邹俊宝--机电一体化中的电机控制与保护

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浅谈机电一体化中电机的控制与保护

浅谈机电一体化中电机的控制与保护

浅谈机电一体化中电机的控制与保护1. 引言1.1 机电一体化的概念机电一体化是指将机械、电气和电子等多种技术融合在一起,形成一个完整的系统。

在机电一体化中,各个部件之间实现信息交换和协调,共同完成某一功能。

这种集成的设计理念使得机电一体化系统具有更高的性能和效率,同时也方便了系统的管理和维护。

在现代工业中,机电一体化已经成为一种不可或缺的趋势。

通过机电一体化,工厂和设备可以实现自动化控制,提高生产效率和质量,降低能耗和人力成本。

电机作为机电一体化系统中的核心部件之一,起着至关重要的作用。

电机在机电一体化系统中主要负责驱动机械部件的运动,如传送带、轴承、风扇等。

它通过接收控制信号和电源供电,转化电能为机械能,从而实现设备的运行。

电机的控制与保护显得尤为重要。

通过合理的控制方法和技术,可以确保电机的运行稳定,达到最佳效果。

而良好的保护技术可以保护电机免受过载、短路、过热等损坏,延长其使用寿命,保障整个机电一体化系统的正常运行。

1.2 电机在机电一体化中的重要性在机电一体化系统中,电机作为核心部件扮演着重要的角色。

它是将电能转换为机械能的关键装置,直接影响到整个系统的运行效率和性能。

电机在机电一体化中的重要性主要体现在以下几个方面:电机是机电一体化系统的动力源。

在许多机电一体化系统中,电机是驱动各种机械设备运行的关键部件。

它通过将电能转换为旋转力矩,驱动各种机械部件运动,完成各种任务。

电机的正常运行直接影响到整个系统的运行效率和稳定性。

电机的控制和保护对于机电一体化系统的安全运行至关重要。

通过合理的电机控制技术,可以实现对电机的启停、速度调节、方向控制等功能,从而满足系统对电机运行的各种需求。

电机的保护技术可以有效防止电机因过载、过压、欠压等问题而损坏,确保系统的稳定性和安全性。

电机在机电一体化中扮演着不可或缺的角色,其控制和保护对于整个系统的正常运行至关重要。

只有充分重视电机在机电一体化中的重要性,采取有效的措施确保电机的正常运行和保护,才能最大限度地发挥机电一体化系统的效率和性能。

机电一体化中的电机保护与控制技术分析

机电一体化中的电机保护与控制技术分析

机电一体化中的电机保护与控制技术分析摘要:机电一体化系统中电机控制和保护措施的有效实施,不仅可以根据电力系统的运行环境提供更为全面的技术支持措施,从而降低电力运行故障的概率,同时借助数据处理系统对电机运行状态进行调整,为电力系统调度的后续工作提供帮助。

因此,在讨论机电一体化中的电机控制与保护时,必须明确电机运行的潜在风险和常见问题,研究电机的结构和原理,提供有针对性的优化解决方案,从而为机电一体化技术的后续发展提供更全面的保障。

关键词:机电一体化;电机保护;控制技术1机电一体化技术应用中电动机保护的一般问题1.1功耗电动机保护装置一般有两种不同的运行方式,分为电磁加热和电加热。

然而,为了提高生产率,使机电设备能够承受更多的工作,电机的负载也大大增加。

在这种情况下,电机更容易出现问题。

特别是当电机长时间处于高负荷运行时,其电路容易发生故障。

最常见的是电机高负荷运行引起的短路。

一些企业在购买机电设备时不考虑电能损耗,这也在一定程度上增加了电动机使用的风险,容易造成电动机负荷超标而造成故障。

1.2井下马达设备故障问题随着我国矿山工程的快速发展,许多机电设备需要承担井下作业任务,这不仅可以提高效率,而且可以减少人工开采带来的各种不确定因素。

井下作业环境复杂。

如果电动机在使用机电设备时不能得到保护,或者对环境因素估计不准确,很容易影响电动机的使用效果。

过去,电机的寿命会缩短,企业的生产成本会增加。

在影响地下环境的因素中,湿度是非常重要的。

潮湿的地下环境会影响电机的运行效果,容易增加电机部件的锈蚀和老化。

另外,信号不好,电机的监控系统容易受到冲击,造成电机故障。

1.3异步电动机设备故障异步电动机是机电一体化系统的重要组成部分,也是故障率很高的一部分。

在许多情况下,故障控制困难,突发性高,容易影响电机。

一些企业的异步电动机长期处于高负荷状态,日常使用过程中维护工作不到位,增加了异步电动机故障的风险,不仅影响生产效率,而且严重威胁相关人员的安全。

机电一体化应用中电机控制和保护措施

机电一体化应用中电机控制和保护措施

机电一体化应用中电机控制和保护措施摘要:机电一体化作为一门新型的学科,其将各种自动控制技术、电力电子技术以及接口技术和机械技术等群体技术集于一体,使得系统工程技术高质、低耗、多用及可靠的特定价值得以实现。

文章主要阐述了机电一体化的发展及应用概况,从而针对机电一体化系统中电机的控制与保护中存在问题进行了分析,并提出了改善措施。

关键词:机电一体化电机控制问题措施在机电一体化技术不断创新与发展的背景下,电机的控制与保护主要是依靠专业的电力电子装置,其主要目的是保障电机运转的节能性、安全性与高效性。

