機電一體化應用中的電機控製與保護路徑分析

侯文莉

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 2018011

摘  要:傳(chuan) 統的生活生產(chan) 過程中對機電一體(ti) 化的控製和使用，一般是通過人工來進行操作的，而隨著生活和生產(chan) 規模的不斷提升和擴大，以機械為(wei) 主的傳(chuan) 統生產(chan) 方式已經逐漸被現代電子控製學所取代。如何做好新工藝與(yu) 傳(chuan) 統工藝之間的有機融合，成為(wei) 了未來生活生產(chan) 中的必然趨勢和選擇。本文針對在機電一體(ti) 化應用中電機控製與(yu) 保護路徑的發展現狀和出現的問題，做出了針對性的研究和分析，並提出了對應的提升方案和發展措施。

關(guan) 鍵詞:機電一體(ti) 化；應用；電機控製；保護路徑

0引言

在我國的諸多高校理科的相關(guan) 專(zhuan) 業(ye) 中，機電一體(ti) 化也叫做機械電子學，在現實生活生產(chan) 的過程中，機電一體(ti) 化是融合了信息技術、電子控製技術、機械技術、以及計算機技術為(wei) 主的一種綜合發展的新型機械控製技術，更是符合傳(chuan) 統生產(chan) 模式與(yu) 現代科學理論的適合現階段生活生產(chan) 發展的生產(chan) 技術。隻有對電機控製與(yu) 保護路徑的進行穩定的保護，才可以更好的促進和提高生產(chan) 的效率和質量。

1機電一體(ti) 化的具體(ti) 內(nei) 容以及相關(guan) 內(nei) 涵

經濟水平的不斷進步和發展，讓以科技為(wei) 主的內(nei) 在發展動力成為(wei) 了生產(chan) 力的重要組成部分。簡單來說，機電一體(ti) 化的具體(ti) 內(nei) 容包含三個(ge) 核心部分，以新型生產(chan) 技術為(wei) 主的機械生產(chan) 方式為(wei) 其一，這種技術的應用是將電子操控技術如何與(yu) 其進行有效的結合作為(wei) 切入點，利用電子操控技術的諸多特點，對生產(chan) 流程的性能做出全麵的提升^[1]。計算機與(yu) 其信息網絡技術是機電一體(ti) 化的第二個(ge) 組成部分，技術的實施和巧妙的運用，將機電一體(ti) 化中電機的硬件係統和軟件係統進行有效的融合，從(cong) 而實現自動化生產(chan) 和智能化的生產(chan) 的同步進行。第三個(ge) 組成部分也就是係統中的感受器官，叫做傳(chuan) 感檢測技術。這種技術在機電一體(ti) 化的應用中起到了對機電運轉和發展進行自動控製和調節的重要作用，更是保證機電一體(ti) 化係統可以高水平運轉生產(chan) 的重要技術之一。盡管現階段的機電一體(ti) 化在不同的領域應用中取得了諸多的成就，得到了大範圍的擴展，在實際應用的過程中，仍存在許多不足，需要作出對應的改革措施和方案。為(wei) 了更好的讓機電一體(ti) 化的電機更好的應用於(yu) 生產(chan) 係統中設備的運轉，就需要在擴大和提升工業(ye) 生產(chan) 中的作用的同時，並對其電機作出進行深入控製和保護。

