機電一體化電機控制前景展望

摘要：本文主要在對于機電一體化概念含義進行分析的基礎上，通過對于機電一體化的發展應用分析，以及對于機電一體化的電機控制和保護特點分析，最后實現對于機電一體化電機控制的前景進行展望分析，以推進機電一體化的發展與在實際中的應用推廣。

關鍵詞：機電一體化；電機控制；發展狀況；應用范圍；保護方式；前景；分析

機電一體化是一種將先進的電子技術引入并應用到機電設備的信息處理以及控制系統，或者是動力系統等相關主控制功能系統中，實現電子技術與機械系統的相結合，從而構成一個完成的整體系統，并在機電設備生產中進行應用。在我國，機電制造生產以及行業發展最早開始于上世紀六十到七十年代，并且在上世紀八十年代時期出現過一陣高速發展狀況。近年來，隨著社會經濟發展的推動以及國家政策體制的支持，機電設備制造以及機電行業的發展得到了很大的突破和進步提升。隨著科學技術的不斷發展提高以及工業生產的不斷進步，在現階段的工業生產與發展中，機電一體化已經逐漸作為一門新興學科，被進行研究學習與進行工業開發和生產應用。進行機電一體化的相關分析與研究中，機電一體化系統技術不僅包含各種自動控制技術以及電力電子技術，而且還包括工業機械技術和接口生產技術等，它是一種將多種技術集為一體的，具有先進性特征的生產應用系統與技術，在實際生產應用中具有高質、低耗以及多功能、穩定可靠等價值特征與優勢。本文就將結合機電一體化的概念含義，在對于機電一體化應用發展分析的基礎上，通過對于機電一體化電機控制與保護方式的分析，實現對于機電一體化電機控制前景展望分析。

1、機電一體化的含義概述

在生產應用領域中，機電一體化主要是指通過將先進的電力電子技術引入到信息處理以及控制、動力等機構主功能控制系統中，實現電力電子技術與機械裝置相結合情況下，形成一種新的整體系統結構形式總稱。隨著現代科學技術的不斷進步，對于機電一體化的概念以及含義內容的理解也越來越廣泛，但是從整體上來講，對于機電一體化進行理解最基本的概念特征就是，它是一種通過綜合運用各種計算機技術以及電力電子技術、自動控制技術、信息交換技術、機械技術、傳感測控技術、系統技術、軟件技術等各種群體技術，在以合理的進行配置和布局各種功能單元，以及進行組織結構優化目標實現的情況下，進行高可靠性以及高質量、多功能、低能耗等價值意義實現的系統工程技術。此外，需要注意的是，機電一體化系統工程技術在滿足上述系統技術基本特征的情況下，還具有使整個機電系統的最終實現最優化為基本特征。

此外，對于機電一體化的理解，除了上述的機電一體化系統以及與機電一體化系統有關的各種技術，機電一體化的概念含義理解中，還包含機電一體化的相關產品，比如，在實際應用中比較常見的一種DSP等，它就是機電一體化系統中需要應用到的一種產品裝置，通常情況下，這種機電一體化裝置產品主要是依托機電一體化融合的各種技術手段，以進行機電一體化中的電機產品的保護控制為主要作用目的。所以，在進行機電一體化概念含義的理解過程中，需要明白機電一體化是一種技術與產品的總稱，機電一體化的概念含義理解中不僅包含技術，而且還包含有產品方面的內容。在傳統對于機電一體化的概念含義理解中，將機電一體理解為微電子技術以及機械技術、其它新技術的一種簡單組合，是一種錯誤的概念含義理解，而真正意義上的機電一體化則是指基于微電子技術以及機械技術等群體技術有機融合實現的一種綜合系統技術，并且正是由于這種綜合系統技術的保障作用，機電一體化裝置產品在電機系統運行應用實現時，才能夠實現較好的保護與控制作用。

