崔海峰

摘 要：機(jī)電一體化技術(shù)是當(dāng)前社會發(fā)展中重要的科學(xué)成果之一，面對社會發(fā)展速度的不斷加快以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，在進(jìn)行機(jī)電一體化技術(shù)的推廣及研發(fā)中，做好電機(jī)的控制以及保護(hù)工作是相當(dāng)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(yán)重制約了機(jī)電一體化工程價(jià)值的發(fā)揮，文章將對機(jī)電一體化的電機(jī)保護(hù)與控制進(jìn)行分析。

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

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

在經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷強(qiáng)化的基礎(chǔ)上，我國各行業(yè)的發(fā)展都得到重要的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)支持。面對大量的經(jīng)濟(jì)資源支出，我國在科研領(lǐng)域取得的重要成果也獲得了重大的突破。隨著各學(xué)科之間的不斷價(jià)差，機(jī)械工程領(lǐng)域與電子領(lǐng)域也開始出現(xiàn)了融合，這就導(dǎo)致機(jī)電技術(shù)的發(fā)展日趨成熟。

針對電機(jī)控制以及保護(hù)中存在的問題進(jìn)行研究，分析機(jī)電一體化的發(fā)展歷史，有助于我們?yōu)橥茝V機(jī)電一體化中電機(jī)的保護(hù)與控制獲得更有價(jià)值的理論依據(jù)。

1 機(jī)電一體化的發(fā)展

機(jī)電一體化概念的提出有效地推動了當(dāng)前社會的發(fā)展與建設(shè)，該概念的出現(xiàn)是起始與20世紀(jì)的70年代。由于當(dāng)時(shí)人們手中所掌握的科學(xué)技術(shù)并不十分健全，所以在不斷的新技術(shù)涌現(xiàn)中就開始對原有的機(jī)電產(chǎn)品的性能進(jìn)行完善。當(dāng)?shù)诙问澜绱髴?zhàn)開始之后，人們逐漸的認(rèn)識到了機(jī)械電子產(chǎn)品的重要性以及應(yīng)用價(jià)值，所以，受到戰(zhàn)爭的影響，這些技術(shù)在戰(zhàn)后開始的廣泛在民間流行，為戰(zhàn)后世界經(jīng)濟(jì)體系的重新建立以及復(fù)蘇起到了一定的促進(jìn)作用。因?yàn)橥ㄐ偶夹g(shù)和計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展與完善，控制技術(shù)和電子技術(shù)也在追逐中發(fā)展，這都為機(jī)電的一體化發(fā)展打下了基礎(chǔ)。直到20世紀(jì)的90年代后期為止，機(jī)電一體化才進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期，表現(xiàn)在兩個(gè)方面；一是機(jī)電一體化的科學(xué)體系受到了越來越多的專家和學(xué)者們注意，也因此而形成了新的分支；二是光纖技術(shù)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相關(guān)研究領(lǐng)域都有了很大的發(fā)展，讓機(jī)電一體化在發(fā)展上有了更廣闊的空間。

2 機(jī)電一體化應(yīng)用中電機(jī)控制與保護(hù)存在的問題

隨著國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提升，我國機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域所取得的成果也是逐漸的浮出了水面。但是由于技術(shù)理論的空白與實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的短缺，在進(jìn)行機(jī)電一體化的推廣中，電機(jī)控制與保護(hù)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(jī)價(jià)值的提升，同時(shí)也阻礙了我國機(jī)電一體化工程的全面推進(jìn)。

2.1 井下機(jī)電設(shè)備應(yīng)用存在的問題

機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用在我國社會的各個(gè)行業(yè)當(dāng)中均有廣泛的運(yùn)用和普及，其為我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及社會的建設(shè)作出了巨大的貢獻(xiàn)，但是在實(shí)際的電機(jī)控制以及應(yīng)用保護(hù)中存在的問題卻十分的顯眼。首先是在電機(jī)控制中異步電機(jī)的控制與保護(hù)是一個(gè)較為薄弱的環(huán)節(jié)，一旦出現(xiàn)了故障，將直接影響整個(gè)電機(jī)的工作與運(yùn)行，進(jìn)而產(chǎn)生連鎖效應(yīng)，引發(fā)更多的運(yùn)行故障，導(dǎo)致了電機(jī)設(shè)備應(yīng)用價(jià)值的下降。所以在進(jìn)行電機(jī)設(shè)備的控制與保護(hù)中，針對異步電機(jī)的控制與保護(hù)工作加強(qiáng)研發(fā)力度，提供更為可靠的保護(hù)及控制技術(shù)就成為了未來發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

2.2 電機(jī)控制保護(hù)裝置的使用難以達(dá)到需求

當(dāng)前社會所使用的電機(jī)保護(hù)裝置依舊比較落后，面對機(jī)電一體化應(yīng)用的超前控制保護(hù)要求依舊沒有達(dá)到。并且，現(xiàn)代的電機(jī)控制保護(hù)裝置采用電熱原理與電磁原理為基礎(chǔ)，應(yīng)用熱繼電器與熔斷器的過載保護(hù)以及短路功能實(shí)現(xiàn)保護(hù)，但是該元件本身就有缺陷，導(dǎo)致了機(jī)電控制與保護(hù)環(huán)節(jié)存在諸多問題，所以在未來的設(shè)計(jì)中應(yīng)該重視設(shè)計(jì)、控制的融合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電控制保護(hù)裝置的多樣化。