2機電一體(ti) 化應用中電機控製和保護路徑中常見問題

現階段，盡管新技術的發展和進步已經逐漸適應了市場，但在對電機控製和保護的過程中，傳(chuan) 統的裝置已經跟不上對其的要求。陳舊和落後的裝置設備甚至起不到應有的保護效果。與(yu) 此同時，機電一體(ti) 化的相關(guan) 設備在井下運用的十分廣泛，盡管機電一體(ti) 化的技術應用已經有了建樹，但由於(yu) 這種生產(chan) 施工的環境有著特殊性，如果操作不當或是操作失誤，則會(hui) 在工作的過程中會(hui) 出現事故，極大的影響生產(chan) 生活的運行。為(wei) 了避免這種問題的出現和存在，導致電機的正常功能得不到一個(ge) 有效的發揮，甚至影響電機在井下的整體(ti) 運行效率。這就需要對電機控製和路徑保護作出適應時代發展的最新保護裝置。隨著對生產(chan) 力水平要求的不斷提升，在生活生產(chan) 技術的發展中，很多事故的發生都是由於(yu) 機電一體(ti) 化在工作運行的過程中，電機的控製係統出現了失靈等相關(guan) 的故障和事故。例如：在操作人員對指令進行執行的過程中，自動化機床不能夠對指令進行準確的識別和執行，繼而造成操作人員在工作中出現受傷(shang) 的現象。除此之外，在生產(chan) 的過程中，電機的異常狀態也會(hui) 造成不能夠正常的進行作業(ye) ，以上這諸多情況的出現，有時是因為(wei) 電機出現了短路情況，有時則因為(wei) 電機過熱而影響電機的正常運行，這就需要電機保護係統及時發揮應有的作用，保障在生產(chan) 的過程中即使出現異常的狀態仍舊可以保持正常的工作運轉。在機電一體(ti) 化電機的操作過程中，傳(chuan) 統的電機保護裝置一般是采用電磁繼電器以及有容斷器等相關(guan) 的硬件防護措施。但隨著技術的進步，這種防護措施在信息處理的過程中仍缺乏一定的準確性和敏感度，不適應現在生產(chan) 的進步和發展，更引發著很多事故出現。這些卻又都與(yu) 機電係統的失靈有著不密不可分的關(guan) 係，由此可見，以電磁繼電器和有容斷器的電機硬件防護措施在綜合性能上仍存有很大的提升空間^[2]。

3機電一體(ti) 化中對電機控製和路徑保護的加強

3.1對機電一體(ti) 化中運行設備做出定期的檢查

機電一體(ti) 化中硬件的相關(guan) 設備與(yu) 信息係統的互相融合共同構建了機電一體(ti) 化的整體(ti) 係統。而電機作為(wei) 其中重要的組成部分，為(wei) 機電一體(ti) 化裝置提供了必要的運行動力。但由於(yu) 工作環境的影響，電機在生產(chan) 施工的過程中時間周期較長，運轉頻率較高，常會(hui) 讓電機本身很有可能長期處於(yu) 運轉的工作狀態，這種工作作業(ye) 上的高負荷，如果不進行有效的保護和維修，不僅(jin) 會(hui) 造成硬件設備磨損的同時，更會(hui) 導致電機硬件設備上出現故障，失去原有的正常工作的狀態。因此，在對機電一體(ti) 化運行設備的工作運轉管理和維護的過程中，需要定期對電機的設備做檢查，並及時查看軸承運轉和硬件的性能，如果出現需要整改的部件，進行及時維修的同時，更要對常規的部件時作出有效的養(yang) 護，將由電機引起的可能會(hui) 發生的安全事故扼殺在搖籃裏，繼而確保整個(ge) 機械的設備可以連續穩定的長期運行。

3.2對電機的電壓和電流作出合理的管控

在機電一體(ti) 化在行業(ye) 的實際應用過程中，電機是機電一體(ti) 化在工作中的核心，借助電機所產(chan) 生的電力能源為(wei) 機電一體(ti) 化提供所需要和必要能量來源。與(yu) 此同時，通過電熱和電磁之間的互相轉換，帶動整個(ge) 機電係統良性的運轉。一般來說，在電機的構成部件中，電流和電壓是電力運行過程中最為(wei) 主要的兩(liang) 個(ge) 參考標準，對這兩(liang) 個(ge) 數據的記錄和分析，並形成有效的融合，不僅(jin) 可以促進機電的良好運行，深層次來說，這兩(liang) 個(ge) 數據甚至是直接影響著電機是否可以正常的運行。而在實際的操作中，不同環節的應用中，不同的電機其實是有著不盡相同的荷載電壓和荷載電流。在工作的運行中，如果一部電機可以穩定的運行，則說明電機中的電流和電壓所處與(yu) 標準的值域中，相反，如果電機在運行中出現了問題或者是故障時，可以直觀對其作出判斷的就是額定功率，也就是電機內(nei) 的電壓或者電流^[3]。電壓和電流所帶來的不同問題，則需要采取對應的解決(jue) 措施和具體(ti) 方案。所以，隻有及時對電機中的額定功率做出合理的管控，對工作中的電機進行保護，對電壓和電流及時的觀察和測量，才可以更好的避免故障的發生，穩定工作的合理運行。

