机电一体化中电机的保护与控制

何乃衡

（甘电投张掖发电有限责任公司 甘肃张掖 734000）

机电一体化中电机的保护与控制

何乃衡

（甘电投张掖发电有限责任公司 甘肃张掖 734000）

在我国经济的快速发展中，机电制造业也发挥着巨大的作用，尤其是在80年代发展尤为迅速。机电制造业一直都受到国家与社会的广泛关注，更是国家重点支持的项目，在机电一体化中，电机发挥的作用更是不可替代，并且政府以及社会每年都会投入大量的资金对其技术、保护与控制进行改进，为机电制造的发展提供了强大的动力。本文将会对机电一体化现阶段的发展现状以及工作原理做出分析，找出其中的问题，并提出加强机电一体化中的电机控制与保护，不断提高机电一体化技术，加快其发展。

机电一体化；电机；保护；控制

通常情况下，把电子技术用于信息的产生、传播以及控制对能源的组织就是机电一体化。但是电机一体化在构成方面来讲，把电子技术与相关的机械设备组合到一起，二者协调发展共同组建成一个整体就是机电一体化。随着科学技术的快速发展，机电一体化逐渐与有关的控制技术、电力电子技术和高难度的接口技术等都有效的结合起来，为企业的工程项目的建设技术提供保障，同时还能减少损耗。本文接下来将会对机电一体化中的电机保护与控制做出探讨，提高机电一体化的技术加快其发展。

1 机电一体化技术中电机的工作原理与发展现状

1.1 机电一体化中电机的工作原理

在生活中常用的电机就是交流电动机，而这种交流电动机又可以分成单相交流电动机和二相异步电机，二者的差距就是第一种多用于民用的机械设备上，第二种多用于工业生产中。电机的工作原理主要是经过电机执行机构系统对所及经过的电流和电压传感器以及相关的传感器进行检测，在逆变模块把电流以及电压、阀门等做出信号，再经过A/D输入到单片机，单片机对发生器的控制，进而达到对电机的控制。

1.2 机电一体化技术中电机的现状

随着社会经济的发展，机电一体化技术已经得到了明显的提高，其中相关的装置已经逐渐完善，更好的适应现代化的发展。[1]例如，一些原来的机械部件可以选用微电子装置进行替换，使其功能更加丰富，可以对信息以及相关检测等都可以实现自动化，提高了工作效率。但是在电机现实的操作中，有一些问题仍然没有得到解决，例如执行机构过多、定位的准确性差、结构也很复杂以及可靠性低。因此，利用机电一体化技术可以有效的解决这些问题，把电机、阀门以及相关的控制器组合到一起，就可以通过彼此间的相互协助，实现高效率、高品质作业。

2 机电一体化中电机的保护与控制

通常情况下，电机的保护与控制主要是对电机的进行维护与保养，只有对电机做好维护与保养才能使其发挥自身的作用，为机电一体化技术的应用起到重大的作用。对电机进行维护与保养不断可以延长电机的使用寿命，还能节能相关的能源损耗，为相关工作发挥真正的作用。对电机的保护与控制是发展经济的首先要考虑的因素，也是社会广泛关注的问题之一，但是电机在实际的发展过程中，仍然存在一些问题使机电一体化技术的发展受到阻碍。

2.1 电机控制保护装置问题

近几年来，我国的电机控制保护装置仍然存在很多问题没有得到处理。例如，在井下的电机控制保护设备，鼠笼式异步电机就是常发生故障的电机之一。据有关调查结果显示，鼠笼式异步电机出现的故障率占据整体电机出现故障的50%以上。因此，就井下项目来说，只有做好电机的控制保护装置，才能确保矿井可以安全有序的进行施工。[2]一般情况下，电机的保护装置的工作原理是电磁或者电热两种。例如，在发生短路的时候，熔断器就可以对其进行保护；如果发生过载等情况，热继电器就可以对其进行保护。这两种情况都是非常典型的保护技术。不过在科学技术的不断进步，机械得到了更加完善的发展，实现了机械自动化，使电机的工作效率与工作质量都得到了明显的提高，同时也减轻了人工的工作量。但是对于电机来说，其发生损坏不仅仅是在工作过程中，在开机的状态下，受到电压以及使用时间等因素的影响都会加剧电机的损坏，进而减少电机的使用寿命，影响工作效率与工作质量。

