機(jī)電一體化應(yīng)用中的電機(jī)控制與保護(hù)路徑分析

孫道兵

（合肥濱湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230601）

1.引言

現(xiàn)階段，電機(jī)控制與保護(hù)路徑已經(jīng)變?yōu)橐粋€(gè)專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的項(xiàng)目，社會(huì)各界對(duì)于電機(jī)的控制與保護(hù)要求也隨之有所增長(zhǎng)。但就目前我國(guó)的控制與保護(hù)工作而言，其自身還是存在許多不完善的地方，必須要對(duì)其開(kāi)展一定的探究。基于此，就相關(guān)的文獻(xiàn)與資料，首先分析機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)，再就電機(jī)控制與保護(hù)存在的不足和問(wèn)題開(kāi)展一定的分析，最后就電機(jī)控制和路徑保護(hù)給相關(guān)工作人員提供了一些方法與經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其在相關(guān)工程中的應(yīng)用以及未來(lái)發(fā)展?fàn)顩r做了如下幾點(diǎn)分析，并為相關(guān)工程提供有用的借鑒，保障電機(jī)設(shè)備可以順利、正常地投入到生產(chǎn)工作中。

2.機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)

微控制器為機(jī)電發(fā)展奠定基礎(chǔ)，并逐漸產(chǎn)生數(shù)控機(jī)床等。機(jī)電一體化是多種現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合體，其自身最大的優(yōu)勢(shì)就是不需要依靠工作人員進(jìn)行操作，憑借自身自動(dòng)化技術(shù)就可以記錄、獲取、傳輸，詳情見(jiàn)圖1。與此同時(shí)，還具備檢測(cè)功能，檢驗(yàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并及時(shí)上報(bào)，從而讓傳統(tǒng)器件獨(dú)立工作模式得到改變，帶來(lái)了極大便捷。隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品產(chǎn)生影響，也對(duì)社會(huì)各界的各個(gè)行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步都有著很大的促進(jìn)作用。此外，在機(jī)電一體化進(jìn)程中會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，所以相關(guān)工作人員必須要關(guān)注所遇到的各類(lèi)問(wèn)題，并不斷地進(jìn)行處理與解決相關(guān)問(wèn)題，推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的不斷發(fā)展。

圖1 機(jī)電一體化示意圖

3.機(jī)電一體化應(yīng)用的必要性

機(jī)電一體化應(yīng)用可以有效地提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)各項(xiàng)工序的穩(wěn)定性，并依靠其高質(zhì)量的運(yùn)算能力，保障其精準(zhǔn)度。機(jī)電一體化應(yīng)用可以讓工作人員遠(yuǎn)程監(jiān)控生產(chǎn)工作，在有需要時(shí)向其下達(dá)相關(guān)指令，優(yōu)化與監(jiān)管工作，保障施工安全性，有連鎖保護(hù)功能，能夠保障設(shè)備的穩(wěn)定安全運(yùn)行。一體化機(jī)電設(shè)備可以具備完善的預(yù)警系統(tǒng)，開(kāi)展一定的監(jiān)視與保護(hù)工作，自動(dòng)地檢驗(yàn)在工作過(guò)程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并及時(shí)地上報(bào)給相關(guān)工作人員其所存在的問(wèn)題，從而減少了工作過(guò)程中的操作失誤與偏差，避免對(duì)相關(guān)企業(yè)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。

4.機(jī)電一體化中電機(jī)控制與保護(hù)工作存在的問(wèn)題

4.1 無(wú)法滿足新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)裝置的要求

由于電機(jī)控制以及保護(hù)方面的創(chuàng)新不明顯，所以傳統(tǒng)裝置已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)科學(xué)的不斷發(fā)展。機(jī)電一體化處于機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)交匯之處，詳情見(jiàn)圖2。設(shè)備應(yīng)用于井下時(shí)，極容易會(huì)受到環(huán)境等各方面的影響，出現(xiàn)一系列的操作問(wèn)題，從而造成一系列的安全事故，對(duì)相關(guān)企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失。

