邢巖峰

摘 要：電機(jī)控制與保護(hù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的有效落實(shí)，一方面能夠根據(jù)電機(jī)運(yùn)行狀況提供適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，避免意外故障對電力系統(tǒng)其他設(shè)備造成損傷；另一方面，憑借控制管理方案，更能夠細(xì)致調(diào)控電機(jī)運(yùn)行環(huán)境，以此滿足企業(yè)經(jīng)濟(jì)與功能可持續(xù)化的發(fā)展需要。本文基于機(jī)電一體化構(gòu)成與原理展開分析，在明確電機(jī)控制與保護(hù)措施同時(shí)，期望能夠?yàn)楹罄m(xù)機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)建提供良好參照。

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

1 機(jī)電一體化電機(jī)構(gòu)成與原理概述

1.1 電機(jī)構(gòu)成分析

機(jī)電一體化系統(tǒng)在電機(jī)選擇時(shí)多選用交流電動(dòng)機(jī)，此類電動(dòng)機(jī)也可分為單相交流電動(dòng)機(jī)與三相異步電動(dòng)機(jī)。其中，單相交流電動(dòng)機(jī)多用于民用電器，而三相異步電動(dòng)機(jī)則更適用于工業(yè)生產(chǎn)。從電機(jī)結(jié)構(gòu)角度來看，內(nèi)部功能性結(jié)構(gòu)主要分為執(zhí)行驅(qū)動(dòng)與控制單元。其中執(zhí)行驅(qū)動(dòng)由傳感器及電機(jī)組成，而控制單元?jiǎng)t包括單片機(jī)、PWM波發(fā)生器與整流模塊等組成，以便數(shù)據(jù)信號通過單片機(jī)對驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供指令，使電機(jī)系統(tǒng)能夠正常使用。

1.2 工作原理分析

電機(jī)執(zhí)行系統(tǒng)使用電流傳感器、電壓傳感器及位置傳感器進(jìn)行相關(guān)檢測，在檢測完成后會成功獲取逆變模塊的三相輸出電流以及電壓、閥門的位置信號，使用A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)入單片機(jī)，單片機(jī)依靠PWM波發(fā)生器實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)運(yùn)行的目標(biāo)。380伏電源全橋整流為逆變模塊提供直流電壓信號，下面對三相異步電動(dòng)機(jī)的工作基理進(jìn)行說明：在三相對稱電流進(jìn)入三相對稱繞組中會形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場，之后轉(zhuǎn)子導(dǎo)體會對旋轉(zhuǎn)磁場的感應(yīng)電動(dòng)勢及電流進(jìn)行切割處理，電磁力會對轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體產(chǎn)生一定的作用，在一定時(shí)間后會形成電磁轉(zhuǎn)距，進(jìn)而使電機(jī)中的轉(zhuǎn)子進(jìn)入轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。

2 機(jī)電一體化電機(jī)控制分析

2.1 電機(jī)閥位與速度控制

閥位和速度是電機(jī)控制中的重要內(nèi)容，各企業(yè)需要充分重視兩者的控制工作，當(dāng)前多使用雙環(huán)控制方法實(shí)現(xiàn)控制兩者的目標(biāo)，雙環(huán)包括速度環(huán)和位置環(huán)，速度環(huán)可對電機(jī)設(shè)備的運(yùn)行速度和指定發(fā)生器事先設(shè)置的速度展開橫向?qū)Ρ?，在對比及分析后會使用速度調(diào)節(jié)器對PWM波發(fā)生器的載波頻率進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，從而對電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行有效控制；位置環(huán)將電機(jī)位置速度的設(shè)定值和PWM波發(fā)生器給出需要的速度值作為依據(jù)實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目標(biāo)。電機(jī)大流量閥執(zhí)行結(jié)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)行過程中會出現(xiàn)勻速，加速和減速三個(gè)時(shí)期，以上各時(shí)期在加速度和速度調(diào)節(jié)時(shí)間均不固定，會出現(xiàn)不同程度的變化，基于此為了更好地控制電機(jī)閥位和速度，工作人員需要做好實(shí)際和指定閥位橫向比較的工作，當(dāng)情況比較特殊時(shí)還需要對實(shí)際閥位、指定閥位以及其速度進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，為機(jī)電一體化應(yīng)用效果的提升提供更多的保障。

2.2 電機(jī)保護(hù)裝置控制

在電機(jī)運(yùn)行過程中，通常會因?yàn)橥饨绛h(huán)境等影響對電機(jī)元件造成損傷，若不及時(shí)對受損元件進(jìn)行處理，則極易出現(xiàn)電機(jī)運(yùn)行故障，使其他企業(yè)功能設(shè)備的使用受到損害。根據(jù)以往電機(jī)保護(hù)資料可知，常規(guī)的保護(hù)裝置主要采用電壓互感器與電流互感器，雖然能夠有效鑒別電力系統(tǒng)內(nèi)部短路與斷路的問題，但伴隨現(xiàn)代機(jī)電一體化技術(shù)的不斷拓展，此類措施已經(jīng)無法再對電機(jī)進(jìn)行更細(xì)致的控制，因此必須根據(jù)實(shí)際情況提供單機(jī)控制保護(hù)措施，才能避免系統(tǒng)運(yùn)行存在風(fēng)險(xiǎn)。比如：使用霍爾型電流互感器可對IPM輸出的三相電流進(jìn)行準(zhǔn)確測量，IPM輸出的電壓會依靠分壓電路檢測電機(jī)保護(hù)裝置，進(jìn)而對電機(jī)電流的頻率和電壓的頻率進(jìn)行有效控制。