3 機(jī)電一體化應(yīng)用中電機(jī)控制與保護(hù)的措施

電機(jī)設(shè)備是機(jī)電一體化體系中重要的組成部分，在進(jìn)行機(jī)電一體化應(yīng)用模式的推廣中，電機(jī)設(shè)備的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)由兩個(gè)主要的部分組裝而成。首先是執(zhí)行驅(qū)動部分、其次是控制部分；執(zhí)行驅(qū)動部分主要通過位置傳感器、三相伺服電機(jī)等相關(guān)設(shè)備共同組成，而控制部分則是傳統(tǒng)的單片機(jī)、變頻器、輸入通道等相關(guān)組成設(shè)備共同組成。兩者相互協(xié)調(diào)、共同發(fā)揮作用。

3.1 對閥門與速度的控制

電機(jī)的控制需要相關(guān)的部件以及裝置共同操作，其次在進(jìn)行控制的時(shí)候還需要重視“速度”這個(gè)關(guān)鍵的因素，要想在電機(jī)控制與保護(hù)的實(shí)際應(yīng)用中取得一定的效果，就必須控制好閥門以及速度。當(dāng)前社會經(jīng)過長時(shí)間的發(fā)展之后，在技術(shù)以及經(jīng)驗(yàn)上都有了相對深厚的積累，采用的相關(guān)控制方案主要是雙環(huán)控制，雙環(huán)中的內(nèi)環(huán)是速度環(huán)、外環(huán)是傳統(tǒng)的位置環(huán)。速度環(huán)在電機(jī)進(jìn)行工作的時(shí)候是方便操作技術(shù)人員對點(diǎn)擊實(shí)際轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)以及控制的重要組成部分，通過對內(nèi)部速度調(diào)節(jié)器的有效控制，合適波段的調(diào)節(jié)PWM波發(fā)生器的載波頻率，進(jìn)而達(dá)到對整個(gè)電機(jī)速度的調(diào)節(jié)作用。

3.2 對電流電壓的準(zhǔn)確檢測

機(jī)電一體化是當(dāng)前機(jī)電專業(yè)發(fā)展中的核心發(fā)展概念，在進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的使用以及運(yùn)維管理過程中，深入機(jī)電一體化工作的研究，有助于完善對機(jī)電工程推廣中機(jī)電設(shè)備的合理控制與保護(hù)。電機(jī)在機(jī)電一體化中的控制與保護(hù)工作，同樣是其中重要的組成環(huán)節(jié)之一，在檢測的過程中，必須對機(jī)電的電壓、電流等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行必要的檢測以及記錄，然后對檢測的結(jié)果進(jìn)行合理、科學(xué)的處理分析；做好正確的檢測及處理工作，將有助于對機(jī)電一體化中的電機(jī)的使用力矩、逆變模塊、斷電保護(hù)等相關(guān)參數(shù)以及出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)的獲取以及發(fā)現(xiàn)，有助于對故障發(fā)生后診斷工作的順利開展。不過，在實(shí)際的操作中，傳統(tǒng)的電壓互感器與電流互感器等互感設(shè)備是不能夠達(dá)到相關(guān)準(zhǔn)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(jìn)行機(jī)電設(shè)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(fā)用分壓電路對IPM輸出三相電流與電壓進(jìn)行合理的檢測，進(jìn)而確保在檢測的過程中能夠達(dá)到電機(jī)設(shè)備的使用控制要求與保護(hù)的要求，提高檢測工作開展的準(zhǔn)確性。

4 電機(jī)保護(hù)控制裝置的前景以及發(fā)展趨勢

在電機(jī)保護(hù)控制裝置的未來發(fā)展中，必然會采用故障建模與仿真計(jì)算的方式，通過引入相位量、突破量等多封面的電機(jī)故障類檢測量，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與研究，做好“量”的研究工作，是可以提高保護(hù)和增強(qiáng)繼電裝置的使用精度的，該方法的使用還能夠?yàn)橐院蟮碾姍C(jī)保護(hù)裝置的理論研究提供可靠的數(shù)據(jù)，對于未來保護(hù)控制裝置的門檻突破具有幫助。其次，重視科學(xué)技術(shù)的開發(fā)與運(yùn)用也是十分重要，也是未來發(fā)展的一個(gè)新方向。比如，對電機(jī)設(shè)備實(shí)行監(jiān)測性的保護(hù)，通過對一些新型科學(xué)技術(shù)產(chǎn)品的運(yùn)用，對電機(jī)在工作中運(yùn)行的工況進(jìn)行檢測，根據(jù)不同裝置輸出的信息進(jìn)行狀態(tài)的判斷，把收集的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理分類，利用對比分析法進(jìn)行故障的登記法劃分與類別劃分，然后在根據(jù)提示的相關(guān)信息采取正確的處理措施。通過這種循序漸進(jìn)的解決方式將在實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制與保護(hù)工作落實(shí)到實(shí)處的基礎(chǔ)上，還能夠?qū)ν话l(fā)性故障的發(fā)生提供一定的預(yù)警，對故障隱患提前示警，達(dá)到有效的預(yù)防目的。

5 結(jié) 語

為了提高機(jī)電一體化中電機(jī)的應(yīng)用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的節(jié)能性、安全性、高效性，做好對電機(jī)的控制以及保護(hù)設(shè)備、理論的研究運(yùn)用，將有助于機(jī)電一體化工程在我國的發(fā)展與推廣。

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