但是在电机控制与保护中,由于受到各种技术、人为、外界因素的影响和限制,尚存在很多现实问题没有解决。

因此,对于电机控制与保护的相关问题进行深入的探讨具有重要的意义。

1 机电一体化的发展20世纪70 年代,是机电一体化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。

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。

90年代以后,机电一体化的发展出现新的进程,有已下两点:1)学术界同仁始进一步关注机电一体化进程的研究,由此扩展出新的相关学科和研究重点,如出现了光机电一体化以及微机电一体化等等;2)神经网络技术、光纤技术等新的研究对象兴起后为机电一体化技术的推广传播提供了技术等方面的支持。

2 机电一体化技术的优势及应用目前机电一体化技术应用最广泛的领域即数控机床和自动机与自动生产线这两方面。

如:邮政信函自动分捡处理生产线。

数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在功能、操作、结构和控制精度上都有迅速提高,具体表现有:1)采用开放性设计,即硬件体系结构和功能模块为符合接口标准,应具有兼容性、层次性,能最大限度地提高用户的收益;2)实现多过程、多通道控制,即同一台机床能同时控制或独立加工多种机床的和多台机床的能力;3)可以将物料搬运、机械手等控制、刀具破损检测都集成到系统中去;4)以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置;5)加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。

论机电一体化中的电机控制与保护

论机电一体化中的电机控制与保护

论机电一体化中的电机控制与保护随着现代科学技术的不断发展,机电一体化已经成为现代科学技术发展的必然结果。

然而在机电一体化发展的同时,在电机的控制与保护中,却产生了一些问题还没有得到解决,因此,主要对机电一体化的定义、发展现状,在电机控制与保护中存在的问题、解决措施以及机电一体化未来的发展趋势进行探讨。

标签:机电一体化;发展现状;电机控制与保护前言近些年随着我国经济的快速发展,各行各业都相继得到了发展,尤其是我国的科学领域,更是有了前所未有的突破,这极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术革命。

在机械工程领域中,微电子技术和计算机技术不断向其内部渗透,从而形成机电一体化。

在机电一体化技术不断创新与发展的背景下,为了实现电机的节能性、安全性与高效性,实行了依靠专业的电力电子装置来保护与控制电机的措施。

但是在电机控制与保护中,由于各种人为、技术等因素致使电机在控制与保护中存在很多问题。

因此,本文主要对所存在的问题进行探讨,并针对这些问题提出相应的解决措施。

1 机电一体化定义所谓的机电一体化指的是引进电子技术,将其应用于机构的主功能、动力功能、控制功能和信息处理功能上,从而使机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

随着科学技术的不断发展,机电一体化已经成为一门自成体系的新型学科。

机电一体化的主要特点是从系统化的角度出发,为实现多功能、高质量、高可靠性、低能耗等目标,将群体技术:机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等进行合理配置与布局,并根据系统功能与优化组织目标加以操作,从而达到理想目标。

机电一体化作为一种新型的综合技术,并不是新技术之间的简单拼凑与组合,而是涵盖了技术和产品两方面,这也是与其机械电气化之间的根本区别。

机电一体化广泛应用了微电机装置,赋予了现代机械设备自动检测、自动调节与控制等,这有效地促进了生产效率的提高。

2 机电一体化的发展状况机电一体化的发展可以分为三个阶段。

机电一体化中的电机保护与控制技术

机电一体化中的电机保护与控制技术

机电一体化中的电机保护与控制技术摘要:我国机电制造业起始于上个世纪六七十年代,如今处于高速发展阶段,随着国家对关键民用工业部门及国防工业的重视和支持,投入了大量的技改资金,使机电设备制造市场一派繁荣。

本文主要针对机电一体化中的电机保护控制装置,其强大的信号处理能力,它除可替代某些机械部件的原有功能外,还能赋予更多新的功能,如自动调节与控制、自动信息处理、自动记录显示、自动检测、自动诊断与保护等诸多方面。

本文同时还介绍了电机保护控制装置发展趋势。

关键词:机电一体化;电机;控制与保护1.机电一体化技术应用的领域机电一体化技术在今天得到了极其广泛的应用,但最主要的应用领域主要表现在两个方面:一是数控机床;二是自动生产线。

经过几十年的研究,数控机床与数控技术日臻完善,在精确度和有效性上大大提高。

主要体现在:设计更加开放和人性,机械零件具有统一标准,最大限度满足用户需求。

机械的控制方式更加多元,既可以选择1台机器控制多台机床,也可以选择1台机器控制1台机床。

机电一体化技术可以通过PLC控制系统,将重复性高、人力耗费大的工作集成到系统中,使其变得更加简单。

机电一体化的另一重要应用领域为自动生产线,例如大型企业大批量商品生产的流水线、快递行业的自动分捡生产线以及报纸、书刊的印制等方面,实现了无人值守。

这项技术在我国研究人员不断努力下,已经取得了突飞猛进的成绩,使我国在国际上处于领先水平,走在了前列。

2.机电一体化电机保护与控制中的问题2.1装置无法满足应用需求机电一体化技术在其发展过程中也存在着电机控制与保护装置无法满足应用需求的实际问题。

我国当前在整体的机电一体化应用过程中主要采取的电机控制保护装置应用了电磁以及电热原理,该种原理主要使用的是过载保护以及短路保护的功能。

为了有效地实现电机的控制与保护,熔断器作为基础的重要装置影响着整体的控制与保护效果。

从硬件的设计以及优化的角度来说,熔断器在其整体的设计过程中存在着一定的缺陷。

机电一体化中的电机控制与保护

机电一体化中的电机控制与保护

机电一体化中的电机控制与保护罗 军(重钢西昌矿业有限公司 重庆 615000)摘 要: 随着我国电子技术与微电子技术的快速发展,机电一体化技术也有很大的进步,在现代机电控制中有更多的应用,为机电一体化的发展带来很大的促进作用。