2、機電一體化的發展與應用分析

2.1 機電一體化的發展狀況分析

結合機電一體化的興起與發展過程，大致上可以將機電一體化的發展劃分為三個階段，也就是機電一體化發展興起的初級階段以及機電一體化的蓬勃發展階段、機電一體化發展的新階段等。首先，機電一體化發展興起的初級階段，主要是指機電一體化的興起發展階段，機電一體化的最初發展興起時間主要為上世紀70年代以前，它主要是在國外新技術的發展與引進應用推動下，機電行業研究開發與應用中，也逐漸將國外先進的新技術引進應用到機電產品的開發研究與性能提升上，以此來進行機電產品的完善與發展，并且在國外先進技術的發展推動下，國內對于機電產品的研究開發與性能完善也得到了一定的推動發展，從而就形成了機電一體化興起發展的初級階段。但是，根據這一階段中機電一體化技術與產品的發展情況來看，由于電子技術發展水平與推廣應用的局限性，機電一體化產品與技術的開發與研究應用發展也具有很大的不完善性和初級性。

而在機電一體化的蓬勃發展階段，機電一體化產品與技術的蓬勃發展主要得益與這一時期通信技術以及控制技術、計算機應用技術的快速與大幅度發展提升，在機電一體化產品與技術的開發應用中，一些大規模、甚至是超大規模的集成電路技術與微型計算機技術的快速發展與在機電一體化產品技術中的開發應用等，都促進了機電一體化的蓬勃發展形成。

最后，機電一體化產品與技術發展的新階段主要是指上世紀九十年代以后，這一時期隨著機電一體化的發展與進步，已經逐漸進入到一個深入發展的階段時期，并且是機電一體化發展的嶄新時期。這一時期，機電一體化產品與技術的深入發展主要得益于兩個方面的原因，一方面是由于在學習研究領域，機電一體化作為一種學科體系已經得到了廣泛并且足夠的關注和重視，對于機電一體化產品與技術的發展研究越來越多，并且越來越深入；另一方面，在科學技術發展領域中，光纖技術以及神經網絡技術、人工智能控制等技術得到了快速的發展與廣泛應用，這對于機電一體化產品與技術的研究發展有著很大的推動作用，并且逐漸促成機電一體化學科體系發展朝著完整科學體系的發展方向進步。

2.2 機電一體化的應用分析

結合現階段機電一體化的發展與應用情況，目前，機電一體化產品與技術主要應用于數控機床以及自動機械、自動生產線等范圍領域，并且以這些兩個范圍領域對于機電一體化產品與技術的應用最為廣泛。此外，在其他一些范圍領域內，對于機電一體化產品與技術的應用也有實現，機電一體化具有相對比較廣泛和普遍的應用實現。

首先，機電一體化產品與技術在數控機床領域的應用實現，主要體現在數控機床以及數控技術等方面。隨著數控機床以及數控技術的發展，數控機床設備以及數控技術在功能與結構、操作、控制技術水平等方面，都有了較大的改善與提高，而機電一體化產品與技術在數控機床與數控技術中應用實現，則在很大程度上對于數控機床設備與數控技術的進一步完善提高具有更加積極的作用和意義。比如，在進行數控機床以及數控技術的設計實現過程中，運用機電一體化的設計方式，由于機電一體化設計實現中開放性的設計特點，也就是為了滿足設計內容中硬件體系結構與功能模塊的接口設計標準，進行設計的產品具有較大的兼容性以及層次性等特點，能夠最大限度的提高設計產品用戶的收益等，就是數控機床或數控技術設計中機電一體化設計應用的優勢作用。此外，機電一體化在各種自動化設備以及自動機械、自動生產中的應用實現實例也有很多，比如印刷包裝生產線中的機電一體化應用，或者是郵政信函自動分撿處理生產線中的機電一體化應用等。