圖2 機(jī)電一體化與機(jī)械與微電子技術(shù)的關(guān)系示意圖

4.2 用電問(wèn)題

電機(jī)保護(hù)裝置模式有電熱、電磁兩種，現(xiàn)階段大量的機(jī)械化系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化。而一般情況下，電機(jī)所承受的工作量都是相對(duì)較大的，基本上都是持續(xù)處于一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)中，以至于極為容易會(huì)出現(xiàn)電路問(wèn)題。因此，大量的企業(yè)在進(jìn)行選購(gòu)電機(jī)的過(guò)程中，常常都會(huì)忽略掉電能損耗等問(wèn)題，從而使得電機(jī)在工作過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)一定的用電風(fēng)險(xiǎn)。

4.3 井下機(jī)電設(shè)備存在一定的不足

現(xiàn)階段，伴隨著井下事故頻率發(fā)生，所以電機(jī)設(shè)備的電子化急需要進(jìn)行一定的推廣與創(chuàng)新。但現(xiàn)如今井下機(jī)電設(shè)備存在一定的不足，機(jī)電一體化還不完善，直接降低了電機(jī)的控制以及保護(hù)的效率與品質(zhì)。此外，井下作業(yè)最常見(jiàn)的是鼠籠式異步電機(jī)，但其安全性還有待提高。基于此，相關(guān)工作人員需要關(guān)注這一系列的安全問(wèn)題，保障井下機(jī)電設(shè)備可以順利、正常以及高效地投入到生產(chǎn)工作中，并不斷地進(jìn)行處理與解決相關(guān)問(wèn)題，推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的不斷發(fā)展。

5.機(jī)電一體化中對(duì)電機(jī)控制和路徑保護(hù)的加強(qiáng)

5.1 強(qiáng)化對(duì)相關(guān)裝置的周期性定檢，設(shè)置保護(hù)控制裝置設(shè)備

對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備開(kāi)展監(jiān)控和檢查，了解其運(yùn)行狀態(tài)，開(kāi)展周期性定檢工作，工作人員對(duì)設(shè)備中的隱患進(jìn)行排查，并對(duì)故障原因進(jìn)行詳細(xì)記錄，保障各個(gè)零部件都可以受到全方面的檢測(cè)，推動(dòng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定，避免對(duì)相關(guān)企業(yè)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。此外，還可以實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)自動(dòng)故障報(bào)警功能，實(shí)現(xiàn)紅外探測(cè)器、煙霧報(bào)警器等設(shè)備的接入功能，一旦現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障，就可以聯(lián)動(dòng)報(bào)警。故障部位可以進(jìn)行智能語(yǔ)音報(bào)警，方便相關(guān)維修人員盡快到達(dá)故障地點(diǎn)進(jìn)行維修。分析與找到主要風(fēng)險(xiǎn)源，為風(fēng)險(xiǎn)控制提供了一個(gè)有用的依據(jù)。在現(xiàn)場(chǎng)工作中，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作的質(zhì)量進(jìn)行一定的分析與計(jì)算，制定出一個(gè)循環(huán)圖，使用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理，并及時(shí)地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)處理，嚴(yán)格遵守風(fēng)險(xiǎn)控制原則。這樣一來(lái)就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化設(shè)備的保護(hù)控制裝置，推動(dòng)其充分的發(fā)展自動(dòng)化，引入相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，重視發(fā)展與改革網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，保障機(jī)電設(shè)備可以高效地投入到生產(chǎn)工作中。詳情見(jiàn)圖3。

圖3 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)圖

5.2 電機(jī)用電問(wèn)題的解決策略與方法

首先，進(jìn)行電機(jī)系統(tǒng)電路、電能損耗監(jiān)測(cè)工作，采用傳感器監(jiān)測(cè)方法，各個(gè)工作人員還需要盡可能地了解清楚電能損耗等問(wèn)題，并使用技術(shù)讓電流、電壓等保持在安全范圍中。此外，還需要選用監(jiān)測(cè)設(shè)備—霍爾型電流互感器，對(duì)電壓及IPM 輸出三相電流監(jiān)測(cè)，并發(fā)出預(yù)警。對(duì)于電能損耗等方面的問(wèn)題，可以使用用電監(jiān)控儀器來(lái)繪制損耗圖，并通過(guò)制圖來(lái)找到解決方案。需要注意的是，在進(jìn)行一些人為操作的過(guò)程中，特別要關(guān)注設(shè)備的啟動(dòng)與關(guān)閉的開(kāi)關(guān)，根據(jù)事先設(shè)定的規(guī)則要求，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的生產(chǎn)需求對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，最終傳遞到系統(tǒng)的控制中心。此外，還需考慮各類(lèi)故障問(wèn)題，配置一系列適合的保護(hù)裝置，保障電機(jī)處于穩(wěn)定狀態(tài)。

