機電一體化中電機的保護與控制

何乃衡

（甘電投張掖發(fā)電有限責任公司 甘肅張掖 734000）

機電一體化中電機的保護與控制

何乃衡

（甘電投張掖發(fā)電有限責任公司 甘肅張掖 734000）

在我國經(jīng)濟的快速發(fā)展中，機電制造業(yè)也發(fā)揮著巨大的作用，尤其是在80年代發(fā)展尤為迅速。機電制造業(yè)一直都受到國家與社會的廣泛關注，更是國家重點支持的項目，在機電一體化中，電機發(fā)揮的作用更是不可替代，并且政府以及社會每年都會投入大量的資金對其技術、保護與控制進行改進，為機電制造的發(fā)展提供了強大的動力。本文將會對機電一體化現(xiàn)階段的發(fā)展現(xiàn)狀以及工作原理做出分析，找出其中的問題，并提出加強機電一體化中的電機控制與保護，不斷提高機電一體化技術，加快其發(fā)展。

機電一體化；電機；保護；控制

通常情況下，把電子技術用于信息的產(chǎn)生、傳播以及控制對能源的組織就是機電一體化。但是電機一體化在構成方面來講，把電子技術與相關的機械設備組合到一起，二者協(xié)調(diào)發(fā)展共同組建成一個整體就是機電一體化。隨著科學技術的快速發(fā)展，機電一體化逐漸與有關的控制技術、電力電子技術和高難度的接口技術等都有效的結合起來，為企業(yè)的工程項目的建設技術提供保障，同時還能減少損耗。本文接下來將會對機電一體化中的電機保護與控制做出探討，提高機電一體化的技術加快其發(fā)展。

1 機電一體化技術中電機的工作原理與發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 機電一體化中電機的工作原理

在生活中常用的電機就是交流電動機，而這種交流電動機又可以分成單相交流電動機和二相異步電機，二者的差距就是第一種多用于民用的機械設備上，第二種多用于工業(yè)生產(chǎn)中。電機的工作原理主要是經(jīng)過電機執(zhí)行機構系統(tǒng)對所及經(jīng)過的電流和電壓傳感器以及相關的傳感器進行檢測，在逆變模塊把電流以及電壓、閥門等做出信號，再經(jīng)過A/D輸入到單片機，單片機對發(fā)生器的控制，進而達到對電機的控制。

1.2 機電一體化技術中電機的現(xiàn)狀

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，機電一體化技術已經(jīng)得到了明顯的提高，其中相關的裝置已經(jīng)逐漸完善，更好的適應現(xiàn)代化的發(fā)展。[1]例如，一些原來的機械部件可以選用微電子裝置進行替換，使其功能更加豐富，可以對信息以及相關檢測等都可以實現(xiàn)自動化，提高了工作效率。但是在電機現(xiàn)實的操作中，有一些問題仍然沒有得到解決，例如執(zhí)行機構過多、定位的準確性差、結構也很復雜以及可靠性低。因此，利用機電一體化技術可以有效的解決這些問題，把電機、閥門以及相關的控制器組合到一起，就可以通過彼此間的相互協(xié)助，實現(xiàn)高效率、高品質作業(yè)。

2 機電一體化中電機的保護與控制

通常情況下，電機的保護與控制主要是對電機的進行維護與保養(yǎng)，只有對電機做好維護與保養(yǎng)才能使其發(fā)揮自身的作用，為機電一體化技術的應用起到重大的作用。對電機進行維護與保養(yǎng)不斷可以延長電機的使用壽命，還能節(jié)能相關的能源損耗，為相關工作發(fā)揮真正的作用。對電機的保護與控制是發(fā)展經(jīng)濟的首先要考慮的因素，也是社會廣泛關注的問題之一，但是電機在實際的發(fā)展過程中，仍然存在一些問題使機電一體化技術的發(fā)展受到阻礙。

2.1 電機控制保護裝置問題

近幾年來，我國的電機控制保護裝置仍然存在很多問題沒有得到處理。例如，在井下的電機控制保護設備，鼠籠式異步電機就是常發(fā)生故障的電機之一。據(jù)有關調(diào)查結果顯示，鼠籠式異步電機出現(xiàn)的故障率占據(jù)整體電機出現(xiàn)故障的50%以上。因此，就井下項目來說，只有做好電機的控制保護裝置，才能確保礦井可以安全有序的進行施工。[2]一般情況下，電機的保護裝置的工作原理是電磁或者電熱兩種。例如，在發(fā)生短路的時候，熔斷器就可以對其進行保護；如果發(fā)生過載等情況，熱繼電器就可以對其進行保護。這兩種情況都是非常典型的保護技術。不過在科學技術的不斷進步，機械得到了更加完善的發(fā)展，實現(xiàn)了機械自動化，使電機的工作效率與工作質量都得到了明顯的提高，同時也減輕了人工的工作量。但是對于電機來說，其發(fā)生損壞不僅僅是在工作過程中，在開機的狀態(tài)下，受到電壓以及使用時間等因素的影響都會加劇電機的損壞，進而減少電機的使用壽命，影響工作效率與工作質量。

