電工技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用分析

徐環(huán)健 李廣

摘要：電工技術(shù)在機(jī)電一體化領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用空間，電工技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了機(jī)電一體化行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。電工技術(shù)的應(yīng)用，提高了機(jī)電一體化行業(yè)的成本控制、工作效率同時(shí)增加了產(chǎn)品類型。本文主要對(duì)電工技術(shù)在機(jī)電一體化行業(yè)中的應(yīng)用為主要對(duì)象進(jìn)行研究和分析，希望能為今后工作有所裨益。

關(guān)鍵詞：電工技術(shù);機(jī)電一體化;應(yīng)用分析

1電工技術(shù)的意義與作用

電工技術(shù)在當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，它屬于綜合性技術(shù)學(xué)科，在眾多行業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮著無(wú)可替代的作用。在高新技術(shù)發(fā)展的帶動(dòng)下，不同學(xué)科的先進(jìn)高新技術(shù)逐步與電工技術(shù)融合，使其在多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中能夠發(fā)揮積極的作用，在一定程度上彌補(bǔ)了國(guó)家生產(chǎn)力方面的缺陷。當(dāng)前電工技術(shù)受關(guān)注的熱度逐漸上升，電工技術(shù)在提高生產(chǎn)效率方面的作用也越發(fā)凸顯，部分領(lǐng)域在應(yīng)用電工技術(shù)后，表現(xiàn)出了成本、資源消耗的降低、工作壓力的緩解以及+生產(chǎn)效率的大幅度提升等核心優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步證明了電工技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展中的重要作用。隨著納米技術(shù)、生物工程技術(shù)等高新技術(shù)的加入與融合，電工技術(shù)的完善程度得到了進(jìn)一步地提升。機(jī)電一體化的改變是源于工業(yè)革命之后機(jī)械勞力取代人力勞動(dòng)，全球都在不斷提升的機(jī)械化水平。當(dāng)機(jī)械成為社會(huì)生產(chǎn)生活不可或缺的部分，再有電子西悉尼技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等一類技術(shù)的加入與融合，逐漸形成了當(dāng)前的機(jī)電一體化?，F(xiàn)有的機(jī)電一體化技術(shù)中包含了電子技術(shù)與信息技術(shù)和機(jī)械控制技術(shù)，通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械的自動(dòng)化控制?？梢哉f(shuō)機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械進(jìn)一步取代人力的重要表現(xiàn)，降低人力在生產(chǎn)中的比重，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備更全面高校的控制。機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)際上是多種學(xué)科的融合，電工技術(shù)的引進(jìn)和應(yīng)用能夠?yàn)檫@一領(lǐng)域的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展帶來(lái)積極的影響。

2當(dāng)前電工技術(shù)特點(diǎn)分析

在經(jīng)歷不斷發(fā)展與融合之后，電工技術(shù)特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一是技術(shù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型：當(dāng)前的電工技術(shù)已經(jīng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行了充分的融合，并不斷與云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)建立聯(lián)系。在上述技術(shù)的輔助下，現(xiàn)代電工技術(shù)更全面也更完善，能夠更好地應(yīng)對(duì)社會(huì)發(fā)展需求，為自身開(kāi)創(chuàng)了良好的發(fā)展空間，第二是技術(shù)的綠色化。綠色發(fā)展是國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中重要的組成部分，電力環(huán)保屬于社會(huì)綠色發(fā)展的重點(diǎn)。電力環(huán)保的受重視程度與節(jié)能減排的受重視程度并駕齊驅(qū)，國(guó)家和政府也出臺(tái)了大量有關(guān)政策和法律，促進(jìn)電力環(huán)保的快速實(shí)現(xiàn)和發(fā)展。電工技術(shù)在這樣的環(huán)境下也逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)層面的綠色化，也使得這一技術(shù)在未來(lái)發(fā)展中具有良好的前景。第三是高頻化，變頻技術(shù)在電工技術(shù)領(lǐng)域中的引進(jìn)和應(yīng)用，帶動(dòng)了電工器具、電子元件的精密化與優(yōu)質(zhì)化。采用更精密優(yōu)質(zhì)的電工器具，主要特點(diǎn)就是用更低的通導(dǎo)壓，有效地控制了電能導(dǎo)通過(guò)程中的損耗。受到整體器件開(kāi)關(guān)升降速率的影響，能耗水平得到了有效地控制，運(yùn)行狀態(tài)也上升到了新的層面。第四是集成化特點(diǎn)，對(duì)電工技術(shù)而言集成化的實(shí)現(xiàn)有著重要的代表性。從表面上看電工元器件是獨(dú)立的個(gè)體，但實(shí)際上這些器件在功能上有著極為緊密地聯(lián)系。

