淺談機(jī)電一體化中電機(jī)的保護(hù)與控制

童旭松+宋德強(qiáng)

摘 要：經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展帶動了各個行業(yè)的進(jìn)步，最近幾年我們國家的工業(yè)生產(chǎn)工作取得了非常顯著的成就，比如機(jī)電一體化的發(fā)展就是非常顯著的代表。該技術(shù)是當(dāng)前時期意義非常關(guān)鍵的一項技術(shù)。作為基礎(chǔ)工作人員，在推廣該項技術(shù)的時候，必須要認(rèn)真研究如何開展電機(jī)控制以及保護(hù)活動。然而在實際的工作中我們發(fā)現(xiàn)有很多潛在的影響要素，它們的存在明顯的制約了技術(shù)的發(fā)展。所以，對于相關(guān)的工作人員來講當(dāng)前工作的當(dāng)務(wù)之急就是要認(rèn)真分析存在的各種干擾要素，積極研究應(yīng)對策略。作者在這個前提之下具體的論述了該技術(shù)的發(fā)展歷程，并且詳細(xì)敘述了當(dāng)前時期電機(jī)保護(hù)和運用過程中存在的問題和應(yīng)對策略等，并且簡要分析了其今后的發(fā)展方向等。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；電機(jī)保護(hù)；電機(jī)控制

中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）21-0175-02

經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展不但能夠帶動行業(yè)和領(lǐng)域的進(jìn)步，同時還能夠促進(jìn)科技的發(fā)展。最近幾年，在廣大的科研工作者的共同努力之下，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平不斷提升，此時許多先進(jìn)的科技開始出現(xiàn)在我們的工作之中。在這個背景之下，機(jī)電一體化技術(shù)得以快速發(fā)展。然而在具體的推廣使用的時候還面對一些干擾要素，這就使得技術(shù)無法發(fā)揮其應(yīng)有的價值和意義。因此我們必須要認(rèn)真分析當(dāng)前面對的各種不利現(xiàn)象，積極研究應(yīng)對方法。

1 機(jī)電一體化的發(fā)展

對于機(jī)電一體化技術(shù)來講，其發(fā)展歷程有三。第一是初始時期，最早可以查閱到1970年之前。在此階段，由于西方國家的科技發(fā)展水平較為迅速，此時我們國家也受到一定的影響，廣大群眾開始有意識的將先進(jìn)技術(shù)運用到機(jī)電產(chǎn)品之中，而且它們也為我們帶來了很顯著的成就。特別是在二次大戰(zhàn)之時，時代背景賦予了我們新的探索動機(jī)，此時電子工藝和機(jī)械制品開始逐步靠攏，它們在戰(zhàn)爭結(jié)束之后還可充當(dāng)日常用品，對于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)有著不可言喻的意義。通過分析相關(guān)歷史，我們可知那時的電子技術(shù)還處在發(fā)展的初始時期，而且絕大多數(shù)的產(chǎn)品都是自發(fā)形式的，從一定意義上來看，電子工藝和機(jī)械制品的融合還不是很全面，而且由于受到時代的影響，那些已研發(fā)的產(chǎn)品也未被合理的運用。第二個時期可以被稱作是高速發(fā)展時期。此時各種技術(shù)開始高速發(fā)展，比如通信以及電腦等，正是因為電腦技術(shù)的發(fā)展以及集成電路工藝的出現(xiàn)，使得機(jī)電一體化的發(fā)展有了強(qiáng)大的基礎(chǔ)。第三個時期可以被稱作是發(fā)展的黃金時期，這時該技術(shù)得到了非常全面的發(fā)展。此時相應(yīng)的學(xué)科系統(tǒng)開始被人們所關(guān)注，科研人員積極研究機(jī)電體系的發(fā)展方向，而且形成了很多新的科學(xué)。同時，伴隨著光纖科技等技術(shù)的發(fā)展，此時該技術(shù)迎來了新的發(fā)展局面。通過上文的分析，能夠更好地輔助我們分析當(dāng)前該技術(shù)發(fā)展過程中存在的一些阻礙要素。

