電機(jī)在機(jī)電一體化技術(shù)中的保護(hù)探究

張偉 馬永軍 梁國(guó)強(qiáng)

摘 要 針對(duì)目前電機(jī)在機(jī)電一體化技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在的問題，文章從實(shí)踐角度出發(fā)，分析了電機(jī)保護(hù)現(xiàn)狀，并提出了優(yōu)化控制的方法策略。結(jié)果表明，產(chǎn)業(yè)建設(shè)者應(yīng)結(jié)合自身情況對(duì)電機(jī)保護(hù)裝置設(shè)備進(jìn)行選用，以使電機(jī)設(shè)備運(yùn)行使用效果達(dá)到預(yù)期。

關(guān)鍵詞 電機(jī);機(jī)電一體化技術(shù);保護(hù)裝置

引言

現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)背景下，機(jī)電一體化技術(shù)電機(jī)保護(hù)裝置起到越來越重要的作用，即能夠?qū)C(jī)電一體化系統(tǒng)的安全性與節(jié)能性進(jìn)行有效控制。然而，在保護(hù)控制過程，電機(jī)設(shè)備易受所處環(huán)境因素、設(shè)備、技術(shù)等因素影響，而出現(xiàn)短路、超負(fù)荷以及電能損耗大問題。為改善這一現(xiàn)狀，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)踐，對(duì)電機(jī)設(shè)備與保護(hù)裝置設(shè)施技術(shù)進(jìn)行選用，以提升機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用效果。

1機(jī)電一體化技術(shù)中的電機(jī)保護(hù)現(xiàn)狀

1.1 用電問題

通常情況下，電機(jī)保護(hù)裝置運(yùn)行模式有兩種，即電磁與電熱。但隨著科技水平不斷提升，多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的機(jī)械化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，導(dǎo)致電機(jī)承擔(dān)工作量不斷增加。當(dāng)機(jī)電一體化系統(tǒng)中的電機(jī)長(zhǎng)期處于運(yùn)轉(zhuǎn)與頻繁啟動(dòng)狀態(tài)，電機(jī)電路就會(huì)出現(xiàn)問題。如，電機(jī)線路會(huì)因老化問題而增加電能損耗，使電機(jī)處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而造成電路短路現(xiàn)象發(fā)生。此外，一些企業(yè)在選購(gòu)機(jī)電一體化電機(jī)設(shè)備時(shí)，并未充分考慮電能損耗與強(qiáng)度需求，這就在一定程度上增加了系統(tǒng)運(yùn)行的用電風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 井下電機(jī)設(shè)備故障問題

當(dāng)電機(jī)處于正常生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)下，保護(hù)設(shè)施較為完善，且受周邊環(huán)境因素影響少。但部門產(chǎn)業(yè)所處的機(jī)電一體化運(yùn)行環(huán)境，會(huì)使電機(jī)受到周邊環(huán)境影響，進(jìn)而降低電機(jī)保護(hù)工作效率。以礦物開采為例，井下作業(yè)環(huán)境使用的掘進(jìn)機(jī)、開采機(jī)與傳輸系統(tǒng)，絕大多數(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化。然而，電機(jī)在礦井下環(huán)境不僅會(huì)出現(xiàn)潮濕問題，還將面臨井下瓦斯與地下水等環(huán)境設(shè)施的影響。再加上，井下環(huán)境信號(hào)較差，電機(jī)保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)功能無法及時(shí)有效地將危險(xiǎn)信號(hào)傳遞至監(jiān)控中心。這就導(dǎo)致故障問題無法及時(shí)處理。在維修方面，井下空間狹小且昏暗，無法為人工檢查電機(jī)保護(hù)裝置設(shè)備提供工作開展的良好環(huán)境。尤其是，鼠籠式異步電機(jī)，其作用于井下機(jī)電一體化系統(tǒng)環(huán)境，保護(hù)工作開展難度大，故障發(fā)生率高，嚴(yán)重影響了設(shè)施運(yùn)行使用的可靠性。

1.3 異步電機(jī)故障問題

異步電機(jī)，作為機(jī)電一體化系統(tǒng)中故障率較高的部分，多數(shù)情況并不能對(duì)其故障進(jìn)行及時(shí)有效控制。以某產(chǎn)業(yè)機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)行使用三相異步電機(jī)設(shè)備為例，因其處于長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài)，再加上，周邊環(huán)境差且日常維護(hù)保養(yǎng)工作不到位，使得設(shè)備易出現(xiàn)電路故障。不僅使產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)與生產(chǎn)秩序受到影響，還會(huì)造成難以預(yù)計(jì)的安全隱患。

