机电一体化中的电机控制与保护
浅谈机电一体化中电机的控制与保护
浅谈机电一体化中电机的控制与保护1. 引言1.1 机电一体化的概念机电一体化是指将机械、电气和电子等多种技术融合在一起，形成一个完整的系统。
在机电一体化中，各个部件之间实现信息交换和协调，共同完成某一功能。
这种集成的设计理念使得机电一体化系统具有更高的性能和效率，同时也方便了系统的管理和维护。
在现代工业中，机电一体化已经成为一种不可或缺的趋势。
通过机电一体化，工厂和设备可以实现自动化控制，提高生产效率和质量，降低能耗和人力成本。
电机作为机电一体化系统中的核心部件之一，起着至关重要的作用。
电机在机电一体化系统中主要负责驱动机械部件的运动，如传送带、轴承、风扇等。
它通过接收控制信号和电源供电，转化电能为机械能，从而实现设备的运行。
电机的控制与保护显得尤为重要。
通过合理的控制方法和技术，可以确保电机的运行稳定，达到最佳效果。
而良好的保护技术可以保护电机免受过载、短路、过热等损坏，延长其使用寿命，保障整个机电一体化系统的正常运行。
1.2 电机在机电一体化中的重要性在机电一体化系统中，电机作为核心部件扮演着重要的角色。
它是将电能转换为机械能的关键装置，直接影响到整个系统的运行效率和性能。
电机在机电一体化中的重要性主要体现在以下几个方面：电机是机电一体化系统的动力源。
在许多机电一体化系统中，电机是驱动各种机械设备运行的关键部件。
它通过将电能转换为旋转力矩，驱动各种机械部件运动，完成各种任务。
电机的正常运行直接影响到整个系统的运行效率和稳定性。
电机的控制和保护对于机电一体化系统的安全运行至关重要。
通过合理的电机控制技术，可以实现对电机的启停、速度调节、方向控制等功能，从而满足系统对电机运行的各种需求。
电机的保护技术可以有效防止电机因过载、过压、欠压等问题而损坏，确保系统的稳定性和安全性。
电机在机电一体化中扮演着不可或缺的角色，其控制和保护对于整个系统的正常运行至关重要。
只有充分重视电机在机电一体化中的重要性，采取有效的措施确保电机的正常运行和保护，才能最大限度地发挥机电一体化系统的效率和性能。
函授机电一体化毕业论文
XXXXX学院毕业论文机电一体化中的电机控制与保护系别：机电系专业：机电一体化学生：XXX指导老师：XXX论文开始日期：200X年月论文完成日期：20XX年X月容摘要近几十年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。
特别是在乡镇企业及家用电器中，更需要有大量的中、小功率电动机。
由于这种电动机的发展及广泛的应用，它的使用、保养和维护工作也越来越重要。
电动机机应用广泛，种类繁多、性能各异，分类方法也很多。
本文主要介绍了电动机技术发展及现状、工作原理和电动机的运行维护。
关键词：技术现状工作原理运行维护引言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、定位精度低、可靠性差等问题。
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。
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。
第一章电动机分类、发展现状及未来1.1电动机分类电动机机应用广泛，种类繁多、性能各异，分类方法也很多。
1.根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。
其流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
2.电动机按结构及工作原理可分为异步电动机和同步电动机。
同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。
异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。
感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机。
交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
浅谈机电一体化中的电机控制与保护
浅谈机电一体化中的电机控制与保护作者：胡建文来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第02期【摘要】我国机电一体化的应用是科技发展的典型代表，其中电机控制与保护，关系着机电一体化应用的质量。
基于此，本文从机电一体化电机控制与保护中存在的问题出发，提出强化电流电压管控，定期对电机设备进行检修等解决措施，助力我国机电一体化的推广应用。
【关键词】强化管控；定期检修；清理环境前言机电一体化技术是机械技术、信息技术和电子技术相结合的产物。
其广泛应用于不同的领域，机电一体化向着智能化和自动化的方向前进，将自动化机械技术与计算机技术和传感器技术结合，实现自身的飞速发展。
对于其中电机控制与保护的问题，我国虽然多有努力但是仍存在不足，需要进一步的加强工作力度。
