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）1210154－01
1 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。

从数控机床的问世到微电子技术的全新发展，供电电源。

进而可编程序控制器、电力电子等的发展为机电一体化提供了电机的运行控制与加速度的大小、时间长短、当前位置、坚强基础，最后激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使机速度控制给定位置以及运行速度有关。

在机电一体化中电机采电一体化跃上新台阶。

用的是双环控制方案，外环为位置环，内环为速度环。

外环是
1.2 机电一体化技术发展现状通过当前位置速度的设定将速度给定发生器向内环提供速度的
近些年来，机电一体化技术有了更全面的进步，其中的微设定值。

内环是将当前速度与速度给定与发生器的设定速度进电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予自动行比较，依靠速度调节器改变PWM波发生器载波频率，以实现显示记录、自动处理信息、自动检测、自动调节与控制自动诊电机的转速调节。

3.2 机电一体化中电机的运行维护
断与保护等许多新的功能。

目前一些电动的实际运行中依然存
在着一定的问题，比如执行机构机构多、定位精度低、结构复机械工业的飞速发展对电机运行维护不断提出新的要求，杂、可靠性差等问题，因而对于这种情况，采用机电一体化技而现代科技技术的飞速发展又为电机的保护水平的提高提供了术，将伺服电机、阀门、控制器合为一体，采用模糊神经网新的空间。

然而再先进的技术都需要依靠人为的操控，因而对络，通过内置变频器，实现阀门的高效控制。

于电机的运行维护是确保电机的机电一体化技术优势表现的重
要前提。

在这里把电机的维护分为三个方面，一个是电机运行
2 机电一体化中电动机构的组成及工作原理
前的准备，一个是电机运行中的监管，还一个是电机的日常保
2.1 电机执行机构的组成
养[2]。

目前较常用的主要是交流电动机，它可分为三相异步电动
在电动机启动前需要检查电源是否有电，观察启动器是否机、单相交流电动机两，前一种比较多的用在工业上，而后一种
正常、熔丝规格大小是否合适，检查传动电动机转子和负载机械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
的转轴、电动机及启动电器外壳是否接地、负载机械是否妥善地执行驱动部分，控制部分主要由三相PWM波发生器、单片机、智
作好了启动准备。

接通电源后，启动时应注意观察电动机、传动能逆变模块、整流模块、A/D、故障检测、输入输出通道等组
装置、负载机械的工作情况，如果发现异常应立即切断电源。

对成；执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器[1]。

于电动机运行中的监视，要时刻注意电动机的电压与电流，关注
2.2 电机的工作原理
电动机的振动、响声和气味，注意传动装置的检查，以便及早发电机执行机构系统通过电流与电压传感器和位置传感器的
现问题，减少或避免故障的发生。

而对于电动机保护除了运行过检测，得出逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，
程然后由A/D转换后送入单片机。

单片机通过控制PWM波发生器的
作用，最后实现电机的运行控制。

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。

对于电
动机运行原理的分析，这里主要针对工业中应用的三相异步电
动机的原理进行探讨。

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。

中注意监视和维护外还应进行定期检查和保养。

4 结语
总而言之，随着我国科技水平的快速发展，机电一体化技
术的会得到不断的提高，而电动机作为扮演我国工业现代化建设中的重要角色，起着非常关键的作用。

而对于机电一体化中的电机控制和保护技术也因此显得格外重要，电动机的高效率运行是目前电机行业发展的必然趋势，可见推广高效率电动机
（下转第97页）
从图5～图7中，可得出 和 都能改变探头移动速度的大小。

在保证声束能完全覆盖检查区域，尽可能地增大 缩小 和 ，能提高探伤效率。

2 基于运动平稳性的探伤实验
以执行机构选取r=50±0.5mm， =200±0.75mm，销轴和轴孔为10H7/f6的配合， =0.5r/min， =56r/min为例。

