对机电一体化技术中电机控制的研究

阮丽秀

对机电一体化技术中电机控制的研究

阮丽秀

（天津市宝坻中等专业学校，天津，301800）

由于我们国家各项电子技术的进步以及微电子技术的发展，带动了机电一体化技术的进步和发展，使其能够在现代电机控制之中获得很多的应用，这也在一定程度上促进了机电一体化技术未来的发展。在现代工业发展之中机电一体化是最关键的一部分内容，它的发展给我们国家的机械制造业带来了发展机遇，能够在最大程度上保证提升生产的效率和质量。在现代工业建设过程中少不了机电一体化，但是其需求和电机控制之间的矛盾越来越明显，所以对该技术下电机控制进行深入研究。基于此，本文将会重点分析其控制技术以及具体的控制策略，以此平衡两者之间的关系。

机电一体化；电机控制；研究

引言：

机电一体化就是把电子技术应用到信息的沟通上、传播控制方面等等，从其构成内容上分析就是电子技术和机械的相互融合，以此保证两者之间的优势能够互为一体共同促进行业的进步和发展。随着科学技术的提升机电一体化渐渐变成了一门专业的学科，它将电子技术、自动控制技术以及各项机械技术全部集成在一起，使得最终的工程技术能够实现低能耗、高质量。该技术的应用和发展使得电机使用效率大大提升，但是很多人却忽视了对该设备的控制，因此对其进行详细分析具有一定的现实意义。

1 概述

1.1 概况

机电一体化也就是把电子技术融合到机械之中，主要涵盖有信息的处理功能、动力功能以及传播控制功能等等，换句话来说也就是把机械装置和电子技术相互融合在一起。当下经济发展迅速，科学技术不断进步使得该技术被应用到了各个领域之中。在该技术基本特点的支持之下把电子技术、信息技术以及信息转换技术等全部用最科学的方式以及合理的配置应用到各领域之中，使其能够构建起来良好的组织机构[1]。在原有功能的加持之下使其行业能够实现高质量、低能耗以及安全发展；另外还能够保证整个机电系统能够达到最科学的系统技术。在这其中衍生的产品也是非常重要的部分。比如DSP装置，它将机电一体化融入其中，以此实现对电机的控制和保护。

1.2 发展状况

在上世纪60年代的时候该技术就已经出现雏形，在最开始电子技术和装置之间的融合获得了极大的发展，但是迫于当时电子技术的落后性使其两者之间的融合受到影响。再到后来微型计算机的出现给其一体化发展带来了契机，提供了相应的技术支持以及物质支持。最后光纤技术、智能计算机技术的发展给机电一体化带来了进一步发展的契机和背景，因此各个领域都展开了更加深入的研究，使得机电一体化迅速发展。

1.3 使用范围

该技术主要适用于两个主要的方面，分别是数控机床自动化以及自动化生产线。在过去的半个世纪中数控机床经过一系列的发展不管是在构造还是在操作上都有了很大的提升。因为机电一体化技术使用的是无限制的设计原则，并且始终将提升客户的收益作为主要目标，使得其硬件构造体系和相应的功能能够满足基本的接口标准，并且具有相应的阶段性及包容性。该技术能够实现多渠道控制，所以一般情况下每个机床都能具备同时控制以及加工不同机床或者一定数量机床的功能[2]。该技术有着广泛的应用，其系统具有搬运物资、破损检验以及控制机械手等功能。电机控制是将单片机控制作为主要内容，然后在其中添加专业的芯片和模板，共同组成构造紧密的数控装置。因为该系统本身具有多级网络功能，所以会将系统的组合以及构造复杂系统的能力提升到一个崭新的阶段上。目前机电一体化被运用到了各行各业之中，主要包含了自动化设备设施以及自动化生产线以及自动机械等方面。比如一些大件的机器和零部件，产品包装印刷生产线等等。

2 电机控制技术现状

因为机电一体化已经在我们国家获得了长足的进步和发展，所以其电机装置的维修和保护也相应获得了一定的发展，对此电机控制便诞生了。它的出现给我们国家机电行业方面带来一定的支持和保证，是其行业之中最重要的组成部分。电机控制的诞生和发展本身就是科学技术发展下时代进步的必然产物，同时又是国家政策大力倡导的一项重要举措[3]。因为它本身能耗低，成本小，能够被应用到各个领域和行业之中，以此促进国家经济的稳步发展，和社会主义经济发展规律有着极为细致的吻合度以及规律。

当下电机控制的各项设备及设施之中还有很多情况是无法预见和解决的。电机设备总体的故障率是由电机控制装置所决定的，对此要想能够减少故障的发生概率就要保证有一个能够被信赖的电机控制保护装置。现如今机械自动化所占据的比例越来越大，原先以人工为基础的工作内容都转变成为了由机械完成，电机设备的使用频率以及使用时间都得到了一定程度的增加，这就导致原先由电流和电压所决定的机器使用寿命就受到了极大的限制[4]。这些问题要想能够顺利解决就需要相应的工作人员在一定时间以及多方的试验检测之中找到维护电机设备的方法。从当下的研究内容能够发现在其电机设备之前就应该要先将日后的维护管理工作方式考虑进去，以此做好相应的规划以及统计，确保今后维护工作的顺利进行；其次还应该要明确该装置保养的基本思路，并且能够不断研发和更新装置，使其发展更加具有开放性；最后就是要将分析和研究的渠道进行转变，装置在运行的时候要将实际的情况作为基础，以此保证维护工作质量及效率。

