何乃衡

（甘電投張掖發(fā)電有限責(zé)任公司 甘肅張掖 734000）

機(jī)電一體化中電機(jī)的保護(hù)與控制

何乃衡

（甘電投張掖發(fā)電有限責(zé)任公司 甘肅張掖 734000）

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展中，機(jī)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(jī)電制造業(yè)一直都受到國(guó)家與社會(huì)的廣泛關(guān)注，更是國(guó)家重點(diǎn)支持的項(xiàng)目，在機(jī)電一體化中，電機(jī)發(fā)揮的作用更是不可替代，并且政府以及社會(huì)每年都會(huì)投入大量的資金對(duì)其技術(shù)、保護(hù)與控制進(jìn)行改進(jìn)，為機(jī)電制造的發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力。本文將會(huì)對(duì)機(jī)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(wèn)題，并提出加強(qiáng)機(jī)電一體化中的電機(jī)控制與保護(hù)，不斷提高機(jī)電一體化技術(shù)，加快其發(fā)展。

機(jī)電一體化；電機(jī)；保護(hù)；控制

通常情況下，把電子技術(shù)用于信息的產(chǎn)生、傳播以及控制對(duì)能源的組織就是機(jī)電一體化。但是電機(jī)一體化在構(gòu)成方面來(lái)講，把電子技術(shù)與相關(guān)的機(jī)械設(shè)備組合到一起，二者協(xié)調(diào)發(fā)展共同組建成一個(gè)整體就是機(jī)電一體化。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化逐漸與有關(guān)的控制技術(shù)、電力電子技術(shù)和高難度的接口技術(shù)等都有效的結(jié)合起來(lái)，為企業(yè)的工程項(xiàng)目的建設(shè)技術(shù)提供保障，同時(shí)還能減少損耗。本文接下來(lái)將會(huì)對(duì)機(jī)電一體化中的電機(jī)保護(hù)與控制做出探討，提高機(jī)電一體化的技術(shù)加快其發(fā)展。

1 機(jī)電一體化技術(shù)中電機(jī)的工作原理與發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 機(jī)電一體化中電機(jī)的工作原理

在生活中常用的電機(jī)就是交流電動(dòng)機(jī)，而這種交流電動(dòng)機(jī)又可以分成單相交流電動(dòng)機(jī)和二相異步電機(jī)，二者的差距就是第一種多用于民用的機(jī)械設(shè)備上，第二種多用于工業(yè)生產(chǎn)中。電機(jī)的工作原理主要是經(jīng)過(guò)電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)對(duì)所及經(jīng)過(guò)的電流和電壓傳感器以及相關(guān)的傳感器進(jìn)行檢測(cè)，在逆變模塊把電流以及電壓、閥門(mén)等做出信號(hào)，再經(jīng)過(guò)A/D輸入到單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)發(fā)生器的控制，進(jìn)而達(dá)到對(duì)電機(jī)的控制。

1.2 機(jī)電一體化技術(shù)中電機(jī)的現(xiàn)狀

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)得到了明顯的提高，其中相關(guān)的裝置已經(jīng)逐漸完善，更好的適應(yīng)現(xiàn)代化的發(fā)展。[1]例如，一些原來(lái)的機(jī)械部件可以選用微電子裝置進(jìn)行替換，使其功能更加豐富，可以對(duì)信息以及相關(guān)檢測(cè)等都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高了工作效率。但是在電機(jī)現(xiàn)實(shí)的操作中，有一些問(wèn)題仍然沒(méi)有得到解決，例如執(zhí)行機(jī)構(gòu)過(guò)多、定位的準(zhǔn)確性差、結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜以及可靠性低。因此，利用機(jī)電一體化技術(shù)可以有效的解決這些問(wèn)題，把電機(jī)、閥門(mén)以及相關(guān)的控制器組合到一起，就可以通過(guò)彼此間的相互協(xié)助，實(shí)現(xiàn)高效率、高品質(zhì)作業(yè)。

2 機(jī)電一體化中電機(jī)的保護(hù)與控制

通常情況下，電機(jī)的保護(hù)與控制主要是對(duì)電機(jī)的進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，只有對(duì)電機(jī)做好維護(hù)與保養(yǎng)才能使其發(fā)揮自身的作用，為機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用起到重大的作用。對(duì)電機(jī)進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)不斷可以延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命，還能節(jié)能相關(guān)的能源損耗，為相關(guān)工作發(fā)揮真正的作用。對(duì)電機(jī)的保護(hù)與控制是發(fā)展經(jīng)濟(jì)的首先要考慮的因素，也是社會(huì)廣泛關(guān)注的問(wèn)題之一，但是電機(jī)在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中，仍然存在一些問(wèn)題使機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展受到阻礙。

