机电一体化电机控制系统研究

牛静辉

摘  要： 随着机电一体化的推广与普及，技术的可靠性与稳定性都有了大幅提高，我国的系统工程也实现了能耗的降低与效率的提高。但在技术更 新与发展背景下要意识到，机电一体化技术下电机的保护与控制仍然存在着一定的不足与缺陷。在电子设备的应用背景下，电子技术的研发与更新技能 带来效率的提高，但技术发展上的缺陷以及不足也会影响到整体的工作质量，面临机电一体化发展过程中电机保护与控制存在缺陷的实际问题， 机电一 体化要有意识地归纳电机保护与控制中存在的问题，通过解决对策的提出来保障系统工程的可靠性与安全性。

关键词： 机电一体化;电机保护;控制技术

机电一体化是一门综合性的学科，也被称为机械电子学，在实际生 产应用中，主要以计算机技术为主体，通过对机械技术、信息技术、电子 控制技术等各种现代技术手段的融合来解决实际生产生活中的各种技术难 点。机电一体化在工业生产中发挥着巨大作用，为了保障机电一体化技术 的可持续运用，对电机的控制和保护路径研究是十分必要的。通过新的改 进措施的研究，使其发挥出自身的最大作用，提高质量水平和效率，进而 推动工业生产的发展。

1 机电一体化电机保护与控制中的问题

1.1  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。熔断 器在设计的过程中忽视了综合性、整体性、复合性的考问题导致了在具体 的应用场合，熔断器只能单一的实现短路以及过载保护，无法满足机电一 体化技术应用环境下的综合保护需求[1]。

1.2  电机控制保护装置设计忽视了节能降耗

在工业系统工程中，越来越多地认识到了电机节能降耗的重要性，对 于电机等设备的节能降耗需求日益增加。而目前我国的电机控制保护装置 的设计重点集中在安全性和稳定性上，很少有生产厂家将电机的耗能作为 电机的重要设计指标，甚至为了提高电机的整体性能而牺牲其有意提高电 机的能耗。电机控制保护装置能耗的增加，在一定程度上提升了企业的成 本，不利于企业乃至整个工业系统工程的可持续健康发展。

1.3  特种控制保护问题较多

机电一体化在应用过程中有着较为复杂的应用环境与应用范围，电机 的保护与控制作为基础性功能，既要考虑到普遍性的工作要求，同时也要 考虑到特种的电机控制保护问题。不同行业有着不同的电机保护与应用装 备的使用需求。在较为恶劣的环境下，电机保护与控制面临着较多的外部 影响因素。而在进行设备设计时，除了内部的工作效率与工作质量提高之 外，也要从外部的使用环境下考量影响因素的处理解决办法，但当前的电 机控制与保护较多的是从内部的设计上进行优化，忽视了对于外部环境的 考量与处理。该种设计上的缺陷导致了电机在实际使用环境下易遭受外部 因素的影响，威胁到整体的使用安全与使用可靠性。

2 提升电机控制和保护的措施

2.1  通过先进技术的应用加强电机控制与保护

电机控制和保护是一项系统的功能，不仅是因为其本身的重要性，更 是因为其关系到系统其他功能的实现和稳定运行。提升电机控制与保护， 需要加强新技术的应用。例如：在机电一体化系统中加入光电技术来改进 和体型机电一体化水平，增加电机控制与保护;将信息化技术与传统的总 线控制技术相结合，加强对机电一体化技术下电机及其他设备运行情况的 控制、跟踪[2]。

2.2  加强对电压与电流的合理管控

电机在机电一体化中是核心的组成部分，整个系统电力驱动的关键， 其中电压和电流是两个重要的控制因素，对于不同的电机，其额定电压和 电流不同，当电机正常运行时电流和电压都处于一个标准值，当检测到电 压和电流值处于不正常范围时，电机将会发生故障，有可能导致事故的发 生。电压和电流均可以通过仪表进行测量，可以通过测量值监测电机的安 全与否，对事故进行及时的排查，从而通过电压和电流的控制更好的避免事故的发生。

2.3  提升机电一体化设备的模块化水平

目前，在我国的工业系统工程中，虽然机电一体化水平较之以前有了 很大的提升，但仍有很多的不足和发展空间。其中，机电一体化标准化建 设最为关进，也最为紧迫。因为缺少标准化规划，各类设备以及各个厂家 生产的设备兼容性很差，这在一定程度上也影响了电机控制保护设备和技 术的研发生产，增加了电机控制保护风险。机电一体化设备的模块化，不 仅可以提升电机控制与保护功能的实现，有效避免因为兼容性问题出现的 风险和弊端，提升电机安全性和稳定性;更可以使电机能够满足不同情况 下的需求，实现电机控制与保护的定制化[3]。

2.4  清理電机作业环境

电机的作业环境对环境的要求比较严，因其在运行时静电的产生会 大量吸附杂志和灰尘，通风不及时等，都会对电机的正常运行和电机本身 的质量都会产生影响，进而产生不必要的消耗，甚至引发安全问题，所以 需要定期的严格对电机所处环境的卫生状况和电机本身的细节部分进行检 查，并及时的进行清理，保障电机所处环境的清洁卫生很重要，同时还应 对电机所处的环境进行适当的通风，保证空气的流通，确保电机所产生的 热量得到及时散发。

2.5  加强智能化水平

面对当前电机控制与装置系统设备集成性较差的实际问题，为了解决 电机控制保护装置由于设备差异而造成的成本加大问题，当前的电机控制 保护要通过智能化数字化水平的不断提高，以设备集成的设计与优化来实 现设备之间的联动控制，既节约电机设备与控制的成本同时也通过集成速 度的提高来实现工作效率的提升。而除了技术的更新与发展之外，在设备 集成的背景下数字化与智能化技术的应用可以实现故障的预警与预防性的 维护。传统的电机控制保护装置有着较高的维护成本，而数字化智能化技 术可以通过便捷的网络传输以及自动化的检测，及时明确当前的设备工作 状态，通过当前数据与标准数据之间的对比来分析设备的异常情况，及时 发现问题也促进设备维修效率的提升[4]。

2.6  定期的安全检查

机电一体化是连接软件与硬件中各种技术融合的关键，其中电机是整 个系统驱动的保障，电机在整个系统的运行中的关键一环，长期处于一个高 负荷的运行状态，难免会产生损耗，定期的检查与维修能够减轻电机的损 耗，增长电机的寿命，除了定期的检查与维修，必要的维护措施的使用也是 不可或缺的。电机通常都有其自身使用寿命，通过及时的检查，在使用寿命 到来时，对电机进行及时的更换，能够保障整个系统更好的稳定运行。

综上所述，机电一体化技术下的电机控制与保护的实现，需要随着科 学技术的不断提升而发展，通过新技术的应用，在解决传统电机控制保护 存在问题的同时，更可以实现系统的创新发展，为我国机电一体化事业的 蓬勃发展奠定良好的基础。

参考文献：

[1]纪合忠.智能电机保护和控制装置在电机控制系统中的应用[J].山东工业 技术，2019（10）：143.

[2]吴芸益.综合保护器用于电机保护与控制的实例简析[J].电气应用，2010，2 9（10）：50-55.

[3]潘彩霞.机电一体化应用中的电机控制与保护路径研究[J].装备制造技术， 2017（03）：208-209+216.

[4]李宗敏.机电一体化应用中的电机控制与保护路径简述[J].中国设备工 程，2018（15）：197-198.

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