机电一体化中的电机控制与保护

来源：核心期刊咨询网时间：2019-03-27 09:5912

摘要：【摘 要】我国机电一体化的应用是科技发展的典型代表，其中电机控制与保护，关系着机电一体化应用的质量。基于此，本文从机电一体化电机控制与保护中存在的问题出发，提出强化电流电压管控，定期对电机设备进行检修等解决措施，助力我国机电一体化的推广应用

　　【摘 要】我国机电一体化的应用是科技发展的典型代表，其中电机控制与保护，关系着机电一体化应用的质量。基于此，本文从机电一体化电机控制与保护中存在的问题出发，提出强化电流电压管控，定期对电机设备进行检修等解决措施，助力我国机电一体化的推广应用。

　　【关键词】强化管控;定期检修;清理环境

　　前言

　　机电一体化技术是机械技术、信息技术和电子技术相结合的产物。其广泛应用于不同的领域，机电一体化向着智能化和自动化的方向前进，将自动化机械技术与计算机技术和传感器技术结合，实现自身的飞速发展。对于其中电机控制与保护的问题，我国虽然多有努力但是仍存在不足，需要进一步的加强工作力度。

　　1.机电一体化中电机控制与保护存在的问题

　　1.1控制与保护硬件存在短板

　　我国目前所使用的机电一体化的电机保护装置是以电磁电热理论为基础设计的，同时配备有熔断器和电磁继电器等硬件保护措施，利用热继电器的过载保护功能和熔断器的短路进行保护。在当下的实际应用中，能够在短时间内实现对电机的保护，但是一些零件上存在灵敏度和准确性上的问题，在实际的生产过程中出现很多的事故。比如自动机床不能够准确的执行指令导致操作人员受伤等。此外，在电机控制与保护装置工作室，如果遇到突发事件需要反馈信息时，会出现信息缓冲的情况，这段时间内恰恰是故障的高发时间。因此，目前的控制与保护硬件不能够满足实际生产的要求，还会为以后的安全生产埋下隐患。这需要相关的机电产品在设计时，要有综合性，整体性的考量，保证控制与保护装置的多样性和系统性。

　　1.2井下机电设备应用存在问题

　　我国井下事故频繁发生，然而井下设备电子化的进程在我国迟迟不见推广，这一问题要考虑井下施工的特殊性，需要将井下机电设备的应用作为主要的研究方向，所以应当被归入机电一体化应用中电机控制与保护的研究范畴，目前的井下机电设备的实际应用中存在很多的问题，导致电机控制得不到有效的实施。亟待处理的薄弱环节就是鼠笼式异步电机的问题，如果这一环节上没有突破性的进展，那么电机事故的问题还会发生，进而影响整体的运行效率，并且还会产生一系列的问题。因此，必须加强相关的研究，为井下作业提供安全可靠的机电一体化技术[1]。

　　2.机电一体化中电机控制与保护的措施

　　2.1强化电流电压管控

　　在机电一体化中电机控制与保护装置的应用中，对于电流和电压的检测是非常关键的，他们能够对电机力矩，断相保护，逆变模块等故障进行诊断。鼠笼式异步电机的缺陷正是因为启动力矩小，所以导致在启动力矩要求较大的场合下无法使用。在电机的运行中，不同规格的电机会有不同的额定功率，额定电流，额定电压等数据。额定数据规定了电机的电流电压情况，保证电机一体化的安全实施，所以在实际的应用过程中，可以通过对一体化装置中的电流电压数值的管控来减少装置出问题的频率。比如使用霍尔型电流互感器和IPM输出电压采用分电压电路的方式，对输出的三相电流电压进行检测，强化管控工作。当发生一些细小的电机故障时，就可以及时的通过数据反映出来。即使是常规的检测仪表也可以实现对电流电压的管控。当电压出现异常时，很有可能是内部的电容出现问题，或者电阻设备发生故障;当电流出现异常时，可能是电机内部的线路出现了断路短路的故障等等。这能够帮助检修人员快速的确定问题发生的位置从而快速的解决问题。