作为现代工业技术中重要的部分之一,电机一体化技术为我国机械工业的发展创造更多的机遇。

首先介绍机电一体化技术的发展历程与现状,接着阐述机电一体化中电动机构的组成及工作原理,然后探讨机电一体化中电机阀位及速度控制与机电一体化中电机的运行维护。

关键词: 机电一体化;电机;控制;保护中图分类号:TH39 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)1210154-011 机电一体化技术的发展历程与现状 3 机电一体化中电机阀位及速度控制与运行维护1.1 机电一体化的发展历程 3.1 电机阀位及速度控制机电一体化技术的发展有三个阶段,即发展初级阶段、蓬实现电机执行机构的阀位和速度的控制需要解决的关键性勃发展阶段和智能化发展阶段。

最初早在20实际60年代人们开技术问题主要有五个方面,分别是阀门柔性开关的控制、阀位始利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。

而由于军的极限位置的判断、电机保护的实现、准确定位与模拟信号的事和工业发展的需求,当时的人们对于这方面开始重视,由于隔离。

对于机电一体化中电机阀门位和速度的控制,微处理器当时电子技术水平发展不够,技术结合与运用还没有得到深入根据测得的变频器输出电压和电流,通过计算得出输出力矩,发展。

到上个世纪七八十年,计算机技术和通信技术开始快速如果输出力矩达到或大于设定的力矩,那么就会自动降低运行的发展为机电一体化的发展奠定了技术基础。

到了90年代后速度。

在传统电机的执行机构中,阀位的极限位置的检测是通期,机电一体化进入深入发展时期,出现了光机电一体化和微过机械式限位开关获得的。

电动执行机构极限位置通过检测位机电一体化等新分支。

此外,由于神经网络技术、人工智能技置信号的增量获得,单片机将本次检测的位置信号与上次检测术、光纤技术等领域巨大进步,为机电一体化技术的发展创造的信号相比较,如果未发生变化或变化较小,就会自动电机的了更好的条件。

机电一体化中的电机控制与保护

机电一体化中的电机控制与保护

中国网络大学CHINESE NETWORK UNIVERSITY 毕业设计(论文)院系名称:百度网络学院专业:百度学生姓名:百度学号:123456789指导老师:百度中国网络大学教务处制2019年3月1日实习公司简介我实习的单位是日照钢铁控股集团有限责任公司,公司坐落于山东省美丽的海滨城市——日照,地处新亚欧大陆桥的东端,与日本、韩国隔海相望公司由河北京华创新集团、山东莱钢集团和香港誉进发展有限公司共同兴建。

公司主要以生产钢铁产品为主,其主导产品H型钢是国家十五期间重点推广的十项技术进步产品之一,分HW、HM、HN等系列,规格为H100mm—H350mm。

H型钢作为经济断面型钢,广泛应用于工业和民用建筑、铁道桥梁、市政建设、核工业、造船业、航天工业、石化行业、高速公路等诸多领域。

公司除依托日照港得天独厚的地理条件,高效的运营机制外;而且依靠其众多的专业人才和讲求“诚信、质优、高效、创新”的企业宗旨,公司将其产品不仅在国内出售,而且远销海外,包括韩国、日本、澳大利亚等许多发达国家。

公司始终追求以质量求生存,以信誉求发展的理念来扩大自己市场。

内容摘要:据机电一体化技术的发展前景,提出一种新型电动执行机构的设计方案,详细介绍了该执行机构各功能元件的选型与设计、阀位及速度控制原理以及各种关键问题的解决方法。

该执行机构将阀门、伺服电机、控制器合为一体,采用8031单片机、变频技术实现了阀门的动作速度和位置控制,解决了阀门的精确定位、阀门柔性开关、极限位置判断、电机保护及模拟信号隔离等技术问题。

现场运行情况表明,该电动执行机构具有动作快、保护完善以及便于和计算机通讯等优点,充分利用了机电一体化技术带来的方便快捷。

关键词:电动机阀门继电器保护机电一体化技术总结引言在现代化生产过程中,执行机构起着十分重要的作用,它是自动控制系统中不可缺少的组成部分。

现有的国产大流量电动执行机构存在着控制手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位精度低、可靠性差等问题。

机电一体化中的电机保护与控制技术

机电一体化中的电机保护与控制技术

机电一体化中的电机保护与控制技术摘要:机电一体化项目中常用的电机保护技术和控制技术包括短路保护、电压保护等。

这些技术可以有效地保护电机和设备的安全运行,提高设备的可靠性和稳定性。

在实际应用中,根据具体的工作环境和要求,选择合适的保护技术和控制技术,制定科学合理的电机保护和控制方案,以确保电机的安全稳定运行。

关键词:机电一体化;电机保护;控制技术1机电一体化中电机保护技术的应用1.1短路保护短路保护技术是一种常见的电气保护技术,用于防止电路因短路故障而造成的电流过载和设备损坏。

