電機在機電一體化技術中的保護探究

張偉 馬永軍 梁國強

摘 要 針對目前電機在機電一體化技術系統運行過程中存在的問題，文章從實踐角度出發，分析了電機保護現狀，并提出了優化控制的方法策略。結果表明，產業建設者應結合自身情況對電機保護裝置設備進行選用，以使電機設備運行使用效果達到預期。

關鍵詞 電機;機電一體化技術;保護裝置

引言

現代化經濟建設背景下，機電一體化技術電機保護裝置起到越來越重要的作用，即能夠對機電一體化系統的安全性與節能性進行有效控制。然而，在保護控制過程，電機設備易受所處環境因素、設備、技術等因素影響，而出現短路、超負荷以及電能損耗大問題。為改善這一現狀，技術人員應結合實踐，對電機設備與保護裝置設施技術進行選用，以提升機電一體化技術的運用效果。

1機電一體化技術中的電機保護現狀

1.1 用電問題

通常情況下，電機保護裝置運行模式有兩種，即電磁與電熱。但隨著科技水平不斷提升，多產業領域的機械化系統實現了機電一體化，導致電機承擔工作量不斷增加。當機電一體化系統中的電機長期處于運轉與頻繁啟動狀態，電機電路就會出現問題。如，電機線路會因老化問題而增加電能損耗，使電機處于超負荷運行狀態，進而造成電路短路現象發生。此外，一些企業在選購機電一體化電機設備時，并未充分考慮電能損耗與強度需求，這就在一定程度上增加了系統運行的用電風險。

1.2 井下電機設備故障問題

當電機處于正常生產運行狀態下，保護設施較為完善，且受周邊環境因素影響少。但部門產業所處的機電一體化運行環境，會使電機受到周邊環境影響，進而降低電機保護工作效率。以礦物開采為例，井下作業環境使用的掘進機、開采機與傳輸系統，絕大多數實現了機電一體化。然而，電機在礦井下環境不僅會出現潮濕問題，還將面臨井下瓦斯與地下水等環境設施的影響。再加上，井下環境信號較差，電機保護裝置監測功能無法及時有效地將危險信號傳遞至監控中心。這就導致故障問題無法及時處理。在維修方面，井下空間狹小且昏暗，無法為人工檢查電機保護裝置設備提供工作開展的良好環境。尤其是，鼠籠式異步電機，其作用于井下機電一體化系統環境，保護工作開展難度大，故障發生率高，嚴重影響了設施運行使用的可靠性。

1.3 異步電機故障問題

異步電機，作為機電一體化系統中故障率較高的部分，多數情況并不能對其故障進行及時有效控制。以某產業機電一體化系統運行使用三相異步電機設備為例，因其處于長期運行狀態，再加上，周邊環境差且日常維護保養工作不到位，使得設備易出現電路故障。不僅使產業生產活動與生產秩序受到影響，還會造成難以預計的安全隱患。

1.4 缺乏健全管理機制

就目前來看，雖然機電一體化系統的應用范圍越來越廣，越來越多的企業認識到電機對系統運行效果的重要作用，但企業仍未形成一個健全的管理機制。如，沒有針對系統電機保護制定相對應的巡檢制度。日常故障檢查排水工作開展，也沒有具備專業技術人員，導致故障長期存在。當生產活動受到影響時，才會著手進行檢修處理。此外，技術人員也未給電機保護裝置與系統提供可靠支撐。究其原因，電力保護裝置與系統的可靠性不高，需要耗費大量時間與檢查工作來保證故障隱患被及時發現處理。但電機所處環境復雜，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機電一體化技術中電機保護的優化策略

2.1 用電問題優化策略

對于機電一體化系統電機運行出現的各種用電問題，可通過監測系統電路與電能損耗。這里的監測工作，可采用人工或是傳感器監測方法，來為技術人員提供系統電能損耗現狀參數。目前，常規檢測儀器技術無法滿足電機保護裝置監測要求，因此，相關人員應加大先進設備使用。如霍爾型電流互感器，其能夠與IPM輸出電壓結合，以分壓電路方式，來對電壓與IPM輸出三相電流進行實時監測。如此，就可對故障進行快速判斷，進而向技術人員發出預警。而電機電能損耗，可采用用電監控儀器，通過電能消耗與損耗圖的繪制，來從生產活動與電機運行狀態過程找出電能損耗原因。如此，制定的解決方案將具備針對性與適用性。

2.2 井下電機問題優化策略

井下機電一體化系統的電機故障問題，應從預防處理角度入手，通過吸引具備專業技能的人才，以使科學監測措施能夠作用于實踐。此外，在條件受限的情況下，應通過引進書畫監控系統，像是傳感器設備，通過監測電機運行產生的各項指標與井下空氣濕度溫度情況，來為礦業生產活動的安全控制系統提供安全生產條件。

2.3 異步電機故障問題優化策略

目前，可供異步電機故障問題控制工作開展選擇的方式有：自動開關保護、熔斷器保護。自動開關保護裝置，作為較為先進的裝置，可通過監測電機系統運行狀態，來對數據信息進行自動化分析。一旦發現問題，就可通過自動斷開電路來為電機提供保護。而熔斷器保護裝置，就是對電流、電壓的異常現象進行監測，通過自動熔斷來熟悉愛你斷電保護預期。

2.4 人員管理問題優化策略

企業在使用機電一體化系統過程中，應根據實際生產規模、環境情況，來配備相應的安全技術人員。這里的安全技術人員應具備豐富的工作經驗。此外，相關人員還要對其職業素養進行培訓，以提升其綜合素質水平。這樣一來，管理機制的制定優化，就可得到落實，進而使機電一體化系統電機為生產活動提供安全可靠的環境條件[2]。

3結束語

綜上所述，機電一體化技術中電機保護目標的達成，需從監測設備、技術以及人員角度入手，通過優選來強化其作用實踐效果。事實證明，只有從針對性角度入手，才能使電機設備運行使用的安全性與節能性達到產業生產建設需求，進而推動涉及行業的健康穩定發展。

參考文獻

[1] 金磊.基于電機在機電一體化技術中的保護分析[J].價值工程，2020，39（7）：236-237.

[2] 李宗敏.機電一體化應用中的電機控制與保護路徑簡述[J].中國設備工程，2018（15）：197-198.