1.4 缺乏健全管理機(jī)制

就目前來看，雖然機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越廣，越來越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到電機(jī)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行效果的重要作用，但企業(yè)仍未形成一個(gè)健全的管理機(jī)制。如，沒有針對(duì)系統(tǒng)電機(jī)保護(hù)制定相對(duì)應(yīng)的巡檢制度。日常故障檢查排水工作開展，也沒有具備專業(yè)技術(shù)人員，導(dǎo)致故障長(zhǎng)期存在。當(dāng)生產(chǎn)活動(dòng)受到影響時(shí)，才會(huì)著手進(jìn)行檢修處理。此外，技術(shù)人員也未給電機(jī)保護(hù)裝置與系統(tǒng)提供可靠支撐。究其原因，電力保護(hù)裝置與系統(tǒng)的可靠性不高，需要耗費(fèi)大量時(shí)間與檢查工作來保證故障隱患被及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理。但電機(jī)所處環(huán)境復(fù)雜，維修巡檢人員容易受到干擾無法開展全面檢查。這也是管理工作失效的原因所在[1]。

2機(jī)電一體化技術(shù)中電機(jī)保護(hù)的優(yōu)化策略

2.1 用電問題優(yōu)化策略

對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)電機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)的各種用電問題，可通過監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電路與電能損耗。這里的監(jiān)測(cè)工作，可采用人工或是傳感器監(jiān)測(cè)方法，來為技術(shù)人員提供系統(tǒng)電能損耗現(xiàn)狀參數(shù)。目前，常規(guī)檢測(cè)儀器技術(shù)無法滿足電機(jī)保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)要求，因此，相關(guān)人員應(yīng)加大先進(jìn)設(shè)備使用。如霍爾型電流互感器，其能夠與IPM輸出電壓結(jié)合，以分壓電路方式，來對(duì)電壓與IPM輸出三相電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。如此，就可對(duì)故障進(jìn)行快速判斷，進(jìn)而向技術(shù)人員發(fā)出預(yù)警。而電機(jī)電能損耗，可采用用電監(jiān)控儀器，通過電能消耗與損耗圖的繪制，來從生產(chǎn)活動(dòng)與電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)過程找出電能損耗原因。如此，制定的解決方案將具備針對(duì)性與適用性。

2.2 井下電機(jī)問題優(yōu)化策略

井下機(jī)電一體化系統(tǒng)的電機(jī)故障問題，應(yīng)從預(yù)防處理角度入手，通過吸引具備專業(yè)技能的人才，以使科學(xué)監(jiān)測(cè)措施能夠作用于實(shí)踐。此外，在條件受限的情況下，應(yīng)通過引進(jìn)書畫監(jiān)控系統(tǒng)，像是傳感器設(shè)備，通過監(jiān)測(cè)電機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的各項(xiàng)指標(biāo)與井下空氣濕度溫度情況，來為礦業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的安全控制系統(tǒng)提供安全生產(chǎn)條件。

2.3 異步電機(jī)故障問題優(yōu)化策略

目前，可供異步電機(jī)故障問題控制工作開展選擇的方式有：自動(dòng)開關(guān)保護(hù)、熔斷器保護(hù)。自動(dòng)開關(guān)保護(hù)裝置，作為較為先進(jìn)的裝置，可通過監(jiān)測(cè)電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，來對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動(dòng)化分析。一旦發(fā)現(xiàn)問題，就可通過自動(dòng)斷開電路來為電機(jī)提供保護(hù)。而熔斷器保護(hù)裝置，就是對(duì)電流、電壓的異?，F(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過自動(dòng)熔斷來熟悉愛你斷電保護(hù)預(yù)期。

2.4 人員管理問題優(yōu)化策略

企業(yè)在使用機(jī)電一體化系統(tǒng)過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)規(guī)模、環(huán)境情況，來配備相應(yīng)的安全技術(shù)人員。這里的安全技術(shù)人員應(yīng)具備豐富的工作經(jīng)驗(yàn)。此外，相關(guān)人員還要對(duì)其職業(yè)素養(yǎng)進(jìn)行培訓(xùn)，以提升其綜合素質(zhì)水平。這樣一來，管理機(jī)制的制定優(yōu)化，就可得到落實(shí)，進(jìn)而使機(jī)電一體化系統(tǒng)電機(jī)為生產(chǎn)活動(dòng)提供安全可靠的環(huán)境條件[2]。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)中電機(jī)保護(hù)目標(biāo)的達(dá)成，需從監(jiān)測(cè)設(shè)備、技術(shù)以及人員角度入手，通過優(yōu)選來強(qiáng)化其作用實(shí)踐效果。事實(shí)證明，只有從針對(duì)性角度入手，才能使電機(jī)設(shè)備運(yùn)行使用的安全性與節(jié)能性達(dá)到產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)需求，進(jìn)而推動(dòng)涉及行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 金磊.基于電機(jī)在機(jī)電一體化技術(shù)中的保護(hù)分析[J].價(jià)值工程，2020，39（7）：236-237.

[2] 李宗敏.機(jī)電一體化應(yīng)用中的電機(jī)控制與保護(hù)路徑簡(jiǎn)述[J].中國(guó)設(shè)備工程，2018（15）：197-198.