它通常通过安装自动空气断路器或熔断器来实现。

当电路中出现短路故障时,短路保护技术会检测到电流异常,并自动执行保护动作。

这些保护装置会根据设定的额定阀值进行判断,当电流超过阀值时,断路器或熔断器会迅速切断电路,以防止电流过载和设备损坏。

这样可以保护电路和设备的安全运行。

短路保护技术的优点是能够迅速响应并切断电路,有效保护设备和人员的安全。

另外,通过使用自动空气断路器或熔断器,可以实现自动保护,减少人工干预的需求,提高系统的可靠性和稳定性。

1.2欠压保护欠压保护技术是一种常用的电气保护技术,用于保护系统免受欠压情况的影响。

它通过安装电磁式或接触式电压继电器来实现。

在系统中应用欠压保护技术时,会将电压继电器串联在电路中。

当系统的电压下降到低于设定的欠压阈值时,电压继电器会感应到电压的变化,并触发保护动作。

电磁式电压继电器通过电磁感应原理来实现,当电压下降到欠压阈值以下时,电磁线圈会发生磁场变化,从而吸引动作衔铁,触发保护动作,如切断电源等。

接触式电压继电器则是通过触点的闭合和断开来实现保护动作。

当电压下降到欠压阈值以下时,继电器的触点会闭合,导通保护回路,触发保护动作,如切断电源、发送报警信号等。

欠压保护技术的应用可以有效保护系统免受电压过低的影响。

当系统电压降低到欠压阈值以下时,欠压保护装置会及时触发保护动作,以避免设备的损坏或故障。

机电一体化中的电机保护与控制技术

机电一体化中的电机保护与控制技术

机电一体化中的电机保护与控制技术摘要:在现代工业生产中,机电一体化系统的应用越来越普遍。

机电一体化系统的应用不仅大大提高了产出效率,而且对生产安全的提高也有非常显著的作用,特别是在工业产品附加值提高、产品质量和精度提高的背景下,工业生产过程的复杂性无形中增加,对机电一体化系统的功能提出了更高的要求关键词: 机电一体化,电机保护,控制技术引言随着电子一体化的推广和普及,技术的可靠性和稳定性得到了显着提高,中国的系统工程也实现了能耗的降低和效率的提高。

然而,在技术现代化和发展的背景下,必须认识到,电子技术中发动机的保护和控制仍然存在差距和缺陷。

针对电机在发展机电一体化过程中存在的保护和控制缺陷的实际问题,机电一体化要有意识地总结电机保护和控制中存在的问题,通过解决对策建议,确保系统工程的可靠性和安全性1机电一体化技术的优势1.1机电一体化技术可以节约成本机电一体化技术所制造出来的智能化操作系统不仅仅拥有更为简便快捷的操控方式,并目其对于各种设备的控制能够更加准确,以此来让整个产业的生产效率和生产水平得到保障,而且因为应用机电一体化技术需要投入的资金成本更少,所以在提高整体产业水平的同时还能大大减少资金投入,从而让机电一体化技术应用的性价比凸显得更高,让整个工业领域的技术发展和经济发展获得更好地推进。

与此同时由于其能够更快且更准确地识别以及处理相关数据,所以机电一体化技术的应用还能对系统的故障和损伤进行及时地发现和预警,从而让相关智能化设备的使用寿命能够得到延长,同时也能减少由于系统或者设备故障而导致的事故发生和企业的经济损失.1.2机电一体化技术更加安全可靠由于机电一体化技术的智能制造技术是目前较为前沿的信息化技术来对各种设备和系统进行智能化的制造,这种全新的系统和设备不同于过去的一些旧式设备需要那么多的人工检查和操控,其避免了人为失误所造成的事故和风险,并且其操控更为方便,可以让工人对相关设备进行更加精准且快捷的控制。