探伤实验选用RD 2型实物样板轮轴（轮对）试块。

在200H Z 重复频率下，通过手动跟自动的探伤效果对比，验证其可靠稳定性。

2.1 小角度纵波探头从轴端面扫查实验
表1数据中反映了轮对正转第 （ =1，2，3，4，…10）圈时最大人工裂纹波回波的波幅情况。

表1
从以上轴端面、轴身扫查实验结果可知，选取的该组运动参数保证了执行机构的可靠稳定性。

表2
3 结束语
本文采用科学的计算方法，MATLAB软件计算，论证了影响执行机构速度稳定性的因素，提出了提高基于机构运动精度的平稳性车辆轮轴探伤的方法，从而提高检测的可靠性、检测精度和检测效率，具有实际应用价值。

参考文献：
[1]中华人民共和国铁道部，铁路货车轮轴组装、检修及管理规则
[S].北京：中国铁道出版社，2007：194-364.
不难看出，轮对转动数圈中每圈所找到的最大裂纹波波高[2]孙志礼、陈良玉，实用机械可靠性设计理论与方法[M].北京：科在1～2dB内变化，探测结果相对稳定。

学出版社，2003：223-233.
2.2 横波斜探头从轴身扫查实验
[3]（德）夸特罗尼、（德）色拉瑞著，MATLAB科学计算[M].李敏表2记录了轮对转动第 圈（ =1，2，…，10）时探头探波译，北京：清华大学出版社，2005：23.
测到的最大裂纹波的波高，并算出其与手动探测所得最大裂纹波高相差的dB值。

作者简介：
从表2可知，轮座内外侧自动探伤中，轮对旋转n 1圈，每圈杨青兰（1983-），女，广东汕头人，大学本科，主要从事电子、内最大裂纹波高幅度在±1dB以内变化。

自动化探伤和无损检测产品的开发、设计和研究。

和损失的罪魁祸首，通过2010年检修期把所有接线头都用加冷压端子的方法进行了处理，并对接线盒进行了密封维护，在以后的工作中也进行检查维护，通过观察，自2010检修至今没有再出现过相类似的问题。

挽回了经济效益的同时省时省力，解决了装置的重大隐患，提高了轻烃产量，在保障装置平稳运行上起了关键的作用。

参考文献：
[1]葛耀中，新型继电保护与故障测距原理与技术，西安交通大学出
版社，1996.
图3 冷压端子 图4 使用冷压端子的多芯导线[2]勾书军，输电线路故障及预防，电力安全技术，2006（10）．3.3 建议
[3]乐嘉谦主编，《仪表工手册》，北京：化学工业出版社，2003.1）在保护层间注入绝缘的油脂，这样就可以防止雨水的[4]国海东、刘江彩主编，《自动化装置安装与维修》，北京：冶金侵入，进而可以防止氧化的发生。

这样的连接头建议连接好之工业出版社，2005.
后用电缆胶或用防水胶布封闭好，防止雨水的浸入，这样可以[5]左国庆等主编，《自动化仪表故障处理》，第一版，北京：化学延长同轴电缆的使用寿命。

2）在每一个端子箱装内装一套功率工业出版社，2003.
为50W的加热除湿装置解决端子箱内产生的大量凝露水。

3）建[6]解怀仁、杨彬彦主编，《石油化工仪表控制系统选用手册》，北议将并沟线夹内表面和导线表面打磨干净，并涂上导电油脂，京：中国石化出版社，2004.
使线夹与导线的每股都能接触良好，负荷电流在每股中的分流基本均衡，在线夹内的过流也基本均衡。

作者简介：
4 结论
孙英（1984-），女，2008年毕业于大庆石油学院环境工程专业，细节决定成败，小小的接线头却是导致装置停机造成巨大
助理工程师，黑龙江省大庆市天然气分公司油气加工二大队深冷站。

（上接第102页）
（上接第154页）
[2]王晓辉，浅谈机电一体化应用中的电机控制与保护[J].机电信是非常有必要的。

要从电动机的技术发展和运行维护上进行探息，2012（12）.
讨分析，以从根本上解决目前机电一体化中电机的高效问题，[3]郭英杰，机电一体化中的电机控制与保护[J].科技传播，2011同时也为将后的进一步发展奠定基础。

参考文献：
（08）.
[1]伦春红，机电一体化中的电机控制和保护[J].科技创新与应用，[4]王飞殿，浅谈机电一体化中电机的控制与保护[J].理论研究，2012（10）.
2011（3）.。