2.2 电机阀位和速度的控制

对电机的阀位以及速度进行控制，是对机电一体化中电机的保护与控制最主要的影响因素，也是解决电机相关问题的关键性技术。对电机阀门的相关开关的保护与控制、对阀位合理位置的分析与判断、达到电机的保护，做到精准的定位以及模拟把信号进行隔离是实现机电一体化中非常重要的技术。如果想对机电一体化中的电机阀位以及速度进行保护与控制，相关的处理器就会对变频器里流出的电流以及电压进行计算，进而求出输出力矩。把这个力矩与相关标准的力矩进行比较，假如数值相等或过大，就要把电机的运行速度减小，这样才能实现电机的保护与控制。[3]对于传统的电机来说，检测其执行机构的阀位的最佳位置的方法是利用机械式限位开关来确定的，如果检测的信号变大，单片机就会自动把变大的信号与最佳位置的信号做出对比，假如没有发生变化或者是变化的很小，电机的供电电源就会自动做出处理，减少损坏，提高运行效率。

3 电机保护控制装置的发展前景

在机电一体化中，电机的保护与控制仍然存在很大的发展空间，只有不断的对其进行完善改进与发展，才能在根本上提高机电一体化在项目工程中发挥的作用。由于科学技术的不断进步，有关电机的保护与控制技术都进行了深入的研究与发展，相关人士根据制作电机的故障模型来对其产生故障的原因以及突破量、相位量等电机的相关因素做出详细的检测与分析，并得出了有效的解决措施，如果在电机进行工作之前把这些容易出现问题的位置进行检查，就可以有效的加大电机的保护控制装置的准确度与灵敏度，减少电机出现故障，同时还能把相关的理论数据记录下来，为日后电机的保护与控制技术的发展与完善起到一定的指导作用。

研发与应用新型的技术，也可以有效的对电机进行保护与控制。而应用新技术研发出来的产品以及理论就可以在电机工作的时候做出实时的监控。例如，可以通过高频电磁波、位移以及振动的对机电一体化中电机进行有效的保护与控制。[4]而监控到的数据信息会在计算机做出相应的计算与分析以后，进行整理与分类，进而就可以根据检测的结果对电机的状态以及运行情况做出分析，查看其是否存在故障或者损坏的程度，如果损坏严重要及时的做出解决措施，这种方法可以有效的对电机做出实时的保护与控制。另外，这种检测技术还可以应用在电机的运行过程中，如果发生突发故障可以及时的发出警报信号，减少损失。同时也是开发了机电一体化的全新市场，提高电机的工作效率与质量，加快了我国的科学技术的发展，也为我国各行各业的发展起到了一定的推动作用。

4 结束语

综上所述，由于我国科学技术以及经济水平的提高，使机电一体化也得到了全面的发展与进步，其中电机的保护与控制更是我国政府以及社会人员广泛关注的问题，在各行各业的发展中都发挥了很大的作用。由此可以看出加强机电一体化中电机的保护与控制是非常有必要的，电机的运行效率与运行质量是电机行业前进的目标，而目前通过对现阶段电机保护与控制中的问题、以及电机保护控制装置的发展前景做出详细的分析，在根本上提高机电一体化中电机的保护与控制技术，也为日后电机的进步与完善奠定了一定的基础。

[1]伦春红.机电一体化中的电机控制和保护[J].科技创新与应用，2012，10：67.

[2]杜秀琴.浅谈电机在机电一体化技术中的保护[J].科技创新与应用，2015，06：74.

[3]孙彩丽.机电一体化中的电机控制与保护[J].硅谷，2013，06：66.

[4]崔海峰.阐述机电一体化中电机的保护与控制[J].企业技术开发，2015，15：93～94.

TM301.2

A

1004-7344（2016）25-0250-02

2016-8-20

何乃衡（1986-），助理工程师，本科，电气工程及其自动化专业，主要从事继电保护工作。