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官方商城一、機電一體化技術(shù)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀
1.機電一體化的發(fā)展歷程
機電一體化技術(shù)的發(fā)展有三個階段，即發(fā)展初級階段、蓬勃發(fā)展階段和智能化發(fā)展階段。最初早在20實際60年代人們開始利用電子技術(shù)的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。而由于軍事和工業(yè)發(fā)展的需求，當(dāng)時的人們對于這方面開始重視，由于當(dāng)時電子技術(shù)水平發(fā)展不夠，技術(shù)結(jié)合與運用還沒有得到深入發(fā)展。到上個世紀七八十年，計算機技術(shù)和通信技術(shù)開始快速的發(fā)展為機電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。到了90年代后期，機電一體化進入深入發(fā)展時期，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支。此外，由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)、光纖技術(shù)等領(lǐng)域巨大進步，為機電一體化技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了更好的條件。從數(shù)控機床的問世到微電子技術(shù)的全新發(fā)展，進而可編程序控制器、電力電子等的發(fā)展為機電一體化提供了堅強基礎(chǔ)，最后激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使機電一體化躍上新臺階。
2.機電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
近些年來，機電一體化技術(shù)有了更全面的進步，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予自動顯示記錄、自動處理信息、自動檢測、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護等許多新的功能。目前一些電動的實際運行中依然存在著一定的問題，比如執(zhí)行機構(gòu)機構(gòu)多、定位精度低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差等問題，因而對于這種情況，采用機電一體化技術(shù)，將伺服電機、閥門、控制器合為一體，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過內(nèi)置變頻器，實現(xiàn)閥門的高效控制。
二、機電一體化中電動機構(gòu)的組成及工作原理
1.電機執(zhí)行機構(gòu)的組成
目前較常用的主要是交流電動機，它可分為三相異步電動機、單相交流電動機兩，前一種比較多的用在工業(yè)上，而后一種通常用在民用電器上。從電機的結(jié)構(gòu)上看，主要分為控制部分和執(zhí)行驅(qū)動部分，控制部分主要由三相PWM波發(fā)生器、單片機、智能逆變模塊、整流模塊、A/D、故障檢測、輸入輸出通道等組成；執(zhí)行驅(qū)動部分主要包括三相伺報電機和位置傳感器。
2.電機的工作原理
電機執(zhí)行機構(gòu)系統(tǒng)通過電流與電壓傳感器和位置傳感器的檢測，得出逆變模塊三相輸出電流、電壓及閥門的位置信號，然后由A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機。單片機通過控制PWM波發(fā)生器的作用，最后實現(xiàn)電機的運行控制。逆變模塊工作時所需要的直流電壓信號由整流電路對380V電源進行全橋整流得到。對于電動機運行原理的分析，這里主要針對工業(yè)中應(yīng)用的三相異步電動機的原理進行探討。電動機轉(zhuǎn)動的基本工作原理是三相對稱繞組中通人三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電動勢和電流，轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用，從而形成電磁轉(zhuǎn)距，驅(qū)使電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。
三、機電一體化中電機閥位及速度控制與運行維護
1.電機閥位及速度控制
實現(xiàn)電機執(zhí)行機構(gòu)的閥位和速度的控制需要解決的關(guān)鍵性技術(shù)問題主要有五個方面，分別是閥門柔性開關(guān)的控制、閥位的極限位置的判斷、電機保護的實現(xiàn)、準(zhǔn)確定位與模擬信號的隔離。對于機電一體化中電機閥門位和速度的控制，微處理器根據(jù)測得的變頻器輸出電壓和電流，通過計算得出輸出力矩，如果輸出力矩達到或大于設(shè)定的力矩，那么就會自動降低運行速度。在傳統(tǒng)電機的執(zhí)行機構(gòu)中，閥位的極限位置的檢測是通過機械式限位開關(guān)獲得的。電動執(zhí)行機構(gòu)極限位置通過檢測位置信號的增量獲得，單片機將本次檢測的位置信號與上次檢測的信號相比較，如果未發(fā)生變化或變化較小，就會自動電機的供電電源。
電機的運行控制與加速度的大小、時間長短、當(dāng)前位置、速度控制給定位置以及運行速度有關(guān)。在機電一體化中電機采用的是雙環(huán)控制方案，外環(huán)為位置環(huán)，內(nèi)環(huán)為速度環(huán)。外環(huán)是通過當(dāng)前位置速度的設(shè)定將速度給定發(fā)生器向內(nèi)環(huán)提供速度的設(shè)定值。內(nèi)環(huán)是將當(dāng)前速度與速度給定與發(fā)生器的設(shè)定速度進行比較，依靠速度調(diào)節(jié)器改變PWM波發(fā)生器載波頻率，以實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
2.機電一體化中電機的運行維護
機械工業(yè)的飛速發(fā)展對電機運行維護不斷提出新的要求，而現(xiàn)代科技技術(shù)的飛速發(fā)展又為電機的保護水平的提高提供了新的空間。然而再先進的技術(shù)都需要依靠人為的操控，因而對于電機的運行維護是確保電機的機電一體化技術(shù)優(yōu)勢表現(xiàn)的重要前提。在這里把電機的維護分為三個方面，一個是電機運行前的準(zhǔn)備，一個是電機運行中的監(jiān)管，還一個是電機的日常保養(yǎng)。
在電動機啟動前需要檢查電源是否有電，觀察啟動器是否正常、熔絲規(guī)格大小是否合適，檢查傳動電動機轉(zhuǎn)子和負載機械的轉(zhuǎn)軸、電動機及啟動電器外殼是否接地、負載機械是否妥善地作好了啟動準(zhǔn)備。接通電源后，啟動時應(yīng)注意觀察電動機、傳動裝置、負載機械的工作情況，如果發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即切斷電源。對于電動機運行中的監(jiān)視，要時刻注意電動機的電壓與電流，關(guān)注電動機的振動、響聲和氣味，注意傳動裝置的檢查，以便及早發(fā)現(xiàn)問題，減少或避免故障的發(fā)生。而對于電動機保護除了運行過程中注意監(jiān)視和維護外還應(yīng)進行定期檢查和保養(yǎng)。
四、結(jié)語
總而言之，隨著我國科技水平的快速發(fā)展，機電一體化技術(shù)的會得到不斷的提高，而電動機作為扮演我國工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)中的重要角色，起著非常關(guān)鍵的作用。而對于機電一體化中的電機控制和保護技術(shù)也因此顯得格外重要，電動機的高效率運行是目前電機行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，可見推廣高效率電動機是非常有必要的。要從電動機的技術(shù)發(fā)展和運行維護上進行探討分析，以從根本上解決目前機電一體化中電機的高效問題，同時也為將后的進一步發(fā)展奠定基礎(chǔ).