2.1 電機(jī)控制保護(hù)裝置問(wèn)題

近幾年來(lái)，我國(guó)的電機(jī)控制保護(hù)裝置仍然存在很多問(wèn)題沒(méi)有得到處理。例如，在井下的電機(jī)控制保護(hù)設(shè)備，鼠籠式異步電機(jī)就是常發(fā)生故障的電機(jī)之一。據(jù)有關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，鼠籠式異步電機(jī)出現(xiàn)的故障率占據(jù)整體電機(jī)出現(xiàn)故障的50%以上。因此，就井下項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，只有做好電機(jī)的控制保護(hù)裝置，才能確保礦井可以安全有序的進(jìn)行施工。[2]一般情況下，電機(jī)的保護(hù)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(shí)候，熔斷器就可以對(duì)其進(jìn)行保護(hù)；如果發(fā)生過(guò)載等情況，熱繼電器就可以對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。這兩種情況都是非常典型的保護(hù)技術(shù)。不過(guò)在科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)械得到了更加完善的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化，使電機(jī)的工作效率與工作質(zhì)量都得到了明顯的提高，同時(shí)也減輕了人工的工作量。但是對(duì)于電機(jī)來(lái)說(shuō)，其發(fā)生損壞不僅僅是在工作過(guò)程中，在開(kāi)機(jī)的狀態(tài)下，受到電壓以及使用時(shí)間等因素的影響都會(huì)加劇電機(jī)的損壞，進(jìn)而減少電機(jī)的使用壽命，影響工作效率與工作質(zhì)量。

2.2 電機(jī)閥位和速度的控制

對(duì)電機(jī)的閥位以及速度進(jìn)行控制，是對(duì)機(jī)電一體化中電機(jī)的保護(hù)與控制最主要的影響因素，也是解決電機(jī)相關(guān)問(wèn)題的關(guān)鍵性技術(shù)。對(duì)電機(jī)閥門(mén)的相關(guān)開(kāi)關(guān)的保護(hù)與控制、對(duì)閥位合理位置的分析與判斷、達(dá)到電機(jī)的保護(hù)，做到精準(zhǔn)的定位以及模擬把信號(hào)進(jìn)行隔離是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化中非常重要的技術(shù)。如果想對(duì)機(jī)電一體化中的電機(jī)閥位以及速度進(jìn)行保護(hù)與控制，相關(guān)的處理器就會(huì)對(duì)變頻器里流出的電流以及電壓進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而求出輸出力矩。把這個(gè)力矩與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的力矩進(jìn)行比較，假如數(shù)值相等或過(guò)大，就要把電機(jī)的運(yùn)行速度減小，這樣才能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的保護(hù)與控制。[3]對(duì)于傳統(tǒng)的電機(jī)來(lái)說(shuō)，檢測(cè)其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥位的最佳位置的方法是利用機(jī)械式限位開(kāi)關(guān)來(lái)確定的，如果檢測(cè)的信號(hào)變大，單片機(jī)就會(huì)自動(dòng)把變大的信號(hào)與最佳位置的信號(hào)做出對(duì)比，假如沒(méi)有發(fā)生變化或者是變化的很小，電機(jī)的供電電源就會(huì)自動(dòng)做出處理，減少損壞，提高運(yùn)行效率。

3 電機(jī)保護(hù)控制裝置的發(fā)展前景

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

研發(fā)與應(yīng)用新型的技術(shù)，也可以有效的對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)與控制。而應(yīng)用新技術(shù)研發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品以及理論就可以在電機(jī)工作的時(shí)候做出實(shí)時(shí)的監(jiān)控。例如，可以通過(guò)高頻電磁波、位移以及振動(dòng)的對(duì)機(jī)電一體化中電機(jī)進(jìn)行有效的保護(hù)與控制。[4]而監(jiān)控到的數(shù)據(jù)信息會(huì)在計(jì)算機(jī)做出相應(yīng)的計(jì)算與分析以后，進(jìn)行整理與分類(lèi)，進(jìn)而就可以根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果對(duì)電機(jī)的狀態(tài)以及運(yùn)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(yán)重要及時(shí)的做出解決措施，這種方法可以有效的對(duì)電機(jī)做出實(shí)時(shí)的保護(hù)與控制。另外，這種檢測(cè)技術(shù)還可以應(yīng)用在電機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，如果發(fā)生突發(fā)故障可以及時(shí)的發(fā)出警報(bào)信號(hào)，減少損失。同時(shí)也是開(kāi)發(fā)了機(jī)電一體化的全新市場(chǎng)，提高電機(jī)的工作效率與質(zhì)量，加快了我國(guó)的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也為我國(guó)各行各業(yè)的發(fā)展起到了一定的推動(dòng)作用。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，由于我國(guó)科學(xué)技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)水平的提高，使機(jī)電一體化也得到了全面的發(fā)展與進(jìn)步，其中電機(jī)的保護(hù)與控制更是我國(guó)政府以及社會(huì)人員廣泛關(guān)注的問(wèn)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(qiáng)機(jī)電一體化中電機(jī)的保護(hù)與控制是非常有必要的，電機(jī)的運(yùn)行效率與運(yùn)行質(zhì)量是電機(jī)行業(yè)前進(jìn)的目標(biāo)，而目前通過(guò)對(duì)現(xiàn)階段電機(jī)保護(hù)與控制中的問(wèn)題、以及電機(jī)保護(hù)控制裝置的發(fā)展前景做出詳細(xì)的分析，在根本上提高機(jī)電一體化中電機(jī)的保護(hù)與控制技術(shù)，也為日后電機(jī)的進(jìn)步與完善奠定了一定的基礎(chǔ)。

[1]倫春紅.機(jī)電一體化中的電機(jī)控制和保護(hù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，10：67.

[2]杜秀琴.淺談電機(jī)在機(jī)電一體化技術(shù)中的保護(hù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，06：74.

[3]孫彩麗.機(jī)電一體化中的電機(jī)控制與保護(hù)[J].硅谷，2013，06：66.

[4]崔海峰.闡述機(jī)電一體化中電機(jī)的保護(hù)與控制[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)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(dòng)化專(zhuān)業(yè)，主要從事繼電保護(hù)工作。