1.机电一体化中电机控制与保护存在的问题1.1控制与保护硬件存在短板我国目前所使用的机电一体化的电机保护装置是以电磁电热理论为基础设计的，同时配备有熔断器和电磁继电器等硬件保护措施，利用热继电器的过载保护功能和熔断器的短路进行保护。
在当下的实际应用中，能够在短时间内实现对电机的保护，但是一些零件上存在灵敏度和准确性上的问题，在实际的生产过程中出现很多的事故。
比如自动机床不能够准确的执行指令导致操作人员受伤等。
此外，在电机控制与保护装置工作室，如果遇到突发事件需要反馈信息时，会出现信息缓冲的情况，这段时间内恰恰是故障的高发时间。
因此，目前的控制与保护硬件不能够满足实际生产的要求，还会为以后的安全生产埋下隐患。
这需要相关的机电产品在设计时，要有综合性，整体性的考量，保证控制与保护装置的多样性和系统性。
1.2井下机电设备应用存在问题我国井下事故频繁发生，然而井下设备电子化的进程在我国迟迟不见推广，这一问题要考虑井下施工的特殊性，需要将井下机电设备的应用作为主要的研究方向，所以应当被归入机电一体化应用中电机控制与保护的研究范畴，目前的井下机电设备的实际应用中存在很多的问题，导致电机控制得不到有效的实施。
机电一体化中的电机控制与保护
Ｒ护
孙 彩丽
（ 唐 山开滦 （ 集 团）化 工有 限公 司 ， 河 北唐 山
０ ６ ３ １ ０ １ ）
摘
讨论。
要 丈章 立足现 实 ， 介绍机 电一体化 的具体 涵盖 和相 关 内容 ， 针对 电机 的保 护 与控 制 系统 ， 进行 深入 的展 开 与
机 电一体化 工作 类型 来分 析 ， 融 合 了电力技 术 、 自动控 制技 术 、 电子 技 术 、机械 技术 、接 口技 术 和群 体技 术 等方面 的集 合总 称 。 其 目的是 为了能够 系统 的让 Ｔ程 总质量 提高 。
定 程 度 的提 升 。最 后 ， 需 要 改进 其 监测 的具体 手段 ， 这点 在 具 体 的操 作 过程 之 中就 可 以进 行适 当改进 。只有 进行 数字 的处 理 系统 ， 才可 以达 到这样 的检 测效果 ， 对 于电机 的控制 与保护 装 置 ， 进 行数字 化模 式是未 来 的发展趋 势 。
３ 电机保 护控 制 的装置未 来前 景 以及发展 趋势
１ ） 电机的控制、保护装置于现在来说 ， 亟待寻找一个新的
突破 。随 着 电机保 护 这 一控 制 理论 的研 究 以及 新技 术 的 不断 发 展， 利 用故 障建 模 和 仿 真计 算 ， 适 当 的 引入 相 位量 、突 破 量 、
１ 机 电一体 化的相 关 发展
１ ） 机 电一 体化 是 ２ ０世纪 的 ７ ０ 年 代开 始发 展的 ， 这是 其初 期 阶段 ， 这 个 时期 的人 们 所 利用 的新技 术就 是 对机 电产品 在性
能上 不 断 的补 充与 完善 ， 尤 其是 在 二战 时期 ， 机 械 产 品和 电子 技 术都 一 定程 度 的受 到 了战 争 的一 系列 影 响 ， 加之 这 些产 品 和 技术 都 在 战后 投入 民用 领 域 ， 对 于 当时 战后 经 济复 苏有 着 非常 重要 的促进 作 用 。例 如 南 北 战争 后 期 的美 国 ， 在科 技 建设 方 面 就起 到过 一定 的推进作 用 。 ２ ）因为 通信技 术和 计算 机 的不 断发展 与完 善 ， 控制技 术 和 电子技 术 也 在追 逐 中发展 着 自己 ， 很 多大 规模 或 者超 大规 模 的 微 型计 算 机 与集成 电 路被 快 速 的 发展且 应 用 到适 合 的领域 ， 这 都 为 机 电 的一体 化发 展 打 下 了前 提 基础 。 直到 ２ ０ 世纪的 ９ ０年 代 后 期为 止 ， 机 电一体 化 才 进 入 了一个 全 新 的发 展 时期 ， 表 现 在 两 个方 面 ； 一 是机 电一 体 化 的科 学体 系 受 到 了越来 越 多 的专 家和 学 者们 注意 ， 也 因此 而形 成 了新 的分 支 ； 二 是光 纤技 术 与 神 经 网络 技 术等 相关 研 究领 域 都 有 了很大 的发展 ， 让 机 电一 体
基于机电一体化中的电机控制与保护
自动化控制 • Automatic Control126 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering 【关键词】机电一体化 电机控制 保护分析近年来，我国机电一体化的应用范围逐渐扩大，但随着应用范围的逐步扩，其电机控制与保护路径等方面也均出现了一定的应用问题。
针对该种问题，本文提出了相对应的解决策略。
希望能够为机电一体化的具体应用提供一定帮助。
1 机电一体化概述机电一体化技术是指将电子技术作为设备研发以及应用的主要技术基础，并且在该技术设备的研发过程中对其使用过程中的控制功能、信息处理功能以及动力功能进行积极的建设，进而提升机电一体化的应用。
随着我国科学技术的飞速发展，机电一体化的研发深度也在不断的增加，进而成为一种自成体系的新型学科。
该种学科在具体的应用过程中具有多功能、高质量以及高可靠性的特点，不仅促进找机械设备与软件设备的合理配置,而且对于生产目标的达成也具有积极的促进作用。
