智能電機保護和控制裝置在電機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

李正輝

摘 要：智能控制在電機控制中的應(yīng)用智能控制是自動控制理論的最新發(fā)展，它實質(zhì)上是一個仿照人腦思維功能進行控制的方法，如專家系統(tǒng)、神經(jīng)元控制、模糊控制等被人們統(tǒng)稱為智能控制。本文從智能控制技術(shù)的概念以及智能電機控制裝置在電機控制系統(tǒng)的應(yīng)用等幾個方面，探討了智能電機保護和控制裝置在電機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能電機保護;控制裝置;電機控制系統(tǒng);具體應(yīng)用措施

0 引言

無論是由三相感應(yīng)電動機還是由三相永磁同步電動機構(gòu)成的伺服系統(tǒng)，都是非線性的時變系統(tǒng)。盡管采用了矢量控制，仍然不能從根本上改變系統(tǒng)的非線性特性，而直接轉(zhuǎn)矩控制自身就是一種非線性控制方式。矢量控制嚴重依賴于電動機的數(shù)學(xué)模型，其參數(shù)在電動機運行中會發(fā)生較大變化。事實上，這些與實際電動機是不完全相符的。其結(jié)果之一是在電磁轉(zhuǎn)矩中一定還包含有諧波轉(zhuǎn)矩，這些諧波轉(zhuǎn)矩是未知的，在實際控制系統(tǒng)中，通常將其作為一種擾動來處理。此外，還會有多種原因增加系統(tǒng)的非線性和不確定因素。在不同條件下，這些都會成為制約伺服系統(tǒng)控制質(zhì)量的瓶頸。所以，需要真正改變高性能伺服系統(tǒng)中的非線性、參數(shù)變化、擾動和噪聲等控制問題，才能進一步提高系統(tǒng)地控制性能。

1 智能控制技術(shù)的相關(guān)概念

智能控制技術(shù)是指利用智能機器人進行自主控制，從而達到遠程控制的目的，是目前我國機械控制領(lǐng)域中技術(shù)較高的項目。利用智能控制技術(shù)，不僅能夠快速解決復(fù)雜的控制關(guān)系，同時也能夠促進智能技術(shù)的發(fā)展。在實際應(yīng)用中來看，智能控制技術(shù)已經(jīng)相對成熟，能夠快速對相關(guān)的信息進行處理，然后將信息進行反饋，從而達到智能控制的目的，在這其中模糊控制技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是智能控制技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2 智能電機保護和控制裝置在電機控制系統(tǒng)中具體的應(yīng)用

2.1 逆變器在電機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前，我國大多數(shù)生產(chǎn)行業(yè)都在使用星形三相三狀態(tài)和兩相導(dǎo)通星形三相六狀態(tài)兩種方式。而電路板的主要部分就是逆變器開關(guān)。一般在大功率電機控制中，會選擇MCT，是有MOSFET與晶閘管的復(fù)合器件，具有高電壓、大電流、高頻率等特性。同時也可以使用集成電路，將多個功率開關(guān)管融為一體，從而提高逆變器的可靠性，降低逆變器的體積。在整個電機在使用的過程中，是由驅(qū)動電路對輸入信號進行擴大，確保各個功率的開關(guān)管能夠達到飽和，達到關(guān)閉驅(qū)動信號的目的，隨著我國電路技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在很多驅(qū)動電路制定成為專用集成電路，并且已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。

2.2 控制器在電機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

智能控制器主要以下兩種，一種是利用專用的集成電路進行控制，根據(jù)我國市場的實際來看，很多廠家推出不同的規(guī)模推出無線直流的電動機控制集成電路，而這種將此種電路具有體積小、可靠性高等特性，能夠有效提高控制的穩(wěn)定性，能夠很好的應(yīng)用到無限直流電機中，但其缺點也十分明顯，應(yīng)用范圍具有局限性，其功能難以拓展等。另一種是利用微型計算機技術(shù)形成混合數(shù)字模擬系統(tǒng)進行控制。但隨著電機技術(shù)的不斷法，對這種控制器提出更高的要求，這種控制器由硬件模擬電子器件為主，利用數(shù)字電路和單片機技術(shù)向數(shù)字信號處理器的方向發(fā)展。從而實現(xiàn)半數(shù)字化和全數(shù)字化控制，而控制器技術(shù)也會從硬件技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖夹g(shù)。

