◎王萬(wàn)年

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電機(jī)控制器電路的創(chuàng)新

◎王萬(wàn)年

隨著科技水平的不斷發(fā)展，電子技術(shù)行業(yè)越來(lái)越受到重視，相對(duì)應(yīng)的電子技術(shù)自主創(chuàng)新也逐漸受到行業(yè)內(nèi)部的要求。所以我國(guó)電子技術(shù)自主創(chuàng)新必須結(jié)合不同的專業(yè)與技術(shù)進(jìn)行專業(yè)性的研究。本文將從我國(guó)電子技術(shù)創(chuàng)新入手，結(jié)合筆者研究創(chuàng)新的電機(jī)控制電路，對(duì)電子技術(shù)的創(chuàng)新與運(yùn)用進(jìn)行討論，為相關(guān)專業(yè)提供參考依據(jù)。

我國(guó)電子技術(shù)創(chuàng)新與特征

我國(guó)電子技術(shù)創(chuàng)新涵義。筆者所研究的一種電機(jī)控制器電路，涉及電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于：由速度控制調(diào)節(jié)模塊、開始電流限制模塊、電流控制模塊、過流保護(hù)限制模塊、波形發(fā)生模塊、負(fù)載開關(guān)電路模塊、電源模塊構(gòu)成，所述的速度控制調(diào)節(jié)模塊與開始電流限制模塊電聯(lián)接，電流控制模塊、過流保護(hù)限制模塊、波形發(fā)生模塊及負(fù)載開關(guān)電路模塊相互之間電聯(lián)接，速度控制調(diào)節(jié)模塊與電流控制模塊信號(hào)聯(lián)接，電源模塊為整個(gè)電路提供電源。本發(fā)明能提高自動(dòng)化生產(chǎn)線運(yùn)行效率，能實(shí)現(xiàn)速度和帶負(fù)載能的控制，安全有效保障設(shè)備可靠運(yùn)行。

我國(guó)電子技術(shù)的特征。電子技術(shù)的集成創(chuàng)新具有創(chuàng)造性、融合性、系統(tǒng)性和持續(xù)性的特征。筆者研究的電機(jī)控制器，其特征在于：由速度控制調(diào)節(jié)模塊、開始電流限制模塊、電流控制模塊、過流保護(hù)限制模塊、波形發(fā)生模塊、負(fù)載開關(guān)電路模塊、電源模塊構(gòu)成，所述的速度控制調(diào)節(jié)模塊與開始電流限制模塊電聯(lián)接，電流控制模塊、過流保護(hù)限制模塊、波形發(fā)生模塊及負(fù)載開關(guān)電路模塊相互之間電聯(lián)接，速度控制調(diào)節(jié)模塊與電流控制模塊信號(hào)聯(lián)接，電源模塊為整個(gè)電路提供電源。

其中速度控制調(diào)節(jié)模塊由運(yùn)放U1A和NU2A兩運(yùn)放及附屬電路組成，U1A是具有輸入差模、共模幅度限制的反向放大器，而U2A組成的是積分運(yùn)放控制器，該模塊是把控制通過幅度限制放大器到積分運(yùn)放處理后送入下級(jí)負(fù)載電流控制電路進(jìn)一步信號(hào)處理；

電流控制模塊：此模塊由U3B反向放大器和U3C限幅器組成的電流限制模塊，信號(hào)分兩路采集做加法運(yùn)算，信號(hào)1為速度控制調(diào)節(jié)模塊輸出的信號(hào)，信號(hào)2通過采集CMOS管S（源）極電流經(jīng)過R46進(jìn)入U(xiǎn)3B反向放大器進(jìn)入U(xiǎn)3C進(jìn)行加法運(yùn)算并進(jìn)行限幅輸出到波形發(fā)生模塊中互補(bǔ)推挽V11集電極，本模塊根據(jù)產(chǎn)品運(yùn)行過程中負(fù)載的變化，通過控制采集電流并與PD進(jìn)行計(jì)算最終控制產(chǎn)品的扭矩的大小變化。

我國(guó)電子技術(shù)支持與應(yīng)用

電機(jī)技術(shù)的支持政策。電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)是一個(gè)技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，這對(duì)科技人才在創(chuàng)新上有更高的要求，同時(shí)他們也起著至關(guān)重要的作用?？萍纪度氲亩嗌偈呛饬恳粋€(gè)電子企業(yè)強(qiáng)弱的標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)真正強(qiáng)大的電子技術(shù)企業(yè)往往會(huì)擁有一批優(yōu)秀的科技人才隊(duì)伍，這也保證了企業(yè)自主創(chuàng)新的開展。因而通過加大在科技人才方面的投入力度來(lái)加大科技投入力度，除了加強(qiáng)員工素質(zhì)外，杰出的專業(yè)、科技、管理方面的人才的培養(yǎng)要耗費(fèi)培養(yǎng)資源。目前中國(guó)在信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力方面的人才有很大的缺失。必須通過吸引、留住、培育和使用四個(gè)方面進(jìn)一步人性化、合理化地建設(shè)電子企業(yè)的激勵(lì)機(jī)制。