3 控制策略

电机装置在运行的时候经常会出现故障，这主要是因为其变频器的输出电压以及电流不具有稳定性，所以将其进行控制最主要的目的就是要保证基本的安全性。电机设备本身是由两个基本的单元所组成的，分别是驱动单元以及控制单元。其中驱动单元就是在传感器以及伺服电机的作用之下所完成工作内容的；另外控制单元就是在变频器等设备作用之下完成工作内容的[5]。这两个单元之间彼此协调，促进电机设备的发展，对此要想实现对电机设备的控制就应该要从这两个方面入手。

3.1 对其电机的速度和阀位进行控制

电机在运行的时候除了要依靠每一个零部件之间的相互协调，还必须要对阀门的速度进行控制。目前我们国家已经在该领域之中研究了很多年，并且所取得的研究成果以及经验的累积都已经达到了一定的程度。目前在对其速度控制的方式上主要使用的就是速度环与位置环相互结合的控制方式。在实际进行控制的时候要是其阀门拥有非常大的流量则应该要保证速度的均匀性。因为很多参数是难以保证和明确的，所以就给我们的工作带来了一定的负面影响，针对于此就要将阀门的实际情况作为参考的基础，对阀门的速率进行深入的调整。这就要使用到微处理器，它能够根据变频器所输出的电压和电流计算出来力矩，要是最终输出的力矩比设定的要大，其速度就会降低。

3.2 审查电能的精准性

在对电机进行控制的过程之中审查就是要对电机的电压以及电流等参数进一步的明确。具体来说就是要将这些参数定期使用科学合理的方式进行检测，然后将检测的最终结果再进行科学的分析，以保证其电流和电压等参数能够达到既定的标准[6]。这一行为能够将产生的故障进行判定。在检测的时候原先的检测工具已经无法满足当下的检测需求了，比如电流互感器以及电压互感器等，所以这就要求要使用专业的检测工具进行检测工作。当下使用最多的就是霍尔型的电流互感器，这种互感器一方面能够保证检测数据的准确性，另外一方面能够根据实际情况对数据进行捕捉。

3.3 加强运行维护

电机维护是电机控制的重要基础，对此具体维护工作的重要性就不言而喻。一般维护工作主要有三个方面，分别是电机运行之前的准备工作、运行之中的管理工作以及日常的保养。电机的启动之前应该要确保电源是否有电，启动器是否存在异常以及熔丝的规格是否符合要求；另外还要检查电机其外壳是不是接地。在接通电源之后要观察电动机、机械的运作情况等，要是发现异常的话应该要马上切断电源。

4 发展趋势

4.1 急需找到新突破

随着电机控制理论的研究和发展在未来将会使用到故障建模以及相应的仿真计算。把电机故障之中的各个敏感检测量全部使用具体的数据进行分析，并以此做出具体的判断和研究。能够在最大程度上确保电机装置的敏感度以及精准度，还能够给往后该方面理论的研究带来一定的参考依据，有利于后续突破性研究可以顺利发展。

4.2 利用和开发新技术

在未来充分利用新技术以及开发新技术将是电机控制中最重要的一项内容，比如实行监测性的保护，在一些技术支撑下能够对电机的具体运行状况进行监测，然后把监测到的信息数据进行分类，再通过科学的比对分析判定故障的严重程度以及具体类型，最后再实行相应的补救措施。这样除了能够保证将电机控制落实到现实之中，还能够在故障发生之前就发出相应的警报，最根本的就是能够达到防患于未然的目的。

4.3 未来装置更加配套

在国外一些发达国家将电机保护以及控制装置进行配套生产是十分普遍的，但是在我们国家目前还是逐一生产的模式，这在一定程度上增大了生产的成本。所以对于这样的情况应该要根据自身发展的基本需求引进一些先进的经验和技术，在未来根据我们国家该市场发展的前景空间以及相应的标准不断将装置的质量以及等级进行提升，保证电机保护以及控制装置进行配套生产和研究，促进该行业的发展。

5 结束语

从当下的电机控制情况来说还是存在控制不足的问题，除此以外还有一些外界因素的影响阻碍着其发展。但是在未来技术的发展之下现在所存在的缺陷一定会被消除，也能够给其未来的发展指明方向，比如仿真技术与红外技术的应用等，这些都会为电机控制的发展做出巨大的贡献。

[1] 曹培英.机电一体化中的电机控制的探讨[J].科技展望,2016,26(20).

[2] 王保刚.基于机电一体化系统中机电控制研究[J].工程技术:全文版,2016(7):00216-00216.

[3] 董新.关于机电一体化技术中电机控制探讨[J].技术与市场,2018(6).

[4] 赵佳.机电一体化中的电机控制分析[J].工业c,2016(6):00276-00276.

[5] 吴定华.机电一体化中电机设备的控制保护问题分析[J].工程技术:全文版,2016(11):00231-00231.

[6] 范彦博.机电一体化中的电机控制和保护探讨[J].工业b,2017(2):00232-00232.

Research on Motor Control in Mechatronics Technology

Ruan Lixiu

(Tianjin Baodi Secondary Professional School，Tianjin，301800)

Due to the advancement of various electronic technologies in our country and the development of microelectronics technology, the progress and development of mechatronics technology has been promoted, enabling it to obtain many applications in modern motor control, which also promotes to some extent. The future development of mechatronics technology. In the development of modern industry, mechatronics is the most crucial part. Its development has brought development opportunities to our country's machinery manufacturing industry, and it can guarantee the efficiency and quality of production to the greatest extent. In the process of modern industrial construction, electromechanical integration is indispensable, but the contradiction between its demand and motor control is more and more obvious. Therefore, the motor control under this technology is deeply studied. Based on this, this paper will focus on analyzing its control technology and specific control strategies to balance the relationship between the two.

mechatronics; motor control; research

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2019.03.031

TH-39

A

1672-9129(2019)03-0090-04

阮丽秀（1981-）女，汉，天津，教师，讲师，学士学位，研究方向：机电一体化