　　2.2定期对其设备进行检修

　　电机是机电一体化应用中提供动力的装置，这也就说明电机会长期处于高负荷的工作状态中，在这样的工作强度下，对电机的磨损消耗很大。磨损的产生会导致电机处于异常的工作状态，加大了发生生产事故的几率，所以需要定期的对系统内的电机进行全面的检查。包括电机，传导轴承和其他的制动部件等等，对需要修理的部件进行维护，对损耗严重的部件进行更换，确保能够排除所有可能导致电机工作异常的因素。一般来说，电机的寿命为4-10万小时，超过服役期限的电机应该被替换。

　　在电机停运后首先要进行外壳清扫，接线盒清扫，对断路器和接触器等进行检查;在准备工作完成后首先进行电机的解体和抽转子，在清理检查的过程中，要根据检修记录卡的要求将本次检查数据和上次检修结果进行对比，确认零件是否有恶化的趋势，随后进行预防性试验，通过试验后将所有的零件重新组装，试转后确认无误方可结束本次的检修工作。

　　2.3保证电机的作业环境

　　保证电机的作业环境，有利于电机控制和保护工作，也是相关工作的最佳途径。有些作业环境相对恶劣，由于长期的通风不畅，会导致恶劣环境下有大量灰尘的堆积，这种情况下会导致电机内部堆积灰尘，在电机工作时产生的热量不能够及时的散出，严重的阻碍电机输出效率;而温度超过23℃之后还会严重影响工作人员的心理和生理状态，同时，有些工作环境比较复杂，想要对设备进行监测和维护的难度较大，因此需要改善作业环境来保证电机控制，保护工作能够进行。比如可以定期的对电机作业通道中的灰尘行进清理，延长电机堆积灰尘后需要清洁的周期;改善电机的通风路径，加强空气的循環流通，让电机在作业时能够有效的散热。再或者，为了保证设备设施作业的安全性而设计的环境检测系统，在部分矿山开采企业试用后证实了该系统的数据准确性和稳定性，工作人员能够通过服务器的端口实时监测数据了解作业环境，为工作人员的安全提供保证，都可以应用到实际中去。

　　2.4控制阀门与速度

　　在对电机的阀门和速度的控制上，我国目前采用的是双环控制方案。内环为速度环，外环为位置环。速度环是为了实现对电机实际的转速进行调节和控制，可以使用速度调节器，对PWM波发生器的载波频率进行调节可以达到这一目的;位置环的主要作用是为速度环提供速度设定值的参考，主要是根据位置环的当前位置速度设定，使用速度给定发生器实现。在机电控制保护装置的阀门和速度控制中，大流量阀门在运行中有匀速，减速，加速等阶段，并且实际位置与给定位置存在一定的偏差，导致阀门和速度控制上存在困难，这要求在调节工作中，要将阀门和给定阀门进行比较来调节速度[2]。

　　3.机电一体化中电机控制与保护的技术展望

　　随着我国科技的发展，机电一体化有更加广阔的发展空间，存在的问题也会逐一得到解决。机电一体化的发展趋势是智能化，绿色化，系统化，这就要求在故障模拟计算中，要把相位等量化的东西进行故障类型检测确定，通过对数据的评估，来实现对量化工作的研究，这是提升电机保护和增强继电保护装置精确度的有效措施;另外，将会有新型技术力量应用到其中，通过检测对不同的电机装置输出信息实现对电机状态的检测。通过积累和创新最终实现电机的控制与保护。

　　总结

　　综上所述，机电一体化的效果得到了业界的普遍认可，同时任何技术的发展都是一个循序渐进的过程，存在问题是在所难免的，只要我们能够正视机电一体化中存在的问题，降低事故的发生率，确保机电一体化应用的安全性，就能够实现机电一体化的长久发展。

　　参考文献：

　　[1]赵丽.基于机电一体化中的电机控制与保护[J].电子技术与软件工程，2018(19)：126.

　　[2]王容霞.机电一体化中的电机控制与保护研究[J].科技与企业，2016(07)：103.

　　推荐阅读：《山西电力》(双月刊)创刊于1981年，系山西省电力公司主管，山西电力科学研究院、山西省电机工程学会和山西电力技术院共同主办的国内外公开发行的电力技术期刊，主要面向全国电力行业技术与管理人员。

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