2 机电一体化中电机控制与保护存在的问题2.1 控制与保护装置存在问题本文在对机电一体化中电机控制与保护存在的问题进行详细研究时，得出其控制与保护装置存在问题的结论，本文主要针对以下几方面内容对控制与保护装置存在的问题进行详细的研究与分析。
第一方面，控制与保护装置存在运行薄弱的问题。
在该环节的应用过程中，极易受到外界因素的影响，进而出现运行错误到问题。
同时，在该环节的运行过程中其内部基于机电一体化中的电机控制与保护文/赵丽系统的错误，也影响着控制与保护装置的正常运行，进而导致正常生产活动的顺利实施。
第二方面，控制与保护装置的零件存在灵敏度不高以及有效性缺失的问题。
该种问题的出现，主要由于零部件本身的缺点而造成。
该种问题的存在，极易导致机电一体化的具体应用过程出现运行故障，并在一定条件下为安全生产埋下隐患，影响企业生产活动的持续进行。
2.2 井下机电设备应用存在问题本文在对机电一体化中电机控制与保护存在的问题进行详细的研究与探讨时，经过详细的研究与分析，得出其井下机电设备的应用方面存在着一定问题，。
机电一体化2024字论文汇编3篇
机电一体化2024字论文汇编3篇【篇一】机电一体化2024字论文【摘要】目前,以现代水平所包含在内的工业加工以及生产和机电一体化设备是密切相关的,生产部门对机电一体化的加工需要和电机设备控制保护之间的问题也日益清晰化,所以需要更加注重机电一体化中电机设备的控制及保护措施.在分析机电一体化应用设备时,应增强对电机设备控制和防护.【关键词】机电一体化电机设备控制保护问题分析伴随经济的发展和进步,我国工业技术也在日渐创新,企业生产经营所需生产要素供给量和产品市场需求量对机电一体化应用范畴的扩增使电子机械设备的投置运用率大领域提高,但是却忽略了电子机械设备的控制及相关保护措施.机电一体化中电机设备的控制及保护措施主要以电子装置来延伸机械工作时间,而在控制方面及保护方面有技术以及工作人员技能等相关问题的阻碍,所以需要我们采取相关措施来针对现有问题去解决.一、關于机电一体化发展路程的概述机电一体化技术是有机械技术和微电子技术等融合而成的新型科学技术,是现代自动化生产设备不可或缺的一部分.机电一体化的理念在我国现代化技术发展中起着重要推进作用,引领工业化企业走向发展巅峰.但是,由于技术设备缺乏专业性管理,导致机电一体化电机设备在控制和保护方面都存在问题.随着经济发展的不断推进,相关事业经营场所对机电产品的功能特性也在不断进行完备.在经历过两次世界性战争以后,人们发掘出了电子产品的应用价值,此次战争的发生扩大了机电产品的使用范围,而且在经济繁荣层面上也起到了推进效果.随着电子技术和通信产品的不断研发,控制技术产品以及电子技术产品也在日益走向发展趋势.这种发展形式为现代科技产品机电一体化的成长铺垫了稳定基石.二、电机设备的控制和保护问题(一)电机设备控制保护装备问题在机械电子一体化中,关于电机控制和保护措施需要我们不断探究问题来研究相关解决方式.科学技术的不断创新给电机设备也会带来相关阻碍.例如电机控制保护设备中电机多次发生技术故障,其中以井下电机为例,它是对井下工作人员安全问题的窥测,从技术层面探究,电机出现技术故障的主要因素在于电机的磁电功能以及热电功能存在故障问题.随着经济的发展和时代推移,电子机械化设备逐渐代替了廉价劳动力,一些生产过程都离不开电子机械产品的辅助,所以关于机械电子设备的安全要素应引起相关管理部分的重视并对相关保护工作做到完善处理.如果机械设备中的电流以及电压出现变动时,就会引发电子机械设备相关安全隐患问题,这样就减少了设备的使用时间值.(二)电机设备耗电问题在现代化工业生产及加工中所采用的自动化电子机械设备比较容易存在设备线路中断以及电子机械设备功率过大而导致出现超负荷工作的相关故障问题.而这种故障问题,在大部分工业生产经营活动中企业缺乏相关重视程度,只是关注电子机械运作过程中的受损程度,而忽视电子机械的耗电功能作用.在工业化加工生产过程中对电子机械耗电量的忽略会造成大量电能的耗损,这样使企业生产利润遭受损失,对企业的发展进步是有阻碍性的,因此关于企业电子机械设备耗电问题应得到企业相关注重,例如企业安装一些节约电能的设备或者利用技术改革在电子机械设备中得到运用研发节电设备从而降低电能消耗,保证公司及企业生产利润的问题.三、电机设备的控制和保护措施(一)电机开关和速度控制电子机械设备的控制部分包含单片工作机、波声发生器、输入输出通道、整流板块以及转换板块、检测故障设备和警报电路设备组合而成的.在电子机械设备一体化形式中,关于设备应用过程,是需要以电压和开关的地方将三相电子路径通过转换板块转化后,由单片机输出才能够正常使用,在此过程中,电流需要经过波声发生器来控制电流进入的过程,使波声在光电作用中向外输出,来达到对应板块中.对此电机开关和速度需要相关措施进行控制,例如电机的双环是指速度以及位置.速度方面主要以电子机械设备的运作速度和位置定位预想速率进行的相关比对,并依靠速度转换器来对波音发生器的频率进行控制,来实现对电子机械转动速度进行控制并和转换；位置方面是以电子机械设备的位置速率进行调节,并依靠波音发生器对预测的速率进行调节.由于电子机械设备中流量开关在正常运作形态中分为速度下降、速度均匀以及速度增加这三个阶段,而且在每个过程中关于速度及速度时间和速度位置的调节都有变动特征,所以关于电子机械设备的开关机速度的相关调节,需要对现实开关和预测开关进行横向方位的对照.