论机电一体化中的电机控制与保护

论机电一体化中的电机控制与保护
工 业 技 术
2 0 1 3 年 第 5 期1 科技创新与应用
论机 电一体化 中的电机控制 与保护
董 丽 娟
( 哈 尔滨瀚翔工程建设有 着现 代科 学技 术的 不 断发 展 , 机 电 一体 化 已经 成 为现 代 科 学技 术发展 的 必 然结 果 。然 而在 机 电一 体化 发 展 的 同 时 , 在 电机 的控 制 与保 护 中 , 却 产 生 了一 些 问题还 没 有得 到 解 决 , 因此 , 主 要 对 机 电一 体 化 的 定 义、 发 展 现状 , 在 电机 控 制 与保 护 中存 在 的 问题 、 解 决措 施 以及 机 电一 体 化 未 来的发 展 趋 势进 行探 讨 。 关键词 : 机 电一 体化 ; 发展现状; 电机 控 制 与保 护
前 言
近些年随着 我国经济 的快速发展 ,各行各业都相继得到了发 展, 尤其是我国的科学领域 , 更是有了前所未有的突破 , 这极大地推 动 了不 同学 科 的交 叉 与 渗 透 , 引起 了工 程 领 域 的技 术 革命 。在 机 械 工程领域 中, 微 电子技术和计算机技术不断 向其 内部渗透 , 从 而形 成 机 电一体 化 。在 机 电一 体化 技 术 不 断创 新 与 发展 的背 景下 , 为 了 实现 电机 的节能性 、 安全性与高效性 , 实行了依靠 专业 的电力电子 装置来保护与控制 电机的措施 。但是在电机控制与保护中 , 由于各 种人为 、 技术等因素致使 电机在控制与保护中存在很多 问题 。 因此 , 本文主要对所存在的问题进行探讨 , 并针对这些 问题提出相应的解 决措施。 1机 电一体 化 定 义 t 所谓的机电一体化指的是引进电子技术 , 将其应用 于机构的主 功能 、 动力功能 、 控制功能和信息处理功能上 , 从而使机械装置与电 子化 设 计及 软 件 结合 起 来 所构 成 的 系统 的 总称 。 随 着科 学 技 术 的不 断 发展 , 机 电一 体 化 已经 成 为 一 门 自成 体 系 的新 型 学科 。机 电一 体 化 的 主要 特 点 是从 系统 化 的角 度 出发 , 为 实 现多功能 、 高 质量 、 高可靠性 、 低能耗等 目标 , 将 群体 技术 : 机械 技 术、 微 电子技 术 、 计算 机技术 、 电力 电子技术等进行合理配置 与布 局, 并 根 据 系统 功 能 与优 化组 织 目标 加 以操作 , 从 而 达 到理 想 目标 。 机 电一 体化 作 为一 种 新 型 的综 合 技 术 , 并 不是 新 技 术 之 间 的简 单 拼 凑与组合 , 而是涵盖了技术和产品两方面 , 这也是与其机械电气 化 之间的根本 区别。机 电一体化广泛应用了微 电机装置 , 赋予 了现代 机械设备 自动检测 、 自动调节与控制等 , 这有效地促进了生产效 率 的提 高 。 2 机 电一体 化 的 发展 状 况 机电一体化的发展可以分为三个阶段 。第一阶段是 2 0世纪 6 0 年代 以前 , 称为初级阶段。这时的电机技术的发展还没有达到一定 的水 平 , 机 械 技术 与 电 子技 术 的结 合还 不 能 广泛 和深 人 的发 展 。但 是, 这一时期人们 已经利用 电子技术 的初步成果来完善机械产品的 性能 , 为 机 电一 体 化 的发 展 提供 了前提 。 第二阶段是在 2 0世纪 7 0 — 8 O 年代 , 称为蓬勃发展 阶段。 之所以 得到 了迅速 的发展 , 是因为计算机等技术为机 电一体化 的发展奠定 了技 术 基 础 , 大规 模 、 超 大 规模 集 成 电路 和 微 型计 算 机 的迅 猛 发 展 为机 电一体化的发展提供 了充分的物质基础。 第三阶段是在 2 0世纪 9 O 年代后期, 这 时期机电一体化技术开 始 向智能化方 向迈进 ,可以说机电一体化进入了深入发展时期 , 并 且机 电一体化 已经进一步建立完整的基础 , 而且逐渐形成 了完整的 科学体系。 3机 电一体化应用 中电机控制与保护存在 的问题 在我国机电一体化技术发展中 , 由于技术等 因素致使机 电控制 与保 护 方 面存 在很 多 问题 , 而 且 这些 问题 尚未 得 到 解 决 。存 在 的 主

