的發(fā)展形勢，不能滿足技術(shù)發(fā)展的要求。同時，電流保護(hù)裝置大多采用電磁原理，利用熱繼電器和熔斷器的過載保護(hù)以及短路功能實現(xiàn)保護(hù)。然而，這部分本來就存在問題，不可避免地導(dǎo)致機(jī)電控制工作的失敗等等。因此，在未來的設(shè)計過程中，我們必須密切關(guān)注設(shè)計與控制的結(jié)合，確保保護(hù)裝置呈現(xiàn)出更加鮮明的色彩多樣性。

5.加強(qiáng)機(jī)電一體化中的電機(jī)控制策略

電機(jī)設(shè)備的組成主要有兩個單元：一是驅(qū)動單元；二是控制單元。驅(qū)動單元主要由傳感器、伺服電機(jī)等設(shè)備來完成；而控制單元則主要是靠PLC、變頻器等來完成。這兩部分互相協(xié)調(diào)，一起工作。

5.1對電機(jī)閥位與速度的控制

在電機(jī)運(yùn)行過程中，不僅各個零部件之間要相互協(xié)調(diào)，對閥門的速率進(jìn)行管控尤為重要。隨著我國在這個領(lǐng)域的不斷研究，相關(guān)的理論成果及現(xiàn)場經(jīng)驗的積累都有了一定程度的發(fā)展。在具體的速度控制方法上，主要是采用速度環(huán)與位置環(huán)相結(jié)合的雙環(huán)控制方法。在實際過程中，如果遇到閥門具有相對較大的流量，則需要去速度均勻，由于這些參數(shù)很難明確，對我們的控制工作造成一定的影響。因此，我們必須要根據(jù)閥門的實際情況，以點擊為參考，對閥門速率進(jìn)行調(diào)節(jié)。

5.2對電能的精確審查

在電機(jī)控制過程中，對電能的審查主要抓住電機(jī)的電壓和電流等參數(shù)。對這些參數(shù)定期合理地進(jìn)行檢測，記錄檢測結(jié)果并加以科學(xué)分析，確保電壓、電流達(dá)到指標(biāo)，這有利于對故障進(jìn)行判定。在檢測時，傳統(tǒng)的一些檢測工具包括電壓互感器以及電流互感器已經(jīng)無法滿足檢測要求，必須要使用專業(yè)的檢測工具。目前使用較為廣泛的是霍爾型電流互感器，優(yōu)勢體現(xiàn)在：一是保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；二是對實際情況的快速捕捉。

5.3電機(jī)保護(hù)裝置控制

從安全角度來看，有必要在機(jī)電設(shè)備中安裝電動機(jī)保護(hù)裝置。機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行中容易出現(xiàn)故障，主要是因為變頻器的輸出電流和電壓不穩(wěn)定。傳統(tǒng)的電流和電壓控制不能滿足機(jī)電一體化設(shè)備中的電機(jī)保護(hù)要求。因此，有必要啟動機(jī)電設(shè)備中的電機(jī)控制和保護(hù)功能，并使用它直觀地反映電機(jī)設(shè)備中的電流?；魻柺诫娏骰ジ衅饔糜跈z測IPM的三相電流的輸出，IPM模塊的輸出電壓用于檢測電機(jī)的控制和保護(hù)裝置，從而有效地控制電壓和電流頻率，并提高設(shè)備的工作效率和工作質(zhì)量。

5.4機(jī)電一體化中電機(jī)的運(yùn)行維護(hù)

由于機(jī)械工業(yè)的快速發(fā)展，目前相關(guān)設(shè)備的操作規(guī)程也更為嚴(yán)格。例如，對電機(jī)操作的要求更高。但是，技術(shù)的發(fā)展也顯著提高了電機(jī)的保護(hù)能力。無論采用何種技術(shù)，其實施都必須依靠人類，因此電機(jī)的運(yùn)行和維護(hù)是保證電機(jī)機(jī)電一體化技術(shù)性能優(yōu)越的重要前提。這里將電機(jī)維護(hù)分為三個方面。一個是前期準(zhǔn)備，另一個是運(yùn)行過程中的監(jiān)督，最后一個是和平時期的維護(hù)。在啟動之前檢查電源是否打開，并檢查啟動設(shè)備的性能。打開電源時，必須確保電機(jī)和其他設(shè)備正常運(yùn)行。如果有任何異常，必須在第一時間關(guān)閉電源。在運(yùn)行過程中，要做好監(jiān)測工作，確保設(shè)備電壓和電流正常，盡可能避免出現(xiàn)問題。除此之外，維護(hù)工作必須在規(guī)定的時間內(nèi)完成。

6.電機(jī)控制技術(shù)未來發(fā)展探討

隨著我國的發(fā)展，機(jī)電一體化中電機(jī)的控制作用效果可見一斑，但并不是完美無缺，其自身仍存在著一些問題導(dǎo)致電機(jī)控制效果有時會差強(qiáng)人意。在未來發(fā)展中，電機(jī)保護(hù)裝置將會不斷的發(fā)展，不斷地會有新的技術(shù)投入到其中，例如故障建模、數(shù)值模擬以及紅外技術(shù)的運(yùn)用將會使分析更加專業(yè)，機(jī)電一體化電機(jī)保護(hù)裝置必將會朝著效率更高、穩(wěn)定性更好、功能更多的多元化方向邁進(jìn)。尤其是電機(jī)的控制問題與微電子技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮出光能的優(yōu)勢，對機(jī)電一體化中電機(jī)控制技術(shù)產(chǎn)生有利的結(jié)果?？茖W(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，會彌補(bǔ)電機(jī)保護(hù)裝置本身的缺陷，降低設(shè)備損壞率，推動我國機(jī)電一體化工程的發(fā)展。

7.結(jié)束語

綜上所述，針對機(jī)電一體化的電機(jī)控制技術(shù)是制約機(jī)電一體化深入發(fā)展的關(guān)鍵，我們要加強(qiáng)對電機(jī)的控制，進(jìn)而推動機(jī)電一體化技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜秀琴.淺談電機(jī)在機(jī)電一體化技術(shù)中的保護(hù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（6）：30

[2]王曉輝.淺談機(jī)電一體化應(yīng)用中的電機(jī)控制與保護(hù)[J].機(jī)電信息，2017（12）：18

[3]楊德君.機(jī)電一體化中的電機(jī)控制的探討[J].科技風(fēng)，2017（13）：32

[4]王艷亮.對機(jī)電一體化技術(shù)中電機(jī)控制的研究[A].《科技與企業(yè)》編輯部會議論文集[C].2016.