2 機(jī)電一體化應(yīng)用中電機(jī)控制與保護(hù)存在的問題

由于科技高速發(fā)展，此時我們國家的機(jī)電一體化工藝開始迎來它的春天，創(chuàng)造了很多的成就。不過因為技術(shù)理論方面的欠缺加之實踐的不足，導(dǎo)致我們在具體的推廣該項技術(shù)的時候，還面對各種干擾要素，使得電機(jī)保護(hù)和控制工作無法很好的開展。它們的存在明顯的干擾到電機(jī)的運用，使得它的應(yīng)有價值無法被體現(xiàn)出來，接下來具體闡述面對的各種不利點。

2.1 運用異步機(jī)電裝置時面對的各種干擾要素

在我們國家，很多的行業(yè)和領(lǐng)域都會運用機(jī)電設(shè)備。它們的存在為國家的經(jīng)濟(jì)進(jìn)步貢獻(xiàn)了非常顯著的力量。不過，在具體的開展電機(jī)運用和控制工作的時候還面對一些干擾要素，導(dǎo)致設(shè)備無法發(fā)揮出應(yīng)有的價值。具體來講，眾所周知，對于電機(jī)控制工作來講，異步電機(jī)相關(guān)的工作是其中意義非常關(guān)鍵的一項工作，一旦其存在弊端的話，就會嚴(yán)重的干擾電機(jī)的運行，最終引發(fā)一連串的反應(yīng)，導(dǎo)致很多運行問題，使得設(shè)備無法發(fā)揮出應(yīng)有的價值和意義。因此，在開展此項保護(hù)工作的時候，一定要將工作重點放到異步電機(jī)方面，積極研究先進(jìn)技術(shù)。

2.2 電機(jī)控制保護(hù)裝置的使用難以達(dá)到需求

如今我們廣泛運用的電機(jī)保護(hù)設(shè)備的技術(shù)含量較低，無法和當(dāng)前的發(fā)展形勢保持一致，不能夠滿足技術(shù)的發(fā)展要求。同時，當(dāng)前的保護(hù)裝置多是使用電磁原理，應(yīng)用熱繼電器與熔斷器的過載保護(hù)以及短路功能實現(xiàn)保護(hù)，不過這個零件原本就存在問題，這就必然會導(dǎo)致機(jī)電控制等工作無法很好的開展，因此在今后設(shè)計的過程中，一定要高度關(guān)注設(shè)計以及控制的結(jié)合，確保保護(hù)裝置呈現(xiàn)出較為明顯的多樣性色彩。

3 機(jī)電一體化應(yīng)用中電機(jī)控制與保護(hù)的措施

眾所周知，對于機(jī)電一體化系統(tǒng)來講，它的最為關(guān)鍵的構(gòu)成要素是電機(jī)。而對于電機(jī)來講，它的執(zhí)行系統(tǒng)有兩大要素構(gòu)成，分別是驅(qū)動系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)。執(zhí)行驅(qū)動部分主要通過位置傳感器、三相伺服電機(jī)等相關(guān)設(shè)備共同組成，而控制部分則是傳統(tǒng)的單片機(jī)、變頻器、輸入通道等相關(guān)組成設(shè)備共同組成。它們兩者的關(guān)系非常獨特。

3.1 對閥門與速度的控制

電機(jī)的控制需要相關(guān)的部件以及裝置共同操作，其次在進(jìn)行控制的時候還需要重視“速度”這個關(guān)鍵的因素，要想在電機(jī)控制與保護(hù)的實際應(yīng)用中取得一定的效果，就必須控制好閥門以及速度。當(dāng)前社會經(jīng)過長時間的發(fā)展之后，在技術(shù)以及經(jīng)驗上都有了相對深厚的積累，采用的相關(guān)控制方案主要是雙環(huán)控制，雙環(huán)中的內(nèi)環(huán)是速度環(huán)、外環(huán)是傳統(tǒng)的位置環(huán)。速度環(huán)在電機(jī)進(jìn)行工作的時候是方便操作技術(shù)人員對點擊實際轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)以及控制的重要組成部分，通過對內(nèi)部速度調(diào)節(jié)器的有效控制，合適波段的調(diào)節(jié)PWM波發(fā)生器的載波頻率，進(jìn)而達(dá)到對整個電機(jī)速度的調(diào)節(jié)作用。

