机电一体化应用中的电机控制与保护路径分析

2021-02-25孙道兵

科技经济导刊 2021年3期

孙道兵

（合肥滨湖职业技术学院，安徽合肥 230601）

1.引言

现阶段，电机控制与保护路径已经变为一个专业性较强的项目，社会各界对于电机的控制与保护要求也随之有所增长。但就目前我国的控制与保护工作而言，其自身还是存在许多不完善的地方，必须要对其开展一定的探究。基于此，就相关的文献与资料，首先分析机电一体化的发展趋势，再就电机控制与保护存在的不足和问题开展一定的分析，最后就电机控制和路径保护给相关工作人员提供了一些方法与经验，对其在相关工程中的应用以及未来发展状况做了如下几点分析，并为相关工程提供有用的借鉴，保障电机设备可以顺利、正常地投入到生产工作中。

2.机电一体化发展趋势

微控制器为机电发展奠定基础，并逐渐产生数控机床等。机电一体化是多种现代技术的结合体，其自身最大的优势就是不需要依靠工作人员进行操作，凭借自身自动化技术就可以记录、获取、传输，详情见图1。与此同时，还具备检测功能，检验各项数据，并及时上报，从而让传统器件独立工作模式得到改变，带来了极大便捷。随着计算机的不断发展，远程监控技术对机电一体化产品产生影响，也对社会各界的各个行业的发展与进步都有着很大的促进作用。此外，在机电一体化进程中会遇到各种各样的问题，所以相关工作人员必须要关注所遇到的各类问题，并不断地进行处理与解决相关问题，推动相关行业的不断发展。

图1 机电一体化示意图

3.机电一体化应用的必要性

机电一体化应用可以有效地提高生产效率，保证生产各项工序的稳定性，并依靠其高质量的运算能力，保障其精准度。机电一体化应用可以让工作人员远程监控生产工作，在有需要时向其下达相关指令，优化与监管工作，保障施工安全性，有连锁保护功能，能够保障设备的稳定安全运行。一体化机电设备可以具备完善的预警系统，开展一定的监视与保护工作，自动地检验在工作过程中的各项数据，并及时地上报给相关工作人员其所存在的问题，从而减少了工作过程中的操作失误与偏差，避免对相关企业带来的经济损失。

4.机电一体化中电机控制与保护工作存在的问题

4.1 无法满足新技术对传统装置的要求

由于电机控制以及保护方面的创新不明显，所以传统装置已经无法适应科学的不断发展。机电一体化处于机械技术与微电子技术交汇之处，详情见图2。设备应用于井下时，极容易会受到环境等各方面的影响，出现一系列的操作问题，从而造成一系列的安全事故，对相关企业带来一定的经济损失。

图2 机电一体化与机械与微电子技术的关系示意图

4.2 用电问题

电机保护装置模式有电热、电磁两种，现阶段大量的机械化系统都实现了机电一体化。而一般情况下，电机所承受的工作量都是相对较大的，基本上都是持续处于一个运转的状态中，以至于极为容易会出现电路问题。因此，大量的企业在进行选购电机的过程中，常常都会忽略掉电能损耗等问题，从而使得电机在工作过程中可能会出现一定的用电风险。

4.3 井下机电设备存在一定的不足

现阶段，伴随着井下事故频率发生，所以电机设备的电子化急需要进行一定的推广与创新。但现如今井下机电设备存在一定的不足，机电一体化还不完善，直接降低了电机的控制以及保护的效率与品质。此外，井下作业最常见的是鼠笼式异步电机，但其安全性还有待提高。基于此，相关工作人员需要关注这一系列的安全问题，保障井下机电设备可以顺利、正常以及高效地投入到生产工作中，并不断地进行处理与解决相关问题，推动相关行业的不断发展。

5.机电一体化中对电机控制和路径保护的加强

5.1 强化对相关装置的周期性定检，设置保护控制装置设备

对机电一体化设备开展监控和检查，了解其运行状态，开展周期性定检工作，工作人员对设备中的隐患进行排查，并对故障原因进行详细记录，保障各个零部件都可以受到全方面的检测，推动设备运行状态的稳定，避免对相关企业带来的经济损失。此外，还可以实现了系统自动故障报警功能，实现红外探测器、烟雾报警器等设备的接入功能，一旦现场出现故障，就可以联动报警。故障部位可以进行智能语音报警，方便相关维修人员尽快到达故障地点进行维修。分析与找到主要风险源，为风险控制提供了一个有用的依据。在现场工作中，需要对现场工作的质量进行一定的分析与计算，制定出一个循环图，使用系统动力学原理，并及时地进行风险处理，严格遵守风险控制原则。这样一来就可以实现机电一体化设备的保护控制装置，推动其充分的发展自动化，引入相应的网络技术，重视发展与改革网络技术，保障机电设备可以高效地投入到生产工作中。详情见图3。

图3 机电一体化设计图

5.2 电机用电问题的解决策略与方法

首先，进行电机系统电路、电能损耗监测工作，采用传感器监测方法，各个工作人员还需要尽可能地了解清楚电能损耗等问题，并使用技术让电流、电压等保持在安全范围中。此外，还需要选用监测设备—霍尔型电流互感器，对电压及IPM 输出三相电流监测，并发出预警。对于电能损耗等方面的问题，可以使用用电监控仪器来绘制损耗图，并通过制图来找到解决方案。需要注意的是，在进行一些人为操作的过程中，特别要关注设备的启动与关闭的开关，根据事先设定的规则要求，结合实际运行过程中的生产需求对这些数据进行分析处理，最终传递到系统的控制中心。此外，还需考虑各类故障问题，配置一系列适合的保护装置，保障电机处于稳定状态。

5.3 电机的日常维护和保养

首先，在使用之前，需检查电机，确定其处于通电状况，还需观察其装置性能是否存在问题。并需要将维护保养任务与不同操作相互对比，弄清楚要求与任务，对于基础的参数要有十分清晰的认识，并结合实际情况制定完善的工作计划，开展事先布置。其次，是需开展一定的监护工作，一一排查所出现的故障以及问题，只要电机设备出现一定的质量问题，就直接会给工作的品质与效率带来严重的影响。工作中所使用的材料主要是零配件、成品以及半成品等，如果在监护的过程中出现质量不符合相关规定的物资设备，并且没有被及时发现或者替换，那么就极有可能带来严重的并且无法预测的安全问题。一旦发现异常情况出现，需立即断电。第三，就是日常的养护工作，定期开展保养工作，保障电机使用寿命，设立起科学化的管理制度，推动充分地保障监督管理工作的质量。

5.4 提升机电设备的综合能效，加强对机电设备管理人员的培训

首先需要对部分机电设备进行一定的优化改造，降低其运作能耗，减少设备运行的浪费，让可编程变流器配置到继电器中，再在特定位置设置完备的控制系统，经过改造后提升设备的各项作业性能，增强了相关工程的抵抗以及运行能力，在完成关键因素的工作之后，需要严格地遵守每一个环节的程序与规范，落实好监管制度，最大程度地保障设备管理工作的质量，提高保障资源的合理利用，保障相关工程的稳定性与高效率。此外，相关企业需要着重加强对相关技术人员的培训工作。技术人员的能力与素养直接影响着工作最终的品质，只要有一个环节部分出现错误，就会直接影响到设备的应用。只有拥有较高技术水平的技术人员，才能最大程度地发挥设备的作用与优势。要让技术人员到厂或生产厂家学习，加强企业间的合作，从而在一定程度上推动机电一体化设备管理人员自身的技术水平与能力。