这种方式方法对电子机械设备中固定速度和下降速度进行调节,从而增强电子机械设备的运行速率.(二)电机设备保护装备的控制依照安全问题来考虑电子机械设备的装置,需求安装电子机械一体化设备中的电子机械保护装备.例如机械电子设备在运用过程中特别容易出现机械损坏等相关故障问题,其主要因素在于变频器的输出电流以及电压的变换移动.在正常情况下电流和电压调节都不足以适应机械电子设备一体化当中对于保护措施的需求,所以装置需要运用机械电子一体化设备中的保护性能作用,并要依靠其对电子机械设备中电流的流动大小值来应对反应效果.例如使用电流感应器对三相电流做检验和测量,并依靠输出电压对电子机械的控制和保护装备做出检验和测量,来实现对电压和电流频率的高效调节,从而加强电子机械设备的工作效果.四、结语通过本文的分析,现代科技水平中的工业化加工及生产是以机电一体化为主的,因此我们应该更加注重对机电设备的防护及控制.为了能够高效的体现机电一体化设备的应用效果,我们需要以先进的科学技术做指导对机电一体化电子机械设备不断进行改革并加以完备,以避免电子机械出现安全隐患,价值应用不足,能量消耗过大以及环境污染等问题.注重机械设备保护控制问题,有利于机电一体化技术的实施和发展,能够促进企业的成长,对社会利益也有所关联.所以希望相关企业要广泛重视对机电一体化的控制及保护问题,也希望本文所提出的相关针对性对策能够对企业发展有所帮助.【篇二】机电一体化2024字论文一、行业与劳动力市场需求随着科技的发展，伴随工业自动化的提高，机电产品技术日新月异，加之机电产品的普及和科技含量的提高，机电技术应用行业从业人员势必从数量上有很大的增长和素质上有更高的要求，当然机电技术应用行业从业人员的竞争也会日趋激烈，市场呼唤更多高素质的机电技术应用人才。
机电一体化中的电机控制与保护
机电一体化中的电机控制与保护内容摘要：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8031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第1章机电一体化技术发展历程机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。
1．1 机电一体化技术发展历程1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页;2.微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生气;3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础;4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.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智能执行机构从结构上主要分为控制部分和执行驱动部分。
控制部分主要由单片机、PWM波发生器、IPM逆变器、A/D、D/A转换模块、整流模块、输入输出通道、故障检测和报警电路等组成。
执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。
2.1 系统工作原理霍尔电流、电压传感器及位置传感器检测到的逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，经A/D转换后送入单片机。
单片机通过8255控制PWM波发生器，产生的PWM波经光电耦合作用于逆变模块IPM，实现电机的变频调速以及阀位控制。
机电一体化中的电机控制与保护措施
机电一体化中的电机控制与保护措施机电一体化作为一种新型的综合技术，并不是新技术之间的简单拼凑与组合，而是涵盖了技术和产品两方面，这也是与其机械电气化之间的根本区别。
机电一体化广泛应用了微电机装置，赋予了现代机械设备自动检测、自动调节与控制等，这有效地促进了生产效率的提高。
本文对在电机控制与保护中存在的问题、解决措施以及机电一体化未来的发展趋势进行了探讨。
标签：机电一体化;电机控制;保护机电一体化进程下电机的控制与保护日益引起各界需运用电机数控的人士注意，宏观我国的机电一体化电机的控制与保护，我们不难发现这是一个机遇与挑战并存项目。
我国的机电一体化发展很快，几乎可以说在国际上也是领先水平，然而也存在着很多的问题和弊端。
一、机电一体化的概念机电一体化指的是引进电子技术，将其应用于机构的主功能、动力功能、控制功能和信息处理功能上，从而使机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
随着科学技术的不断发展，机电一体化已经成为一门自成体系的新型学科。
机电一体化的主要特点是从系统化的角度出发，为实现多功能、高质量、高可靠性、低能耗等目标，将群体技术：机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等进行合理配置与布局，并根据系统功能与优化组织目标加以操作，从而达到理想目标。