3具體應(yīng)用分析

3.1在電機(jī)驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)中的作用

從機(jī)電一體化系統(tǒng)的角度來(lái)看，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和執(zhí)行作用使其占據(jù)了不可或缺的關(guān)鍵地位。當(dāng)前大多數(shù)機(jī)電一體化系統(tǒng)中使用的都是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的模式，受到不斷發(fā)展的電子技術(shù)的影響，機(jī)電一體化系統(tǒng)中逐漸增加了不同類型的電流裝置、微處理器與大型集成電路、電機(jī)組合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)有效驅(qū)動(dòng)的形式。當(dāng)前的機(jī)電一體化系統(tǒng)通過(guò)矢量控制、無(wú)位置傳感器控制等途徑，是奠基驅(qū)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行控制與改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)控制程度的有效提升。同時(shí)隨著半導(dǎo)體技術(shù)的引進(jìn)，PWM技術(shù)逐漸成為電機(jī)驅(qū)動(dòng)中的主流。例如三相異步電機(jī)的控制模塊，通過(guò)產(chǎn)生PWM波來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同磁極的通電、斷電的控制，實(shí)現(xiàn)了無(wú)接觸式的高效運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)。事實(shí)證明，這能夠有效的提高電機(jī)的控制精度和可靠性，但是在高頻泄漏電流和電機(jī)終端高壓方面帶來(lái)了新的問(wèn)題。

3.2在電源方面的作用

顧名思義，電源是機(jī)電一體化系統(tǒng)能源的關(guān)鍵，通過(guò)電力電子器件構(gòu)建出的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，將不同形式的能源轉(zhuǎn)換為供給一體化機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的電能。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，以移動(dòng)終端為代表的一系列機(jī)電一體化系統(tǒng)電源的提及、效率和安全性都出現(xiàn)了較大的變化。在一些手機(jī)充電器的POWER模塊中，由于SC1097D1震蕩以及PWM等模塊組成，有效的提升了整體的效率與穩(wěn)定性。這是為了解決三極管震蕩電路的問(wèn)題，能夠確保三極管的狀態(tài)問(wèn)題，即導(dǎo)通截止?fàn)顟B(tài)。一般為變壓器將信號(hào)給到SC1097D1之中調(diào)整，一旦出現(xiàn)開(kāi)機(jī)狀態(tài)，則三極管電容進(jìn)入微導(dǎo)通狀態(tài)，充電結(jié)束后進(jìn)入截止區(qū)。在對(duì)其放電之后，會(huì)再次實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)。這種重復(fù)性的工作會(huì)形成指令性質(zhì)的脈沖信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電源的控制。

3.3電磁兼容技術(shù)

機(jī)電一體化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制與運(yùn)行的關(guān)鍵在于信息的控制與處理，這一環(huán)節(jié)主要由微電子器件承擔(dān)，屬于系統(tǒng)核心組成部分之一。但微電子器件的特點(diǎn)在于很容易受到電磁的干擾，以至于不少機(jī)電一體化產(chǎn)品都需要避免電磁干擾問(wèn)題。以PCB中的電磁兼容問(wèn)題為例說(shuō)明，進(jìn)入信息化時(shí)代之后PCB的電磁兼容問(wèn)題屬于具有代表性的需要盡快解決的問(wèn)題。主要問(wèn)題出現(xiàn)在PCB的帶狀線、電線串音與電測(cè)耦合當(dāng)中，也是當(dāng)前PCB最難以解決的問(wèn)題。其中串音的預(yù)測(cè)在PCB設(shè)計(jì)中有著重要的作用，借助預(yù)測(cè)工作能夠?qū)?shù)字與模擬信號(hào)的間距控制在核實(shí)的范圍內(nèi)，在一定程度上消除串音的問(wèn)題。與之對(duì)應(yīng)的電磁耦合也可以通過(guò)相應(yīng)的預(yù)測(cè)工作進(jìn)行有效的控制或避免，這種預(yù)先式的控制技術(shù)規(guī)避了諸多可能存在的干擾，有效的提高了電路的穩(wěn)定性。

總結(jié)

綜上所述，機(jī)電一體化系統(tǒng)中包含了機(jī)械、電力與流體系等多個(gè)部分。對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品而言，電工技術(shù)在各個(gè)部分都有著積極的作用。尤其是當(dāng)前推行市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制，機(jī)電一體化行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)極為激烈，電工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用將會(huì)為機(jī)電一體化行業(yè)的發(fā)展注入更長(zhǎng)久地發(fā)展動(dòng)力。當(dāng)前電工技術(shù)已經(jīng)在機(jī)電一體化行業(yè)中占據(jù)了不可或缺的重要地位，尤其是在電源、電磁兼容和電力驅(qū)動(dòng)等方面的影響，為機(jī)電一體化行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了極大地助力。

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