3 機(jī)電一體化電機(jī)保護(hù)分析

3.1 重視電機(jī)運(yùn)行保護(hù)工作

首先，在電機(jī)運(yùn)行前，管理人員需要對電源連接狀況進(jìn)行檢查，確保啟動(dòng)器與熔絲等設(shè)備與系統(tǒng)規(guī)定要求相匹配，以便為電機(jī)運(yùn)行質(zhì)量提供保障。其次，管理人員需要根據(jù)轉(zhuǎn)子、負(fù)載轉(zhuǎn)軸與外界判斷電動(dòng)機(jī)是否存在問題，并經(jīng)過負(fù)載設(shè)備試運(yùn)行判斷是否工作充分。最后，在電源系統(tǒng)連接電機(jī)時(shí)，管理人員需要對負(fù)載設(shè)備和傳動(dòng)裝置運(yùn)行狀況進(jìn)行細(xì)致觀察，若存在異常狀況則必須第一時(shí)間斷開電源，并對異常部位進(jìn)行細(xì)致檢查，確保問題解決才能重新將電機(jī)連接入電力系統(tǒng)內(nèi)。

3.2 落實(shí)電機(jī)運(yùn)行監(jiān)督工作

根據(jù)以往電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行資料可知，電機(jī)忽然出現(xiàn)故障問題的狀況比較常見，通常是由于電機(jī)設(shè)備老化或使用環(huán)境影響對電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行造成的影響。因此，管理人員需要借助先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備對運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)化監(jiān)督，確保檢測內(nèi)容較為全面且數(shù)據(jù)檢測真實(shí)，才能確保及時(shí)察覺電機(jī)運(yùn)行可能潛在的故障隱患，以此將數(shù)據(jù)傳遞至檢修平臺，以便電機(jī)潛在故障風(fēng)險(xiǎn)能夠被解決，避免對電機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)內(nèi)的其他設(shè)備造成損傷，以此保障企業(yè)功能與經(jīng)濟(jì)體系運(yùn)行質(zhì)量與可靠性。

3.3 定期對電機(jī)檢修與維護(hù)

定期檢修和維護(hù)是減少電機(jī)出現(xiàn)故障問題的重要方法，企業(yè)需要招聘技術(shù)水平及綜合素質(zhì)較高的人員組成一支高水平的檢修隊(duì)伍，其工作任務(wù)是按照事前制定的計(jì)劃完成電機(jī)檢修及維護(hù)工作。在實(shí)際工作過程中維修人員需要親自到現(xiàn)場對電機(jī)傳導(dǎo)軸承，制動(dòng)部件以及其它構(gòu)件等進(jìn)行詳細(xì)檢查，對其運(yùn)轉(zhuǎn)情況和有無故障問題進(jìn)行判斷，如果發(fā)現(xiàn)異常情況需要馬上在現(xiàn)場展開排查，對故障范圍及其會產(chǎn)生何種影響進(jìn)行確定，當(dāng)故障問題不嚴(yán)重時(shí)可立即采取措施進(jìn)行處理，當(dāng)故障問題比較嚴(yán)重時(shí)需要及時(shí)報(bào)告給上級部門，在獲得允許后及專家分析后制定針對性對策進(jìn)行處理，保證在短時(shí)間內(nèi)解決故障問題，將其產(chǎn)生的影響降至最低。與此同時(shí)電機(jī)長時(shí)間使用后其中的一些零部件會出現(xiàn)老化的情況，在發(fā)現(xiàn)老化部件后維修人員需要及時(shí)上報(bào)，讓采購部門購進(jìn)同種類和同規(guī)格的部件，使用全新的部件替換已經(jīng)老化的部件，保證電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

另外，根據(jù)以往電機(jī)故障資料可知，電機(jī)使用時(shí)長在達(dá)到十萬小時(shí)左右時(shí)，通常電機(jī)運(yùn)行效果與安全系數(shù)會呈現(xiàn)明顯的降低趨勢，在此期間若管理人員并未作出有效的防治措施，從而任由電機(jī)繼續(xù)使用，則勢必會影響電機(jī)設(shè)備使用的安全性。因此，在電機(jī)工作期間，管理與檢修人員需做好電機(jī)記錄工作，確定使用壽命與啟動(dòng)時(shí)長后，再根據(jù)市場環(huán)境與性能需求選擇更適宜的電機(jī)產(chǎn)品。根據(jù)近些年經(jīng)濟(jì)與技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r可知，電機(jī)在種類與性能方面都得到了不同程度完善，在企業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展理念下，合理引用信息電機(jī)能夠進(jìn)一步提升工作質(zhì)量，才能通過穩(wěn)定且可靠的能源供給為后續(xù)機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)建奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

電機(jī)控制與保護(hù)措施在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的有效落實(shí)，不但能夠根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境提供更全面的技術(shù)保障措施，以此降低電力運(yùn)行故障出現(xiàn)的概率，同時(shí)憑借控制方案，更能夠借助數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)調(diào)整電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，以便為后續(xù)電力系統(tǒng)調(diào)度等工作的開展提供幫助。故而，在論述機(jī)電一體化中的電機(jī)控制與保護(hù)期間，必須明確電機(jī)運(yùn)行潛在風(fēng)險(xiǎn)與常見問題，在研究電機(jī)結(jié)構(gòu)與原理同時(shí)，提供具備針對性的優(yōu)化解決方案，才能為后續(xù)機(jī)電一體化技術(shù)的開展提供更全面的保障。

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