2.2 電機閥位和速度的控制

對電機的閥位以及速度進行控制，是對機電一體化中電機的保護與控制最主要的影響因素，也是解決電機相關問題的關鍵性技術。對電機閥門的相關開關的保護與控制、對閥位合理位置的分析與判斷、達到電機的保護，做到精準的定位以及模擬把信號進行隔離是實現(xiàn)機電一體化中非常重要的技術。如果想對機電一體化中的電機閥位以及速度進行保護與控制，相關的處理器就會對變頻器里流出的電流以及電壓進行計算，進而求出輸出力矩。把這個力矩與相關標準的力矩進行比較，假如數(shù)值相等或過大，就要把電機的運行速度減小，這樣才能實現(xiàn)電機的保護與控制。[3]對于傳統(tǒng)的電機來說，檢測其執(zhí)行機構的閥位的最佳位置的方法是利用機械式限位開關來確定的，如果檢測的信號變大，單片機就會自動把變大的信號與最佳位置的信號做出對比，假如沒有發(fā)生變化或者是變化的很小，電機的供電電源就會自動做出處理，減少損壞，提高運行效率。

3 電機保護控制裝置的發(fā)展前景

在機電一體化中，電機的保護與控制仍然存在很大的發(fā)展空間，只有不斷的對其進行完善改進與發(fā)展，才能在根本上提高機電一體化在項目工程中發(fā)揮的作用。由于科學技術的不斷進步，有關電機的保護與控制技術都進行了深入的研究與發(fā)展，相關人士根據(jù)制作電機的故障模型來對其產(chǎn)生故障的原因以及突破量、相位量等電機的相關因素做出詳細的檢測與分析，并得出了有效的解決措施，如果在電機進行工作之前把這些容易出現(xiàn)問題的位置進行檢查，就可以有效的加大電機的保護控制裝置的準確度與靈敏度，減少電機出現(xiàn)故障，同時還能把相關的理論數(shù)據(jù)記錄下來，為日后電機的保護與控制技術的發(fā)展與完善起到一定的指導作用。

研發(fā)與應用新型的技術，也可以有效的對電機進行保護與控制。而應用新技術研發(fā)出來的產(chǎn)品以及理論就可以在電機工作的時候做出實時的監(jiān)控。例如，可以通過高頻電磁波、位移以及振動的對機電一體化中電機進行有效的保護與控制。[4]而監(jiān)控到的數(shù)據(jù)信息會在計算機做出相應的計算與分析以后，進行整理與分類，進而就可以根據(jù)檢測的結果對電機的狀態(tài)以及運行情況做出分析，查看其是否存在故障或者損壞的程度，如果損壞嚴重要及時的做出解決措施，這種方法可以有效的對電機做出實時的保護與控制。另外，這種檢測技術還可以應用在電機的運行過程中，如果發(fā)生突發(fā)故障可以及時的發(fā)出警報信號，減少損失。同時也是開發(fā)了機電一體化的全新市場，提高電機的工作效率與質量，加快了我國的科學技術的發(fā)展，也為我國各行各業(yè)的發(fā)展起到了一定的推動作用。

4 結束語

綜上所述，由于我國科學技術以及經(jīng)濟水平的提高，使機電一體化也得到了全面的發(fā)展與進步，其中電機的保護與控制更是我國政府以及社會人員廣泛關注的問題，在各行各業(yè)的發(fā)展中都發(fā)揮了很大的作用。由此可以看出加強機電一體化中電機的保護與控制是非常有必要的，電機的運行效率與運行質量是電機行業(yè)前進的目標，而目前通過對現(xiàn)階段電機保護與控制中的問題、以及電機保護控制裝置的發(fā)展前景做出詳細的分析，在根本上提高機電一體化中電機的保護與控制技術，也為日后電機的進步與完善奠定了一定的基礎。

[1]倫春紅.機電一體化中的電機控制和保護[J].科技創(chuàng)新與應用，2012，10：67.

[2]杜秀琴.淺談電機在機電一體化技術中的保護[J].科技創(chuàng)新與應用，2015，06：74.

[3]孫彩麗.機電一體化中的電機控制與保護[J].硅谷，2013，06：66.

[4]崔海峰.闡述機電一體化中電機的保護與控制[J].企業(yè)技術開發(fā)，2015，15：93～94.

TM301.2

A

1004-7344（2016）25-0250-02

2016-8-20

何乃衡（1986-），助理工程師，本科，電氣工程及其自動化專業(yè)，主要從事繼電保護工作。