浅谈机电一体化中电机的控制与保护

浅谈机电一体化中电机的控制与保护

浅谈机电一体化中电机的控制与保护机电一体化是指在机械设备中集成电子控制与电动机驱动,实现机械运动和功能的自动化的一种技术。

而在机电一体化系统中,电机的控制与保护是至关重要的环节。

电机的控制是指通过对电机的电流、电压、速度、位置等参数进行控制,实现机械设备的运动和功能的操作。

电机的控制方法多种多样,常见的有电压控制、电流控制、速度控制和位置控制等。

这些控制方法根据不同应用场合的需求来选择,如对于一些需要定位精度较高的机械设备,则应选择位置控制方法。

电机的控制还需要考虑实际的工作环境和工作负载,确保电机的运行稳定、安全和高效。

电机的保护是指在电机正常运行时遇到异常情况时,通过设定相应的保护措施和装置,保证电机和机械设备的安全和可靠运行。

常见的电机保护方法包括过流保护、过载保护、过压保护、过热保护和断相保护等。

这些保护方法可以通过传感器和控制器来监测电机的工作状态,一旦发现异常情况,则及时采取相应的保护措施,如减少负载、切断电源等,以防止电机损坏和机械设备的故障。

在机电一体化系统中,电机的控制与保护还需要考虑与其他设备的协同工作。

在一些装配线中,电机的启动和停止需要与传送带、机械臂等其他设备的运行协调一致,以实现整个装配过程的高效自动化。

电机的控制与保护还需要与其他设备进行信息交互和联动控制。

电机的控制与保护是机电一体化系统中不可或缺的重要环节。

通过合理选择和应用控制方法和保护措施,可以实现电机的精确控制和安全运行,提高机械设备的自动化程度和生产效率。

电机的控制与保护还需要与其他设备的协同工作,以实现整个系统的高效运行。

在机电一体化系统的设计和应用中,对于电机的控制与保护需要给予足够的重视。

浅谈机电一体化中电机的控制与保护

浅谈机电一体化中电机的控制与保护

浅谈机电一体化中电机的控制与保护机电一体化是指在机械设备中融入电子控制技术,实现机械与电气的一体化。

电机作为机电一体化系统中最常见的部件之一,其控制与保护显得尤为重要。

本文将浅谈机电一体化中电机的控制与保护。

一、电机的控制1.1 控制方式电机的控制方式主要包括直接启动、星角启动、变频启动等。

直接启动是最简单的一种启动方式,就是将电源直接接到电机端子上,通过断开/接通开关来控制电机的启停。

星角启动是在电动机的起动过程中,先将电动机的绕组分为星型连接,然后再切换为三角形连接。

变频启动则是通过变频器来控制电机的转速,可实现启动平稳、调速范围广等优点。

在许多机电一体化系统中,电机的调速控制是必不可少的。

传统的调速方式主要依靠变频器,通过改变电机的供电频率来实现调速。

现在随着技术的进步,一些新型的调速器件已经可以实现更加精确、稳定的调速效果,如磁悬浮轴承、直线电机等。

在一些需要精准位置控制的机电一体化系统中,电机的位置控制显得尤为重要。

可以采用编码器、光栅尺等设备来获取电机的位置信息,然后通过控制器对电机的速度、加速度等参数进行调节,从而实现精确的位置控制。

二、电机的保护2.1 过载保护电机在运行过程中可能会因为负载过大而导致过载,为了保护电机不受损坏,通常会采用热继电器、保护开关等设备来实现过载保护。

当电机的负载超过额定值时,这些保护装置会自动断开电源,起到保护电机的作用。

电机的绕组如果发生短路,不仅会危及电机本身,还会对整个机电一体化系统造成严重的影响。

通常会在电机的绕组上设置热继电器、熔断器等保护装置,一旦发生短路,这些保护装置会自动切断电源,避免事故的发生。

电机在运行过程中如果遭遇过压或欠压的情况,都可能会对电机的安全性和稳定性造成影响。

一般都会配置过压保护器、欠压释放器等装置来实现对电机的过压和欠压保护,确保电机能够在正常的电压范围内运行。

对于一些需要严格控制转速的电机,通常会采用转速传感器、速度反馈装置等来实现转速的监测和保护。

浅谈机电一体化中电机的控制与保护

浅谈机电一体化中电机的控制与保护

浅谈机电一体化中电机的控制与保护机电一体化是指在一台设备中集成了机械、电气、电子、传感器和控制等多种技术,实现了机械系统和电气系统的融合。

在机电一体化中,电机的控制与保护是非常重要的一部分。

电机的控制主要包括启动、停止、调速等功能。

一般来说,电机的启动可以通过直接启动、自耦启动、星角启动等方式实现。

直接启动是最简单的方法,直接给电机施加额定电压即可使其启动,但在大功率电机的启动过程中,会对电网和电机产生冲击,影响到电网的稳定运行。

自耦启动和星角启动是通过降低电压来控制电机的启动过程,减小了启动过程中的电流冲击。

调速是电机控制的另一个重要功能,可以通过改变电源电压和频率、改变电枢绕组的接法等方式来实现。

电机的保护主要是为了防止电机出现过载、短路、相序错位等故障,保护电机的安全运行。

过载保护是电机保护的基本功能之一,可以通过在电源回路中加装热继电器、热电偶等设备来实现。

当电机运行过程中出现超载情况时,这些保护装置会及时切断电源,保护电机不受损坏。

短路保护是另一个重要的电机保护功能,可以通过在电源回路中安装熔断器、空气开关等来实现。

当电机运行过程中发生短路,这些保护装置会自动切断电源,避免电机受到过大的电压和电流的损坏。

相序保护是一种非常重要的电机保护功能,可以通过连接相序保护装置来实现。

当电源的相序错误时,相序保护装置会自动切断电源,保护电机不受到损坏。

除了控制和保护功能外,电机的监测也是机电一体化中的重要方面。

通过安装温度传感器、振动传感器、电流传感器等设备,可以对电机的运行状态进行实时监测,及时发现电机运行中的故障和异常情况。

电机的控制与保护是机电一体化中的重要内容。

电机的控制功能可以实现电机的启动、停止、调速等操作,而电机的保护功能可以防止电机在运行过程中受到损坏。

通过合理使用各种控制和保护装置,可以确保电机的安全运行,提高机电一体化系统的可靠性和稳定性。

机电一体化中的电机控制与保护探讨

机电一体化中的电机控制与保护探讨

机电一体化中的电机控制与保护探讨摘要:随着科学技术的发展,机电一体化已成为一门新型的自成体系学科。

机电一体化的主要特点是从系统化的角度出发,为了实现多功能、高质量、高可靠性、低能耗等目标,将群体技术:机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等进行合理的配置和布局,并根据系统功能与优化组织目标加以操作,从而达到理想的目标。

机电一体化作为一门新型的综合性技术,并不是新技术之间的简单拼凑与结合,它涵盖了技术和产品两个方面,这也是与其机械电气化之间的根本区别。

机电一体化技术已广泛应用于微电机装置,赋予了现代机械设备自动检测、自动调节与控制等,其有效地促进了生产效率的提高。

关键词:机电一体化;组成及工作原理;问题;措施1、机电一体化中电动机构的组成及工作原理1.1 电机执行机构的组成目前较常用的主要是交流电动机,它可分为三相异步电动机、单相交流电动机两,前一种比较多的用在工业上,而后一种通常用在民用电器上。

从电机的结构上看,主要分为控制部分和执行驱动部分,控制部分主要由三相PWM波发生器、单片机、智能逆变模块、整流模块、A/D、故障检测、输入输出通道等组成;执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。

1.2 电机的工作原理电机驱动系统由电流电压传感器和位置传感器检测,得出逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号,然后由A/D转换后送入单片机。

通过控制pwm波发生器的功能,单片机最终实现了电机的运行控制。

从整流电路380V电源获得由逆变器模块所需要的直流电压信号。

电动机转动的基本工作原理是三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场,转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流,转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用,从而形成电磁转距,驱使电动机转子转动。