机电一体化作为一种新型的综合技术，并不是新技术之间的简单拼凑与组合，而是涵盖了技术和产品两方面，这也是与其机械电气化之间的根本区别。
机电一体化广泛应用了微电机装置，赋予了现代机械设备自动检测、自动调节与控制等，这有效地促进了生产效率的提高。
二、机电一体化的发展1、机电一体化是20世纪的70年代开始发展的，这是其初期阶段，这个时期的人们所利用的新技术就是对机电产品在性能上不断的补充与完善，尤其是在二战时期，机械产品和电子技术都一定程度的受到了战争的一系列影响，加之这些产品和技术都在战后投入民用领域，对于当时战后经济复苏有着非常重要的促进作用。
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机电一体化中的电机控制与保护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8031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目录内容摘要 (1)引言 (3)第1章机电一体化技术发展历程及其趋向 (4)1．1 机电一体化技术发展历程 (4)1．2 机电一体化发展趋向 (4)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 (7)2.1系统工作原理 (8)第3章机电一体化中阀位及速度控制原理 (14)第4章关键技术问题的解决 (13)第5章机电一体化中继电器保护的现状与发展 (14)5.1继电保护发展现状 (14)5.2 继电保护的未来发展 (16)5.2.1 计算机化 (16)5.2.2 网络化 (22)5.2.3 保护、控制、测量、数据通信一体化 (18)5.2.4 智能化 (19)结束语 (20)参考文献 (21)引言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1章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、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。
1．1 机电一体化技术发展历程1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页;2.微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生气;3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础;4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.1．2 机电一体化发展趋向1 数字化微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。
数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。
数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
2智能化即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。
例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。
随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。
3 模块化由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。
如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。
这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。
4 网络化由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。
而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
5 人性化机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。
6 微型化微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。
微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems，简称MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。
自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。
7 集成化集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。
