浅谈机电一体化技术在低压电器元件产品的应用

　　摘要：近年来，随着经济的发展，科学技术也得到了不断的进步，同时也推动了各个领域之间的互相渗透。而随着计算机技术在机械领域的逐渐渗透，机电一体化技术成为了现代机械工业发展中重要的技术支持，本文就针对机电一体化技术在低压电器元件产品中的应用进行简要的探讨。
　　关键词：机电一体化，低压电器元件，应用
　　
　　机电一体化技术也就是机械电子科学，是包含了计算机技术、微电子技术、自动控制技术等在内的多种综合技术相互融合而形成的一门独立的学科。机电一体化技术在电器工业领域的领用，使得我国的电器工业发生了巨大的变化，使电器产品的性能得到了较大幅度的提高。近年来，我国的科研人员致力于机电一体化技术在低压电器元件领域的应用的研究，取得了较大的进展。
　　
　　一、应用机电一体化技术的低压电器元件的类型
　　
　　在电器工业中，低压电器元件是最基本也是最重要的组成部分，而其同时也是机械行业中最基础性的组成元件。在工业自动化生产中，低压电器元件主要负责对电路的控制和保护。由低压电器元件构成的控制屏和控制器等元件。目前，比较常见的低压电器元件产品，主要有智能型接触器、固态继电器、断路器等等。
　　以往的交流接触器产品的功能简单，一般只具有接通或者切断主电路的单一的功能，而由智能电磁系统构成的智能型接触器，其使用范围和可靠性得到了更为广泛的提高。它通过电压检测电路检测线圈电压，当控制电源电压达到设定要求时，向线圈发出吸合信号，使产品吸合，当控制电源电压低于设定值时，则不发出吸合信号，接触器不能吸合。智能型交流接触器通常采用高电压吸合低电压保持吸合的设计思想来达到节能的目的。
　　为了满足各种个性化或特殊环境的要求，目前一般采取传统产品与电子线路相结合的办法来实现。无涌流电容接触器使用环境是在低压无功功率补偿设备中通断电容器组，为了提高产品使用可靠性，减小在通断电容器组瞬间产生的涌流对接触器产品主触点的影响，则往往通过在产品上组装电容器切换头，达到当无功补偿控制仪发出控制信号时，产品的切换头对电压进行检测，切换头在电压过零时接通电容器，然后切换头接通接触器的线圈，接触器闭合，电容器由接触器保持正常接通状态。
　　大电流继电器通流能力要求相对不是很高，结合我国可控硅制造工艺的不断提高，以可控硅为主要功能元件的固态继电器发展尤为迅猛，除过必要的支撑架构和接线端子，它颠覆了传统的电磁系统、触头系统和弹簧等组成结构，完全由电子线路板与各种电子元器件组成，不但工作可靠，电寿命水平高，而且随着焊接自动化工艺的实现，产品一致性，批量供货能力都能得到有效保障，故障率将远远低于由多种结构件组成的传统产品。目前该产品已可作为一种封装器件实现批量供货。
　　电动机控制/保护器是工业以及民用动力系统中使用最为广泛的设备之一。从大型水电、火电系统到空调机、电冰箱等家用电器的使用都离不开电动机，为了相关设备能正常运行，必须电动机进行保护，尽量提早发现、预防电动机故障，从而减少电动机停工造成的不良影响。传统的电动机保护器有热过载继电器和小型电动机保护器，其感测元件为热－电磁系统，利用双金属片受热弯曲的特性和电流的热效应感知电流的大小，达到对电动机进行过载、短路、三相不平衡、短路等保护目的。智能型电机保护器则通过环形电流互感器、零序电流互感器，产生采样电流信号，通过滤波调制电路形成适于单片模拟采样的电压信号，送单片机采样，由程序判断处理，对运行状态进行记忆和分析，对显示器发出数据显示，运行状态提示，对输出继电器做出故障保护提示和动作，进而通过提示和保护动作来控制电动机，达到检测和保护电动机并按人们预定要求运转的目的，具有更多的功能特点，是集保护、遥测、通讯、遥控与一体的电动机保护装置。
　　断路器用来接通和分断正常的负载电流、电动机的工作电流和过载电流，也可以用来接通和分断短路电流。它在电路中起短路和过载保护作用，还可以起欠电压保护和远距离分断电路的作用。目前的智能型万能式断路器带有各种保护功能脱扣器，包括智能化脱扣器，可实现计算机网络通信，具有分断能力高，附件齐全，结构模块化的特点。
　　
　　
　　二、机电一体化的发展趋势
　　
　　近年来，机电一体化技术得到了广泛的应用和发展，随着其发展方向越来越广泛，笔者总结出未来机电一体化技术的发展趋势如下：
　　（1）智能化。智能化是对机械行为的描述，指的是在理论控制的基础上，融合人工智能以及计算机学等多领域的新理念和新方法，使机器设备具有推理判断以及逻辑思维等模拟人脑的智能化思维。智能化是机电一体化技术发展的一个主要方向，机器人与机床的智能化就是机电一体化智能化发展的一个重要表现和应用。
　　（2）系统化。系统结构实现开放式和模式化的结构是机电一体化技术系统化的主要表现。系统化的机电一体化能够根据需要，随意对系统进行组合和分拆，同时，对多个子系统进行协调控制和综合管理，同时使系统的通信功能得到更大限度的提升。
　　（3）模块化。由于机电一体化产品的生产厂家越来越多，其产品的种类也越来越复杂，在产品的研制和开发方面，对于各种接口都有着标准的规定，因此，机电一体化产品的模块化是一项复杂而且艰巨的工程。为了适应各种不同的标准单元的需要，需要实现零部件与单元的互相匹配，从电器产品的标准化和系列化中可以看出，模块化必将为机电一体化企业带来更大的经济效益和社会效益。
　　（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的应用使家用电器网络化已形成优势,利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,能使人们待在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
　　（5）微型化。微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势,国外称其为微电子机械系统,在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势,微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
　　（6）环保化。工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。
　　
　　结束语：
　　机电一体化技术正在不断渗透到我国工业生产的各个领域中，其不是一种独立的技术，而是多个领域内科学技术发展的融合，更是社会生产力不断提升和发展的一种表现。随着在低压电器元件领域内的应用越来越广泛，机电一体化技术也将在其他领域内发挥其重要的作用，机电一体化技术也将不断的向着智能化、系统化的方向发展。
　　
　　参考文献：
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