1、 1 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文） 机电一体化中的电机控制与保护 专专 业业 机 电 一 体 化 技 术机 电 一 体 化 技 术 学生姓名学生姓名 班班 级级 0909 机电（机电（2 2）班）班 学学 号号 指导教师指导教师 完成日期完成日期 2 内 容 摘 要 依据 机电 一体 化 技术 的发 展前 景， 提出 一 种新 型电 动执 行 机构 的设 计方 案， 详细 介绍 了该 执 行机 构各 功能 元 件的 选型 与设 计 、阀 位及 速度 控 制原 理以 及各 种关 键问 题的 解 决方 法。 该执 行 机构 将阀 门、 伺 服电 机、 控制 器 合为 一体 ，采 用 8
2、031 单片 机、变频 技术 实 现了 阀门 的动 作 速度 和位 置控 制，解 决了 阀门 的精 确定 位 、阀 门柔 性开 关 、极 限位 置 判断 、电机 保护 及模 拟 信号 隔离 等技 术 问题。 现场 运行 情况 表 明， 该电 动执 行 机构 具有 动作 快 、保 护完 善以 及 便于 和计 算机 通讯等优点，充分利 用了 机电 一 体化 技术 带来 的 方便 快捷 。 关键词：电动机阀门 继电器保护 机电一体化技术总结 3 目目 录录 内 容 摘 要 2 插 图 索 引 4 引 言 4 第 1 章 机电一体化技术发展历程及其趋向 . 5 11 机电一体化技术发展历程 5 12
3、机电一体化发展趋向 6 第 2 章 机电一体化中电动执行机构的硬件设计及工作原理 6 2.1 系统工作原理 . 9 第 3 章 机电一体化中阀位及速度控制原理 12 第 4 章 关键技术问题的解决 . 14 第 5 章 机电一体化中继电器保护的现状与发展 15 5.1 继电保护发展现状 . 16 5.2 继电保护的未来发展 . 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 5.2.1 计算机化 . 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 5.2.2 网络化 . 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 5.2.3 保护、控制、测量、数据通信一体化错误错误! !未定义书签。未定义书签。 5.2.4 智能
4、化 . 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 结束语 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 参考文献 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 4 插 图 索 引 图 2-1 电动执行机构控制系统框图11 图 2-2 IPM 输出电流、电压检测 14 图 2-3 程序出格自恢复电路 15 图 3-2 阀位及速度控制原理框图 15 图 3-3 执行机构的典型运行速度图 16 图 4-1 线性隔离放大器 19 引引 言言 5 在现代化生产过程控制中，执行机构起着十分重要的作用，它是自 动控制系统中不可缺少的组成部分。现有的国产大流量电动执行机构 存在着控制手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位
5、精度低、可 靠性差等问题。而且执行机构的全程运行速度取决于其电机的输出轴 转速和其内部减速齿轮的减速比，一旦出厂，这一速度固定不可调整， 其通用性较弱。整个机构缺乏完善的保护和故障诊断措施以及必要的 通信手段，系统的安全性较差，不便与计算机联网。鉴于以上原因， 采用传统的大流量电动执行机构的控制系统，可靠性和稳定性较差。 随着计算机网络、现场总线等技术在工业过程中的应用，这种执行机 构已远远不能满足工业生产的要求。笔者设计的大流量电动执行机构， 采用机电一体化技术，将阀门、伺服电机、控制器合为一体，利用异 步电动机直接驱动阀门的开与关。通过内置变频器，采用模糊神经网 络，实现阀门的动作速度、精确定位、柔性开关以及电机转矩等控制。 该电动执行机构省去了用于控制电机正、反转的接触器和可控硅换向 开关模件、机械传动装置和复杂、昂贵的控制柜和配电柜，具有动作 快、保护较完善、便于和计算机联网等优点。实际运行表明，该执行 机构工作稳定，性能可靠 。自电子技术一问世,电子技术和机械技术 的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理 器为代表的大规模集成电路以 后,“机电一体化“技术之后 有了明显进 展,引起了人们的广泛注重. 第第 1 1 章章 机电一体化技术发展历程及其趋向机电一体化技术发展历程及其趋向 机电一体化是机械、微电子、