2、电机的控制与保护装置所存有的问题2.1电机控制保护装置的使用难以达到需求在现阶段,所使用的电机控制保护装置还不够发达,尚未达到机电一体化应用中的电机控制与保护的需求。

浅谈机电一体化中的电机控制与保护

浅谈机电一体化中的电机控制与保护

浅谈机电一体化中的电机控制与保护摘要: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U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、功能较多以及可鼎性较高等特点,可以既可以合理地的配星多项技术,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LI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,这主要是因为讣算机等技术、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。

机电一体化中的电机控制和保护

机电一体化中的电机控制和保护

机电一体化中的电机控制和保护随着科技的不断发展,机械工业向着更加智能化、自动化、集成化方向发展。

机电一体化作为机械工业以及现代制造工业的重要领域之一,将涉及到大量的电机控制与保护技术,其稳定、高效、可靠的电机控制和保护系统,对于机电一体化的成功实施以及企业的长期发展具有关键作用。

电机控制系统电机控制系统是机电一体化中一个重要的组成部分,它主要是控制电机的启动、停止、变频、反转和速度等操作,根据所需的电机控制功能不同,可以采用不同的控制方式。

1.直接启动式控制直接启动是传统的电机控制方式,直接将电源接入电机,在电压、频率稳定的情况下,实现电机的启动。

该方式操作简单、成本低,但是其最大缺点是启动电机时电流冲击大,导致电网电压波动和电机线圈温度急剧升高,同时对电机的寿命产生负面影响。

2.变频控制通过调整交流电电源的电压和频率,实现对电机的控制。

变频控制能够实现电机的平稳启动,根据负载情况调整电机的转速,降低电网电压波动,同时能够大大延长电机寿命,显示出了非常大的优势,也因此逐渐替代直接启动方式成为电机控制的主流方式。

3.PLC控制PLC(Programmable Logic Controller)作为一种数字化、程序可控的电气控制设备,被广泛应用于各种机械和工业设备的自动控制中。

通过PLC控制电机可以实现更加精确的控制和灵活的多场控制,并且结构紧凑、操作简单、可靠性强,在现代制造工业得到广泛应用。

电机保护系统电机保护系统是机电一体化中不可或缺的保护措施,它可以实时监控电机运行的状态,并在发生故障时采取相应的措施,以保护电机的安全、正常运行。

1.过电流保护过电流保护是一种常见的电机保护措施,其作用是监测电机、电缆及其他电气设备的电流是否超过额定值。

如果电流异常,则会自动切断电源,以避免设备受损。

2.过热保护电机过热保护是针对电机内部温度异常升高的保护。

通过安装传感器实时监测电机的温度,在温度升高到一定程度时自动切断电源,以避免电机受损或损坏其他设备。

机电一体化中的电机控制与保护总结

机电一体化中的电机控制与保护总结

机电一体化中的电机控制与保护总结
机电一体化中的电机控制与保护是指通过使用电器技术和控制策略,对电机进行有效的控制和保护,以优化电机的运行状态和延长电机的使用寿命。

在实际应用中,电机控制与保护主要包括以下方面:
1.电机启动控制:通过控制电机的电源并联或串联电阻、电抗等来实现电机的软启动或变频启动,以避免直接启动对电机和设备带来的冲击和损伤。

2.电机运行控制:通过控制电机的电源电压、电流、转速等参数,来实现电机的恒速、变速、正反转等基本运行方式,并且可以根据不同的应用需要,实现多种高级控制方式,如定时控制、位置控制、速度控制等。

3.电机的电气保护:主要包括过流保护、过温保护、过压保护、欠压保护、短路保护、接地保护等,以保证电机在故障发生时能够及时自动停机保护,避免对设备和人员带来不安全因素。

4.电机的机械保护:主要包括轴承温升保护、轴承振动保护、剩余电流保护等,以确保电机在过载、失速等机械故障时能够及时停机保护,把损坏程度降到最低程度。

总之,电机控制与保护是机电一体化的关键技术之一,它对提高设备运行效率、
降低维护成本、保障设备安全等方面都具有重要的作用。

浅谈机电一体化中电机的控制与保护

浅谈机电一体化中电机的控制与保护

浅谈机电一体化中电机的控制与保护机电一体化指的是将机械功能和电子控制相结合,通过电机实现机械运动控制的技术方案。

电机作为机电一体化的核心部件,其控制和保护显得格外重要。

一、电机控制1. 电机转速控制电机的转速控制主要包括开环控制和闭环控制两种方式,其中闭环控制又分为速度闭环和位置闭环。

开环控制主要通过单片机或PLC等嵌入式系统实现,控制外部电路元器件来反馈输出电机转速。

闭环控制则需要添加编码器或霍尔元件等感应元件,通过感应元件反馈电机实际转速,并与设定转速进行比较,通过PID算法控制输出电机转速。

电机的转向控制主要通过单片机实现,通过控制电机相序及半桥驱动器来实现电机正反转。

此外,还可以通过变更相序的方式实现电机的正反转控制。

电机功率控制主要通过PWM调制技术实现,通过连续不断地给电机施加间歇电压或电流来控制电机的输出功率。

同时,根据电机的转速及负载变化情况,可以通过动态控制PWM调制占空比大小及频率来实现电机的稳态控制。

二、电机保护电机的保护主要包括电源保护、短路保护、过载保护、过热保护等方面。

1. 电源保护2. 短路保护当电机线路出现短路或电机内部绕组短路时,会产生大电流,导致电机过热或出现火灾等危险,因此需要对电机进行短路保护。

常见的短路保护方式包括电流限制保护、电源驱动保护等。

3. 过载保护当电机运行时温度过高时,需对其进行过热保护,以防止电机损坏或出现火灾等危险。

常见的过热保护方式包括温度传感器、热保险丝、电动机绕组温度监测等。

总之,机电一体化中电机的控制与保护是工程师们必须重视的问题,需要选用适当的控制和保护方案,以确保整个系统的安全稳定运行。

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机电一体化中的电机控制与保护考号:姓名:【内容摘要】依据机电一体化技术的发展前景,提出一种新型电动执行机构的设计方案,详细介绍了该执行机构各功能元件的选型与设计、阀位及速度控制原理以及各种关键问题的解决方法。