为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。
首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。
8 带源化是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。
由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。
带源化是机电一体化产品的发展方向之一。
9 绿色化科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。
所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。
绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。
在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。
10.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋向.11.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。
在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。
其特征是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。
这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
12.全息系统化——智能化。
今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。
这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。
除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
13.“生物一软件”化—仿生物系统化。
今后的机电一体化装置对信息的依靠性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。
这有点类似于活的生物摘要：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。
仿生学探究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入探究。
这一探究领域称为“生物——软件”或“生物系统”，而生物的特征是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。
看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。
14.微型机电化——微型化。
目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。
当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。
届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。
这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
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电动执行机构控制系统原理框图如图2-1所示。
智能执行机构从结构上主要分为控制部分和执行驱动部分。
控制部分主要由单片机、PWM波发生器、IPM逆变器、A/D、D/A转换模块、整流模块、输入输出通道、故障检测和报警电路等组成。
执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。
2.1 系统工作原理霍尔电流、电压传感器及位置传感器检测到的逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，经A/D转换后送入单片机。
单片机通过8255控制PWM波发生器，产生的PWM波经光电耦合作用于逆变模块IPM，实现电机的变频调速以及阀位控制。
逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。
2.2 控制系统各功能元件的选型与设计1)单片机选用INTEL公司生产的8031单片机，它主要通过并行8255口担负控制系统的信号处理：接收系统对转矩、阀门开启、关闭及阀门开度等设定信号，并提供三相PWM波发生器所需要的控制信号；处理IPM发出的故障信号和报警信号；处理通过模拟输入口接收的电流、电压、位置等检测信号；提供显示电动执行机构的工作状态信号；执行控制系统来的控制信号，向控制系统反馈信号；2)三相PWM波发生器PWM波的产生通常有模拟和数字两种方法。