张亮

摘 要：随着科技发展，智能化时代已经到来，而这一切的实现，都离不开机电一体化技术在相关产品上的应用。机电一体化在现代生产和民用设备中应用得越来越广泛，低压电器元件产品也是其中一个重要方面，将一体化技术更好的应用于低压电器元件产品中，使其在生产和生活中为我们创造更高的效益，这将是当前我们所要分析和研究的话题。

关键词：机电一体化；低压电器；元件产品；应用研究

科技的不断进步，促使我们不断思考生产力的提升和生活质量的提高。机电一体化产品在新时代的要求下孕育而生，现代机械智能化的实现促使我们在学科渗透上研究得更为深入。相关产业中，譬如我们今天要研究的问题，低压电器元件产品，其在成功通过机电一体化应用后有了新的生命力，而在巨大的效益前景前我们也发现了其存在的一系列问题。

1 机电一体化概述

现代机电一体化技术是由机械、电子、自动化控制技术等相关技术，在信息时代科技的进步中逐渐融合在一起，其又称为机械电子技术。作为一门相对古老的学科，机械技术为人类社会的发展做出了突出的贡献，其到今天依旧是现代工业的基础，各行各业中都离不开机械的存在。然而，在新时代的前进步伐中，我们也发现了这个行业发展的步伐开始放慢了。面对机械领域固有的局限性，人们开始利用微电子技术，向机械工业领域渗透，最终将机械和电子集成化，实现更为智能的设备系统。

机电一体化产品，主要是采用机电一体化技术，通过机械系统和微电子系统的相互置换或有机结合并最终形成新的系统。在新系统中，我们能够得到相比传统中单一机械或单一电子设备更为高效更为智能的产品，正如我们今天要分析的机电一体化技术应用于低压电器元件产品一样，其不仅带来了智能化生产，也为生产的安全性和稳定性带来了一定程度上的提升。而这一重要意义，也是我们为之努力研究并进行改进的方向。

2 低压电器元件应用探索

作为整个电器工业中的重要组成部分，低压电器元件同时也是机械领域中重要的基础配套元件。现阶段上，我们常常能够在市场上见到智能型低压电器元件的身影，诸如智能型接触器、智能化电动机控制、万能式断路器等。低压电器的运用主要是在主电路上，低压电器常扮演这对电路进行保护、分断、检测及控制等工作角色，为此我们也能够在各个机电工业领域看到他们的身影。工业自动化系统中，各种控制屏、控制台、控制器便是由低压电器所构成的。下面简要介绍几类低压电器元件的应用。

2.1 采用交流接触器

安装有智能型电磁系统中的只能交流接触器，其工作过程一般从三个方面开始进行，第一是电压检测电路，其次是吸合信号发生电路，第三是保持信号发生电路，以此执行接通电路和分断电路的动作。电压检测中，能够检测出电路中的线圈电压，并分析控制电影的电影是否到达预定值，当未到达预定值的时候，接触器不工作，而在电压达到了预先设定值的时候，接触器会向线圈发出吸合信号，接触器吸合。

2.2 电动机控制器的运用

作为工业生产中不可或缺的一种重要设备，电动机控制器在民用设备中也屡见不鲜，应用广泛使其重要性不言而喻，而利用机电一体化设计为此增加必要的智能化，是现代科技的必然要求。智能型电动机控制器，和传统的电机控制器一样在感测元件的作用上，能够达到对电机进行过载、短路等保护。

为此，智能型交流接触器摒弃传统做法，使用高电压来吸合低电压并将吸合状态稳定住，智能化要求中，首先要采集电流信号，利用环形电流互感器、零序电流互感器等设备，采集好的电信号通过滤波，并进行调制解调，形成较低的电压信号，以便为单片机所采样使用，我们不仅能够在显示器中观察到的电动机运行状况等，还能对其进行监控和分析，都是通过微机的对其信号的处理。这一集保护、遥测、通讯、遥控与一体的电动机保护装置，已经开始应用于我们生产和生活中各大电器设备中。