3.2 對電流電壓的準(zhǔn)確檢測

機(jī)電一體化是當(dāng)前機(jī)電專業(yè)發(fā)展中的核心發(fā)展概念，在進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的使用以及運維管理過程中，深入機(jī)電一體化工作的研究，有助于完善對機(jī)電工程推廣中機(jī)電設(shè)備的合理控制與保護(hù)。電機(jī)在機(jī)電一體化中的控制與保護(hù)工作，有著非常獨特的存在意義和價值，可以說是其中意義非常關(guān)鍵的構(gòu)成要素。在具體檢測的時候，要認(rèn)真記錄電流和電壓等數(shù)值，進(jìn)而合理分析檢測結(jié)果；積極開展檢測工作，認(rèn)真分析潛在的故障，合理制定應(yīng)對策略。但是，在具體的開展工作的時候，我們普遍使用的電壓互感器與電流互感器等互感設(shè)備是不能夠達(dá)到相關(guān)準(zhǔn)確檢測的目的的，但是存在的問題我們必須盡快的排除；所以，在進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的電流以及電壓的檢測中，往往采用霍爾型電流互感器以及IPM輸出電壓發(fā)用分壓電路對IPM輸出三相電流與電壓進(jìn)行合理的檢測，進(jìn)而確保在檢測的過程中能夠達(dá)到電機(jī)設(shè)備的使用控制要求與保護(hù)的要求，最終起到提高檢測工作開展的準(zhǔn)確性的目的。

3.3 機(jī)電一體化中電機(jī)的運行維護(hù)

由于機(jī)械工業(yè)高速發(fā)展，此時相關(guān)設(shè)備的運作規(guī)定也更為嚴(yán)格，比如電機(jī)運行的要求就更高了，然而技術(shù)的發(fā)展同時又明顯的提升了電機(jī)保護(hù)能力。不論是何種技術(shù)，它的落實都要依靠人類，所以對于電機(jī)的運行維護(hù)是確保電機(jī)的機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)勢表現(xiàn)的重要前提。此處將電機(jī)維護(hù)分成三方面，其一是前期準(zhǔn)備，其二是運作過程中的監(jiān)管，最后是平時的養(yǎng)護(hù)。在啟動之前要查看是否通電，同時還要檢驗啟動裝置的性能等等。當(dāng)電源接通以后，要確保電動機(jī)等設(shè)備的運行正常，假如存在異常的話要在第一時間斷電。在運行的過程中要做好監(jiān)視工作，確保設(shè)備的電壓以及電流等正常，盡量避免問題出現(xiàn)。除了上述之外，還要在規(guī)定的時間之內(nèi)做好養(yǎng)護(hù)工作。

4 電機(jī)保護(hù)控制裝置的前景以及發(fā)展趨勢

在電機(jī)保護(hù)控制裝置的未來發(fā)展中，必然會采用故障建模與仿真計算的方式，通過引入相位量、突破量等多封面的電機(jī)故障類檢測量，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與研究，做好“量”的研究工作，它能夠明顯的提升繼電裝置的精確性。第二，在今后發(fā)展的過程中，要高度關(guān)注技術(shù)研發(fā)和使用工作。舉例來看，在監(jiān)測電機(jī)的時候，可以使用相關(guān)的高新技術(shù)，從總體上把控電機(jī)的運行狀態(tài)，結(jié)合設(shè)備輸出的數(shù)據(jù)來判定其狀態(tài)如何，將獲取的信息分類整合，借助對比分析措施合理的劃分戶長類型，進(jìn)而結(jié)合提示的信息制定恰當(dāng)?shù)奶幚聿呗?。借助此措施，能夠確保電機(jī)控制以及保護(hù)工作開展順暢，能夠預(yù)知一些潛在的問題，以此實現(xiàn)合理的預(yù)防作用。

5 結(jié)束語

通過上文的分析我們可知，當(dāng)今社會是一個經(jīng)濟(jì)和科技高速發(fā)展的社會，不論是生產(chǎn)工作還是廣大群眾的日常生活都和技術(shù)有著密切的關(guān)聯(lián)。此時機(jī)電一體化技術(shù)開始被大眾所關(guān)注。在這種背景之下，人們開始意識到電機(jī)控制和保護(hù)工作的重要性。雖說我們國家的這項技術(shù)發(fā)展的速度非?？?，不過仍舊面對一些干擾要素，它們的存在明顯的制約了技術(shù)的發(fā)展，干擾到經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。筆者在這個前提之下，具體的展開了相應(yīng)的論述。我們堅信在廣大工作者的共同努力之下，該技術(shù)一定會迎來新的發(fā)展局面，更好的為國家的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

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