3.3及時清理運行中機電一體(ti) 化設備的工作環境

由於(yu) 工作環境的特殊性，機電一體(ti) 化在工作的過程中，電機在正常工作運轉的過程中會(hui) 產(chan) 生靜電，長時間的運轉會(hui) 在靜電的作用下吸附諸多雜質和灰塵。長期以往，如果不對產(chan) 生的雜質和灰塵做出針對性的清理，不僅(jin) 會(hui) 給電機造成一定的物理傷(shang) 害，更因為(wei) 不同的雜質出現的化學反應，而對機電表麵造成化學屬性上的損害和腐蝕，甚至會(hui) 影響電機的正常運行。因此，不僅(jin) 要及時檢查工作環境的安全，更需要對井下的機電一體(ti) 化工作中所吸附的垃圾及時進行通風和清理。但是，由於(yu) 井下工作環境有著惡劣性和複雜性，因此在監測和清理的過程中都有著一定的困難性。這就需要對電機運行的條件和環境做出提升和改善，提升工作環境的安全，繼而加強對機電工作運行中的有效保護。避免長期堆積的灰塵對電機運行功率產(chan) 生影響。在清潔的過程中，一般情況下，需要相關(guan) 的工作人員在井下施工作業(ye) 的過程中對施工環境的通道做出清潔，降低在電機工作過程中雜質和灰塵吸附的密度。另一方麵，對電機設備上的雜質和灰塵做出有效的清潔，與(yu) 此同時，對井下的通道及時的進行疏通和通風，提升井下工作環境中空氣循環的相關(guan) 次數，保障清潔工作人員安全的同時，也有利用電機在井下運行過程中產(chan) 生熱量的散發。

4機電一體(ti) 化的所常見的應用領域

現代生活的進步和發展，讓科技的應用越來越廣泛。機電一體(ti) 化也在發展的過程中有著十分廣泛的應用，服務於(yu) 人們(men) 生活的同時，更好的促進整體(ti) 生產(chan) 力的進步和提升，在機電一體(ti) 化的設計領域中，常見的是在機械部件中的應用。除此之外還有很多領域也都能看到機電一體(ti) 化的身影。

4.1機電一體(ti) 化在機器人中的應用

機電一體(ti) 化在不同的應用領域中，以機器人的應用最為(wei) 的一種，在應用的過程中能夠對抓取、定位以及搬運等複雜的機械動作和對象作出自動識別。更好的服務於(yu) 機器人行業(ye) 的同時，促進人類服務行業(ye) 的進步。與(yu) 此同時，在傳(chuan) 統機械技術的應用之上，可以將現代的計算機中的精密機械技術加以結合和應用，繼而實現最為(wei) 先進的一體(ti) 化機器人模型^[4]。為(wei) 行業(ye) 的發展提出最新的技術。

4.2機電一體(ti) 化在汽車電噴係統行業(ye) 的應用

汽車電噴係統行業(ye) 一般分為(wei) 柴油電噴係統和汽油電噴係統，而後者汽油電噴技術目前來看的應用和普及率較高。機電一體(ti) 化的應用原理和使用可以對我國現階段的汽車電噴係統中汽車燃料的供給情況製作出嚴(yan) 格的把控，更是符合可持續發展、低碳經濟的發展理念，更是適應交通運輸行業(ye) 未來發展趨勢。

4.3機電一體(ti) 化在數控機床領域的應用

作為(wei) 機電一體(ti) 化應用最為(wei) 廣泛的生產(chan) 領域，數控機床有著十分可觀的發展前景。在過去的傳(chuan) 統流程中，機床的生產(chan) 都是由人工進行操作或是針對性的控製。盡管人工的操作有著更多的靈活性，但是對於(yu) 一些無法生產(chan) 或者是結構上過於(yu) 精密的部件，機電一體(ti) 化有效的實現了將傳(chuan) 統機械和電子計算機相融合，加強自動化機床的生產(chan) 效率^[5]。而機電一體(ti) 化的內(nei) 部係統的不斷革新和發展，未來必能成為(wei) 數控機床領域中*的中堅力量。

5機電一體(ti) 化應用中電機控製和保護路徑的研究意義(yi)