2.3 断路器的应用

目前市面上多为增加了各种保护功能脱扣器的智能型断路器，这与传统断路器相比，功能上强大了许多，其既能够完成电机的过载电流及其工作电流、正常负载电流、短路电流等的接通和分断这些传统断路器能够完成的动作，在机电一体化应用中，智能型断路器还具备有计算机网络通信功能，在附带件比之传统更加齐全、分断能力增加的基础上，其还追求机构的模块化，因而深受用户喜欢和信赖。

3 机电一体化技术在低压元件产品应用中尚存问题及对策分析

3.1 发热问题

通常来讲，低压电器的可靠性指标大致可以分为可靠度、失效率、维修率和平均寿命等四个方面。而这四个方面的可靠性指标，都与机电一体化低压电器中的电子元器件发热有关。为此如何更好的处理好低压电器内的电子元器件散热问题，将直接影响到整个低压电器的可靠程度。一般的电子元件是标准封装的，其封装材料散热性能差的原因主要是考虑其绝缘和抗老化等方面因素。采取增加散热片等散热措施，虽然增加了体积，但却是目前来讲相对较好的解决方案。

3.2 抗干扰问题

在实际应用中，对于机电一体化低压电器存在着电磁干扰问题。而针对电磁干扰，主要可以从兩个方面进行分析，其一是电器本身的电弧以及电磁波；其二则是在工作中其他电工设备所发出的电弧和电磁波的干扰。众所周知，机电一体化低压电器中的微电子电器对于工作电压相对较小，想单片机的一般额定电压为5V，整流器件一般为12V，为此我们能发现，及时是很小的电磁都会对这些元器件产生干扰而导致其工作电压发生较大的偏移，而这些产品的一般工作电压环境通常为380V，因而影响整个产品的工作将成为必然事件，如导致机电一体化电器进行错误动作等。面对这一存在的问题，在没有抗干扰能力明确质量指标的情况下，相关机电一体化低压产品要在设计中通常会增强其抗干扰能力，这时候也将导致线路板的检测、焊接工艺要求变高，从而难度也随之增大。这样的设计也必将促使设计人员在不断试验和运行实践中慢慢探索，并通过产品中得到相关反馈。

3.3 接口位置问题

现阶段，机电一体化设备中所使用到的传感器多是只能把非电量转化为电量的模拟传感器，而我们更需要数字量的使用。这里我们将考虑到关于接口的问题。设备中，传感器和信息处理部分之间，需要设置模/数转换，而在信息处理部分与执行元件部分之间，又需要设置数/模转换，全部的转换装置便是我们所讲的接口。将传感器以及模/数、数/模等，连同各个相关辅助功能元件构成一个整体，来确保信号处理是的质量和传递速度，弥补机电一体化设备的不足。

3.4 系统工程设计理念

机电一体化电器不仅涉及到相关的传统机构部分，而且也涉及到了感测方面的弱电部分，面对该类问题，我们需要在设计过程中多以系统工程的设计理念作为指导，处理好元器件间的安排，同时统筹好子系统以及整个设备的合理搭配，确保真个设备的最优化设计。与此同时，在设计中还应该注意标准化问题，这将有利于零件间的互换性等，在集成电路芯片中的通用性也应该引起注意，以便为产品的系列化打下好的基础。

4 结束语

机电一体化设备在低压电器元件上的应用具有极大的使用和研究价值，其不仅实现了现代生产的智能化，并能通过机电一体化技术，解决低压电器元器件产品在传统使用上难以得到解决的相关问题。而面对出现的新问题，需要我们在应用过程中不断思考和改进，以便其在未来的实践中为我们更高效的工作。

参考文献

[1]石宜君.机电一体化技术的发展与思考[J].山西焦煤科技，2009（12）.

[2]王衣香.浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[J].同煤科技，2010（9）.