電機(jī)技術(shù)的具體實(shí)施。①隨著人工智能等各類控制理論和方法的提出與逐步完善，使得電子技術(shù)創(chuàng)新不斷發(fā)展，在電機(jī)控制器電路的日常維護(hù)和修理過程中起到了舉足輕重的作用。同時(shí)，容錯(cuò)控制理論的長(zhǎng)足發(fā)展，也在電機(jī)電路的運(yùn)行中起到了一定的雙保險(xiǎn)作用，使得電路在運(yùn)行中的健康狀況得到了更好的保障。但是，電機(jī)控制電路穩(wěn)定與可靠運(yùn)行，還需要在電路運(yùn)行時(shí)予化及時(shí)的監(jiān)測(cè)并預(yù)測(cè)各部件接下來(lái)若干時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)，防止由于元器件或其構(gòu)成的基礎(chǔ)電路在非預(yù)期內(nèi)老化或突發(fā)故障，從而引起整個(gè)系統(tǒng)的故障。

由此可見，對(duì)于采用了大量電力電子元器件的電子電路來(lái)說(shuō)，要求這些部件在這行時(shí)具有一定的穩(wěn)定性與可靠性。這種要求一方面通過電子裝備的可靠性及設(shè)計(jì)時(shí)提供的硬件冗余來(lái)保證，另一方面則需要由狀態(tài)監(jiān)測(cè)后的故障預(yù)測(cè)與故障診斷等現(xiàn)代先進(jìn)學(xué)科知識(shí)來(lái)提供保障。故障預(yù)測(cè)與診斷保證了動(dòng)車組可靠運(yùn)行，提高了列車運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定性和安全性。

②筆者所研究的電機(jī)控制器電路速度控制調(diào)節(jié)模塊：該模塊由運(yùn)放U1A和NU2A兩運(yùn)放及附屬電路組成，U1A是具有輸入差模、共模幅度限制的反向放大器，而U2A組成的是積分運(yùn)放控制器，該模塊是把控制通過幅度限制放大器到積分運(yùn)放處理后送入下級(jí)負(fù)載電流控制電路進(jìn)一步信號(hào)處理；

開始電流限制模塊：該模塊通過R2可調(diào)電阻以及U2B共同控制調(diào)節(jié)PI輸出電流控制信號(hào)；

電流控制模塊：此模塊由U3B反向放大器和U3C限幅器組成的電流限制模塊，信號(hào)分兩路采集做加法運(yùn)算，信號(hào)1為速度控制調(diào)節(jié)模塊輸出的信號(hào)，信號(hào)2通過采集CMOS管S（源）極電流經(jīng)過R46進(jìn)入U(xiǎn)3B反向放大器進(jìn)入U(xiǎn)3C進(jìn)行加法運(yùn)算并進(jìn)行限幅輸出到波形發(fā)生模塊中互補(bǔ)推挽V11集電極；

過流保護(hù)限制模塊：將采集過來(lái)的CMOS管電流大小的信號(hào)同時(shí)輸入給N5比較器，當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到采集電壓高于N52腳的電壓時(shí)，則使N57腳輸出低點(diǎn)位，鉗位V14的正極為低點(diǎn)位，所以無(wú)脈沖信號(hào)進(jìn)入下級(jí)使V19、V20、V21截止，從而關(guān)斷電機(jī)運(yùn)行起到過流保護(hù)的作用；

波形發(fā)生模塊：由V10、V11組成互補(bǔ)推挽電路、U3A組成的積分電路以及N4正反饋電路，最終根據(jù)電流控制模塊輸入的信號(hào)通過控制互補(bǔ)推挽電路V11集電極控制波形占空比，來(lái)控制帶負(fù)載能力；

負(fù)載開關(guān)電路模塊：此電路為負(fù)載電機(jī)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，由V19、V20、V21并聯(lián)擴(kuò)流組成，同時(shí)V24、R63、C24組成雜波濾除電路，V22為保護(hù)電機(jī)消除反向電動(dòng)勢(shì)，此電路為負(fù)載開關(guān)回路，當(dāng)方波信號(hào)進(jìn)入控制CMOS管開通控制電機(jī)運(yùn)行；

電源模塊：該模塊分為兩個(gè)小模塊，其中由V3組成的整流濾波電路為負(fù)載直流電機(jī)電源，而由變壓器T1、V2、LM317、LM337等組成電源供電電路。

隨著我國(guó)電子技術(shù)進(jìn)入到跨越式發(fā)展的新時(shí)期，電機(jī)控制器電路運(yùn)行時(shí)的安全、穩(wěn)定與可靠性受到了廣泛關(guān)注。電機(jī)電路在高速運(yùn)行狀態(tài)下，任何微小的故障都有可能引發(fā)重大的安全事故并造成難估量的損失。電源系統(tǒng)是否正常運(yùn)行是電機(jī)控制器正常運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而電源系統(tǒng)中的關(guān)鍵則是電力電子電路是否在正常工作。

綜上所述，本文通過以我國(guó)電子技術(shù)發(fā)展為背景，結(jié)合筆者實(shí)際研制的電機(jī)控制器為對(duì)象，討論其技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用，對(duì)電子技術(shù)的創(chuàng)新提供了可依據(jù)的參考資料，也再次證明了自主創(chuàng)新路徑選擇的因素仍有待進(jìn)一步研究和完善。

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