對機電一體(ti) 化應用中電機控製和保護路徑的探討和研究，不僅(jin) 影響著各行業(ye) 領域的建設和發展，更影響著一體(ti) 化應用行業(ye) 的水平和質量。對機電一體(ti) 化中電機控製展開的相關(guan) 研究，首先可以有效的提升生產(chan) 力整體(ti) 生產(chan) 力的水平，促使以電機為(wei) 中心的機電一體(ti) 化的相關(guan) 設施設備有著更好的應用，而對電機控製和保護路徑的研究和應用中，可以更好的讓電機延長使用中的壽命，更好的服務於(yu) 整個(ge) 社會(hui) 的發展和進步。未來的科技和發展，讓電機機械化融入生產(chan) 流程中的同時，更與(yu) 人們(men) 的生活形成了密不可分的關(guan) 係，對機電一體(ti) 化應用中電機控製和保護路徑的研究，為(wei) 未來人們(men) 生活水平的提升提供了更多的可能。因此，對其的研究讓人們(men) 未來的生活方式更加的豐(feng) 富多彩。

6電機控製和保護路徑的未來技術展望

現階段的機電一體(ti) 化中技術的運用，主要是圍繞著電機的故障類型進行保護裝置的相關(guan) 模型創建，繼而對其進行準確的模仿和計算。在對故障的模擬和計算過程中，把相位中等量化的東(dong) 西進行突破，並對故障的類型進行對應的檢測和確定，並對測試的數據進行充分的評估和研究，時下具體(ti) 工作量化的研究。這實現了對機電一體(ti) 化中核心電機的保護，更可以通過這種數據模擬的手段對繼電保護裝置進行精確的保護和提升，繼而對後期電機的保護作出理論研究的紮實基礎，為(wei) 未來機電保護裝置的研究提供了更多理論上的數據。在對保護裝置的研究方麵，影響和幫助更為(wei) 突出。未來的在電機控製和保護路徑的發展上，研究的重心將會(hui) 轉向以力量和產(chan) 品，通過對不同電機的裝置所輸出的不同信息類型而對信息作出的電機狀態的匯總，並運用實際的電機工況作出具體(ti) 的監測^[5]。與(yu) 此同時，對采集來的數據信息進行分類和匯總，並將故障的類型以形式為(wei) 準進行針對性的劃分，讓對電機的故障類型可以方便後期的研究。因此，在未來的機電一體(ti) 化的進步與(yu) 發展中，隻有不斷的進行創新和積累並形成有效的循環，對電機的控製和保護的實現進行有效的落實。更可以為(wei) 未來機電一體(ti) 化的應用中可能出現的故障做出預測，並作出及時的預警措施，保障事故發生的第一時間及時作出報警處理，最終實現對電機的根本保護。

7安科瑞ARD係列智能電動機保護器介紹與(yu) 綜合選型

7.1產(chan) 品簡介

ARD該係列低壓電動機保護器，具有過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉等保護功能。可與(yu) 接觸器、電動機起動器等電器元件構成電動機控製保護單元，具有遠程自動控製、現場直接控製、麵板指示、信號報警、現場總線通信等功能。應用範圍：可廣泛應用於(yu) 煤礦、石化、冶煉、電力、建築等行業(ye) 的配電領域。

7.2產(chan) 品選型

產(chan) 品功能

 說明：“√"表示具備“■"表示可選

8結論

綜上所述，在國家科技水平和經濟水平的不斷發展和提升的過程中，電子技術的不斷突破和進步，讓其在更多的領域有了應用^[6]。以機電一體(ti) 化為(wei) 核心代表的電子技術由於(yu) 應用範圍的廣泛也逐步達到了業(ye) 界人士的諸多認可。但任何技術的發展都需要一個(ge) 不斷前進的過程，對於(yu) 發展中存在的問題需要專(zhuan) 業(ye) 人員重視，保護和降低由於(yu) 電機事故發生的概率，將故障排除之後，更好的確保機電運行的安全性，更好的提高機電一體(ti) 化在行業(ye) 中的效率與(yu) 質量。

【參考文獻】

[1] 劉國平.機電一體(ti) 化中的電機控製的探討[J].電源技術用,2013,6(7):78-79.

[2] 杜秀琴.淺談電機在機電一體(ti) 化技術中的保護[J].科技創新與(yu) 應用,2015(6):74

[3] 楊小聰.機電一體(ti) 化應用中的電機控製與(yu) 保護路徑研究[J].新型工化,2019(02):90-93

[4] 安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2020.06版.

作者簡介：

侯文莉，女，本科安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為(wei) 電動機保護器的設計與(yu) 應用