2.3 智能電機控制系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用

隨著智能電機控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，能夠有效應(yīng)用到各個行業(yè)中，不僅能夠提高各行業(yè)的生產(chǎn)效率，同時也能夠提高各個企業(yè)的經(jīng)濟收益，為社會發(fā)展做出貢獻。智能電機控制系統(tǒng)能夠應(yīng)用在一些高新科技行業(yè)中，例如，航運的空調(diào)設(shè)備、建筑工程中大型吊裝設(shè)備、礦山開采的設(shè)備等等。智能電機控制能夠在生活中隨處可見，如電器設(shè)備的中的系統(tǒng)管理控制，熱水器和加熱壺中的漏電保護裝置等，以及生活的擁有智能電機的交通工具等，這些都是智能電機控制和保護裝置設(shè)備的應(yīng)用。而隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對居住環(huán)境提出更高的要求，因此項目工程的施工難度也會越來越大，促使各種大型施工設(shè)備廣泛使用，這種大型施工設(shè)備不僅能夠有效提高建筑工程的施工效率，同時也能夠幫助施工人員完成難度較高的施工項目。

2.4 智能控制在電機控制系統(tǒng)的應(yīng)用

智能控制在電機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用的目的是控制難以建模的目標，在整個控制系統(tǒng)的過程中，直流電機的數(shù)學(xué)模型相對簡單，而交流電機能夠形成直流電機模型，形成有效的控制方案。

2.4.1 對傳感器參數(shù)進行調(diào)整

在實現(xiàn)智能化控制的過程中，首先要對傳感器參數(shù)進行調(diào)整，從而確保傳感器系統(tǒng)能夠適應(yīng)實際的設(shè)備中，并且對相關(guān)的信號進行處理。然后要明確參數(shù)需要外部進行調(diào)整，通過通信功能對傳感器的工作的形態(tài)進行設(shè)備，完成調(diào)節(jié)工作。最后需要對傳感器系統(tǒng)的相關(guān)信號進行編輯，從而達到智能化控制的目的。隨著電機控制系統(tǒng)的發(fā)展，對傳感器設(shè)備提出更高的要求，因此，需要創(chuàng)新傳感器編程控制。而傳感器也會隨著系統(tǒng)和功能的變化，其形式和應(yīng)用范圍也會發(fā)生變化，而傳感器參數(shù)計算方式也會發(fā)生變化，需要相關(guān)人員進行調(diào)整。

2.4.2 注重電機控制系統(tǒng)的適用性

目前，智能控制系統(tǒng)能夠在電機控制系統(tǒng)得到應(yīng)用，但相關(guān)的技術(shù)人員需要重視電機控制系統(tǒng)的適用性，大多交流電機在進行控制過程中，需要考慮轉(zhuǎn)子電阻和電感等數(shù)數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)也會隨著周圍環(huán)境的變化發(fā)生改變，而這種變化容易使控制系統(tǒng)無法達到標準，甚至產(chǎn)生難以控制的情況。而負載轉(zhuǎn)動的慣量數(shù)值還會在施工中發(fā)生改變，雖然能夠通過控制進行電機參數(shù)改變，形式獨立通道，但是由于拖動系統(tǒng)能夠改變間隙非線性因素，從而促進系統(tǒng)進行交叉，達到矢量平衡控制、智能調(diào)節(jié)相結(jié)合的目的。在整個電機系統(tǒng)控制過程中，需要利用多換控制的布局，對系統(tǒng)進行最終控制。在電機控制應(yīng)用中，首先要根基系統(tǒng)數(shù)據(jù)建立模糊變量和模型集，其次，要對這兩個變量進行推理，建立模糊規(guī)則的操作算子。最后，在這種控制方法中，主要以空間電壓矢量SPWM方式進行控制，同時也要根據(jù)低速特性和相關(guān)的電機參數(shù)進行在線狀態(tài)觀測，利用以上的方式不僅能夠?qū)ΤＲ?guī)的變頻特殊特性的電機，同時也能夠?qū)C器人進行控制。

3 結(jié)束語

綜上所述，電機技術(shù)的不斷升級發(fā)展，在社會生活的各個領(lǐng)域都發(fā)揮了巨大的作用。如何保持電機的穩(wěn)定性和安全性能，更好地為各領(lǐng)域生產(chǎn)建設(shè)企業(yè)服務(wù)，促進社會經(jīng)濟和各行業(yè)的快速發(fā)展，成為技術(shù)人員需要不斷公關(guān)的課題。客觀地講，我國的機電技術(shù)目前在世界上還比較落后，很多高精度、高效率的機電設(shè)備還是要以國外的為主，在維修方面，國內(nèi)也缺乏足夠的技術(shù)人員。因此，從業(yè)人員尤其是技術(shù)人員更要多與時俱進。有條件的情況下，多與國外一些技術(shù)人員溝通交流，多觀摩學(xué)習(xí)兄弟企業(yè)或鄰近類似企業(yè)設(shè)備應(yīng)用和檢修的操作流程，還可以充分利用現(xiàn)在信息時代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來的便利，利用計算機網(wǎng)絡(luò)上的文字、視頻等資料加強自身理論知識學(xué)習(xí)，更好地為經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展服務(wù)。

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