该执行机构将阀门、伺服电机、控制器合为一体,采用8031单片机、变频技术实现了阀门的动作速度和位置控制,解决了阀门的精确定位、阀门柔性开关、极限位置判断、电机保护及模拟信号隔离等技术问题。

现场运行情况表明,该电动执行机构具有动作快、保护完善以及便于和计算机通讯等优点,充分利用了机电一体化技术带来的方便快捷。

【关键词】:电动机阀门继电器保护机电一体化技术总结1引言在现代化生产过程控制中,执行机构起着十分重要的作用,它是自动控制系统中不可缺少的组成部分。

现有的国产大流量电动执行机构存在着控制手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位精度低、可靠性差等问题。

而且执行机构的全程运行速度取决于其电机的输出轴转速和其内部减速齿轮的减速比,一旦出厂,这一速度固定不可调整,其通用性较弱。

整个机构缺乏完善的保护和故障诊断措施以及必要的通信手段,系统的安全性较差,不便与计算机联网。

鉴于以上原因,采用传统的大流量电动执行机构的控制系统,可靠性和稳定性较差。

随着计算机网络、现场总线等技术在工业过程中的应用,这种执行机构已远远不能满足工业生产的要求。

笔者设计的大流量电动执行机构,采用机电一体化技术,将阀门、伺服电机、控制器合为一体,利用异步电动机直接驱动阀门的开与关。

通过内置变频器,采用模糊神经网络,实现阀门的动作速度、精确定位、柔性开关以及电机转矩等控制。

该电动执行机构省去了用于控制电机正、反转的接触器和可控硅换向开关模件、机械传动装置和复杂、昂贵的控制柜和配电柜,具有动作快、保护较完善、便于和计算机联网等优点。

实际运行表明,该执行机构工作稳定,性能可靠。

自电子技术一问世,电子技术和机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注重。

第1章机电一体化技术发展历程及其趋向机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。

1.1 机电一体化技术发展历程1、数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页;2、微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生气;3、可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础;4、激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.1.2 机电一体化发展趋向1 、数字化微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。

数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。

数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

2、智能化即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。

例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。

随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

3、模块化由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。

如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。

这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

4 、网络化由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。

而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充3分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

5 、人性化机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

6、微型化微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。

微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。

自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley 分校研制出第一个微电机以来,国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。

7 、集成化集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。

为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。

首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。

8 、带源化是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。

由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。

带源化是机电一体化产品的发展方向之一。

9、绿色化科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。

所以,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。

绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。

在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。

10、光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋向.11、自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。

在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。

其特征是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。

这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

12、全息系统化——智能化。

今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。

这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。

除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

13、“生物一软件”化—仿生物系统化。

今后的机电一体化装置对信息的依靠性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。

这有点类似于活的生物摘要:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。

仿生学探究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入探究。

这一探究领域称为“生物——软件”或“生物系统”,而生物的特征是硬件(肌体)——软件(大脑)一体,不可分割。

看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。

14、微型机电化——微型化。

目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。

当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。

届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。

这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。

第2章机电一体化中电动执行机构的硬件设计及工作原理电动执行机构控制系统原理框图如图2-1所示。

智能执行机构从结构上主要分为控制部分和执行驱动部分。

控制部分主要由单片机、PWM波发生器、IPM逆变器、A/D、D/A转换模块、整流模块、输入输出通道、故障检测和报警电路等组成。

执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。

2.1 系统工作原理霍尔电流、电压传感器及位置传感器检测到的逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号,经A/D转换后送入单片机。

单片机通过8255控制PWM波发生器,产生的PWM波经光电耦合作用于逆变模块IPM,实现电机的变频调速以及阀位控制。

逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。

2.2 控制系统各功能元件的选型与设计1、单片机选用INTEL公司生产的8031单片机,它主要通过并行8255口担负控制系统的信号处理:接收系统对转矩、阀门开启、关闭及阀门开度等设定信号,并提供三相PWM波发生器所需要的控制信号;处理IPM发出的故障信号和报警信号;处理通过模拟输入口接收的电流、电压、位置等检测信号;提供显示电动执行机构的工作状态信号;执行控制系统来的控制信号,向控制系统反馈信号;2、三相PWM波发生器PWM波的产生通常有模拟和数字两种方法。

模拟法电路复杂,有温漂现象,精度低,限制了系统的性能;数字法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点,并存入内存,然后通过查表及必要的计算产生PWM波,这种方法占用的内存较大,不能保证系统的精度。

为了满足智能功率模块所需要的PWM波控制信号,保证微处理器有足够的时间进行整个系统的检测、保护、控制等功能,文中选用MITEL公司生产的SA8282作为三相PWM 发生器。

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