闡述機電一體化中電機的保護與控制

崔海峰

摘 要：機電一體化技術是當前社會發展中重要的科學成果之一，面對社會發展速度的不斷加快以及經濟發展的需求，在進行機電一體化技術的推廣及研發中，做好電機的控制以及保護工作是相當重要的事情。但是由于其中存在的問題一直沒有得到有效的解決，所以嚴重制約了機電一體化工程價值的發揮，文章將對機電一體化的電機保護與控制進行分析。

關鍵詞：機電一體化；電機保護；電機控制

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）15-0093-02

在經濟實力不斷強化的基礎上，我國各行業的發展都得到重要的經濟基礎支持。面對大量的經濟資源支出，我國在科研領域取得的重要成果也獲得了重大的突破。隨著各學科之間的不斷價差，機械工程領域與電子領域也開始出現了融合，這就導致機電技術的發展日趨成熟。

針對電機控制以及保護中存在的問題進行研究，分析機電一體化的發展歷史，有助于我們為推廣機電一體化中電機的保護與控制獲得更有價值的理論依據。

1 機電一體化的發展

機電一體化概念的提出有效地推動了當前社會的發展與建設，該概念的出現是起始與20世紀的70年代。由于當時人們手中所掌握的科學技術并不十分健全，所以在不斷的新技術涌現中就開始對原有的機電產品的性能進行完善。當第二次世界大戰開始之后，人們逐漸的認識到了機械電子產品的重要性以及應用價值，所以，受到戰爭的影響，這些技術在戰后開始的廣泛在民間流行，為戰后世界經濟體系的重新建立以及復蘇起到了一定的促進作用。因為通信技術和計算機的不斷發展與完善，控制技術和電子技術也在追逐中發展，這都為機電的一體化發展打下了基礎。直到20世紀的90年代后期為止，機電一體化才進入了一個全新的發展時期，表現在兩個方面；一是機電一體化的科學體系受到了越來越多的專家和學者們注意，也因此而形成了新的分支；二是光纖技術與神經網絡技術等相關研究領域都有了很大的發展，讓機電一體化在發展上有了更廣闊的空間。

2 機電一體化應用中電機控制與保護存在的問題

隨著國家經濟實力的不斷提升，我國機電一體化技術領域所取得的成果也是逐漸的浮出了水面。但是由于技術理論的空白與實際應用經驗的短缺，在進行機電一體化的推廣中，電機控制與保護依舊存在一些我們尚未解決的問題，這些問題的存在影響了電機價值的提升，同時也阻礙了我國機電一體化工程的全面推進。

2.1 井下機電設備應用存在的問題

機電設備的應用在我國社會的各個行業當中均有廣泛的運用和普及，其為我國經濟的發展以及社會的建設作出了巨大的貢獻，但是在實際的電機控制以及應用保護中存在的問題卻十分的顯眼。首先是在電機控制中異步電機的控制與保護是一個較為薄弱的環節，一旦出現了故障，將直接影響整個電機的工作與運行，進而產生連鎖效應，引發更多的運行故障，導致了電機設備應用價值的下降。所以在進行電機設備的控制與保護中，針對異步電機的控制與保護工作加強研發力度，提供更為可靠的保護及控制技術就成為了未來發展的當務之急。

2.2 電機控制保護裝置的使用難以達到需求

當前社會所使用的電機保護裝置依舊比較落后，面對機電一體化應用的超前控制保護要求依舊沒有達到。并且，現代的電機控制保護裝置采用電熱原理與電磁原理為基礎，應用熱繼電器與熔斷器的過載保護以及短路功能實現保護，但是該元件本身就有缺陷，導致了機電控制與保護環節存在諸多問題，所以在未來的設計中應該重視設計、控制的融合，實現機電控制保護裝置的多樣化。

3 機電一體化應用中電機控制與保護的措施

電機設備是機電一體化體系中重要的組成部分，在進行機電一體化應用模式的推廣中，電機設備的主要執行機構由兩個主要的部分組裝而成。首先是執行驅動部分、其次是控制部分；執行驅動部分主要通過位置傳感器、三相伺服電機等相關設備共同組成，而控制部分則是傳統的單片機、變頻器、輸入通道等相關組成設備共同組成。兩者相互協調、共同發揮作用。

3.1 對閥門與速度的控制

電機的控制需要相關的部件以及裝置共同操作，其次在進行控制的時候還需要重視“速度”這個關鍵的因素，要想在電機控制與保護的實際應用中取得一定的效果，就必須控制好閥門以及速度。當前社會經過長時間的發展之后，在技術以及經驗上都有了相對深厚的積累，采用的相關控制方案主要是雙環控制，雙環中的內環是速度環、外環是傳統的位置環。速度環在電機進行工作的時候是方便操作技術人員對點擊實際轉速進行調節以及控制的重要組成部分，通過對內部速度調節器的有效控制，合適波段的調節PWM波發生器的載波頻率，進而達到對整個電機速度的調節作用。

3.2 對電流電壓的準確檢測

機電一體化是當前機電專業發展中的核心發展概念，在進行機電設備的使用以及運維管理過程中，深入機電一體化工作的研究，有助于完善對機電工程推廣中機電設備的合理控制與保護。電機在機電一體化中的控制與保護工作，同樣是其中重要的組成環節之一，在檢測的過程中，必須對機電的電壓、電流等相關參數進行必要的檢測以及記錄，然后對檢測的結果進行合理、科學的處理分析；做好正確的檢測及處理工作，將有助于對機電一體化中的電機的使用力矩、逆變模塊、斷電保護等相關參數以及出現的故障進行及時的獲取以及發現，有助于對故障發生后診斷工作的順利開展。不過，在實際的操作中，傳統的電壓互感器與電流互感器等互感設備是不能夠達到相關準確檢測的目的的，但是存在的問題我們必須盡快的排除；所以，在進行機電設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輸出電壓發用分壓電路對IPM輸出三相電流與電壓進行合理的檢測，進而確保在檢測的過程中能夠達到電機設備的使用控制要求與保護的要求，提高檢測工作開展的準確性。

4 電機保護控制裝置的前景以及發展趨勢

在電機保護控制裝置的未來發展中，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故障類檢測量，對相關數據進行分析與研究，做好“量”的研究工作，是可以提高保護和增強繼電裝置的使用精度的，該方法的使用還能夠為以后的電機保護裝置的理論研究提供可靠的數據，對于未來保護控制裝置的門檻突破具有幫助。其次，重視科學技術的開發與運用也是十分重要，也是未來發展的一個新方向。比如，對電機設備實行監測性的保護，通過對一些新型科學技術產品的運用，對電機在工作中運行的工況進行檢測，根據不同裝置輸出的信息進行狀態的判斷，把收集的相關數據信息進行整理分類，利用對比分析法進行故障的登記法劃分與類別劃分，然后在根據提示的相關信息采取正確的處理措施。通過這種循序漸進的解決方式將在實現電機控制與保護工作落實到實處的基礎上，還能夠對突發性故障的發生提供一定的預警，對故障隱患提前示警，達到有效的預防目的。

5 結 語

為了提高機電一體化中電機的應用價值，實現電機的節能性、安全性、高效性，做好對電機的控制以及保護設備、理論的研究運用，將有助于機電一體化工程在我國的發展與推廣。

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