3、機電一體化中的電機控制與保護特點分析

在機電一體化的一些系統產品與技術中，機電一體化中的電機控制與保護實現，主要是通過一些機電一體化控制保護裝置實現的。通常情況下，電機控制與保護中應用的機電一體化控制保護裝置，對于機電一體化應用的自動化保護控制系統的保護控制運行，不僅具有較好的保護控制作用，并且在自動化系統控制保護運行應用中，具有比較突出的節能降耗功能作用和優勢，是現代自動化系統中不可缺少的一種控制保護應用裝置。另一方面，機電一體化控制保護裝置在自動化電機控制與保護運行中的應用實現，也是對于國家產業發展政策以及節能減排發展要求的順應和體現，具有積極的效益與作用意義。

結合現階段實際生產應用中電機控制與保護的情況，電機控制與保護實現的電機控制與保護裝置中，還存在有很多比較突出并且嚴重的問題，對于電機的控制與保護質量效果以及生產運行的安全等，都有著一定的不利影響和作用。例如，在煤礦開采生產中應用的井下電機控制保護設備中，以鼠籠式異步電機為例，該類型電機的控制保護裝置在運行應用過程中，就容易出現故障，并且故障問題的發生率比較高，對于整個井下電機設備的安全與穩定運行都會產生一定的不利影響，甚至會影響到整個煤礦礦井的井下開采作業安全，導致煤礦開采生產中不安全事故與問題的發生。通常情況下，在電機設備中，電機控制與保護裝置的控制保護原理，多是以電磁原理和電熱原理為主，也就是說電機控制保護裝置在運行控制與保護過程中，通過熔斷器設備進行電機運行中的短路問題保護實現，或者是在電機設備運行過程中，電機控制與保護裝置使用熱繼電器對于電機設備運行過程中過載故障問題進行保護和控制實現，以保證電機設備的安全穩定運行。

隨著現代信息技術的不斷發展與進步，在進行電機設備與裝置的生產制造過程中，對于先進技術的應用也越來越多，電機設備制造也得到了一定的發展和進步。但是，由于現代先進技術發展與電機設備設計制造需求的推動，進行電機設備制造過程中，對于電機設備的輸出功率以及輸出轉矩等的設置實現越來越大，而另一方面，電機制造中對于電機設備的體積質量設計制造卻越來越小，這些都有電機設備的設計制造提出新的要求，要想滿足和實現對于電機設備的設計制造質量，就必須從電機設備設計制造的方式手段上進行改進創新。另一方面，在電機設備設計制造過程中，自動化水平的不斷完善提高，促使電機設計制造中工作狀態的改變，從而造成電機設備的起動與制動頻率設計制造要求更高等，這都是電機設備設計制造發展中需要進行考慮的重要問題。

4、機電一體化的電機控制與保護前景展望

結合上述對于電機控制與保護的特點問題以及機電一體化電機控制保護優勢分析，在電機控制與保護發展中，機電一體化的電機控制與保護具有非常廣闊的發展與應用前景價值。

根據上述對于電機控制保護特征原理以及問題的分析，可以知道，當前電機控制與保護裝置發展中，急需新的發展突破點。而數字化優勢電機控制與保護裝置發展實現的主要方向和趨勢，因此，對于電機控制與保護裝置來講，機電一體化也是電機控制與保護發展中的必然趨勢，機電一體化的電機控制與保護也就具有非常廣闊的發展前景。隨著電機控制保護研究與新技術的發展實現，在進行電機控制保護裝置設計制造中，通過計算機仿真系統對于電機運行中需要進行控制與保護的故障問題進行仿真模擬實現，以進行電機控制與保護裝置的設計制造，不僅對于電機控制與保護裝置控制保護精度與靈感度的提高有積極作用，而且也在一定程度上能夠推動電機控制與保護研究的新發展。而新技術在電機控制與保護裝置設計制造中的應用，比如故障控制報警系統技術等，則能夠將電機控制保護裝置中需要進行控制與保護的故障問題進行提前避免，防患未然，對于電機設備安全穩定運行實現具有積極作用。

5、結束語

總之，隨著電機控制的研究發展與科學技術的進步，數字化已經成為電機控制保護的重要發展方向和趨勢。進行機電一體化電機控制前景展望分析，不僅是順應電機控制的數字化發展趨勢，而且對于提高機電一體化電機控制水平也有著積極作用和意義。

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