5.3 電機(jī)的日常維護(hù)和保養(yǎng)

首先，在使用之前，需檢查電機(jī)，確定其處于通電狀況，還需觀察其裝置性能是否存在問(wèn)題。并需要將維護(hù)保養(yǎng)任務(wù)與不同操作相互對(duì)比，弄清楚要求與任務(wù)，對(duì)于基礎(chǔ)的參數(shù)要有十分清晰的認(rèn)識(shí)，并結(jié)合實(shí)際情況制定完善的工作計(jì)劃，開(kāi)展事先布置。其次，是需開(kāi)展一定的監(jiān)護(hù)工作，一一排查所出現(xiàn)的故障以及問(wèn)題，只要電機(jī)設(shè)備出現(xiàn)一定的質(zhì)量問(wèn)題，就直接會(huì)給工作的品質(zhì)與效率帶來(lái)嚴(yán)重的影響。工作中所使用的材料主要是零配件、成品以及半成品等，如果在監(jiān)護(hù)的過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量不符合相關(guān)規(guī)定的物資設(shè)備，并且沒(méi)有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)或者替換，那么就極有可能帶來(lái)嚴(yán)重的并且無(wú)法預(yù)測(cè)的安全問(wèn)題。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況出現(xiàn)，需立即斷電。第三，就是日常的養(yǎng)護(hù)工作，定期開(kāi)展保養(yǎng)工作，保障電機(jī)使用壽命，設(shè)立起科學(xué)化的管理制度，推動(dòng)充分地保障監(jiān)督管理工作的質(zhì)量。

5.4 提升機(jī)電設(shè)備的綜合能效，加強(qiáng)對(duì)機(jī)電設(shè)備管理人員的培訓(xùn)

首先需要對(duì)部分機(jī)電設(shè)備進(jìn)行一定的優(yōu)化改造，降低其運(yùn)作能耗，減少設(shè)備運(yùn)行的浪費(fèi)，讓可編程變流器配置到繼電器中，再在特定位置設(shè)置完備的控制系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)改造后提升設(shè)備的各項(xiàng)作業(yè)性能，增強(qiáng)了相關(guān)工程的抵抗以及運(yùn)行能力，在完成關(guān)鍵因素的工作之后，需要嚴(yán)格地遵守每一個(gè)環(huán)節(jié)的程序與規(guī)范，落實(shí)好監(jiān)管制度，最大程度地保障設(shè)備管理工作的質(zhì)量，提高保障資源的合理利用，保障相關(guān)工程的穩(wěn)定性與高效率。此外，相關(guān)企業(yè)需要著重加強(qiáng)對(duì)相關(guān)技術(shù)人員的培訓(xùn)工作。技術(shù)人員的能力與素養(yǎng)直接影響著工作最終的品質(zhì)，只要有一個(gè)環(huán)節(jié)部分出現(xiàn)錯(cuò)誤，就會(huì)直接影響到設(shè)備的應(yīng)用。只有擁有較高技術(shù)水平的技術(shù)人員，才能最大程度地發(fā)揮設(shè)備的作用與優(yōu)勢(shì)。要讓技術(shù)人員到廠或生產(chǎn)廠家學(xué)習(xí)，加強(qiáng)企業(yè)間的合作，從而在一定程度上推動(dòng)機(jī)電一體化設(shè)備管理人員自身的技術(shù)水平與能力。

6.結(jié)語(yǔ)

相關(guān)工作人員需加強(qiáng)機(jī)電一體化中的電機(jī)控制和路徑保護(hù)，強(qiáng)化對(duì)相關(guān)裝置的周期性定檢，設(shè)置保護(hù)控制裝置設(shè)備，合理地解決電機(jī)用電以及保養(yǎng)問(wèn)題。此外，還需要提升機(jī)電設(shè)備的綜合能效，加強(qiáng)對(duì)機(jī)電設(shè)備管理人員培訓(xùn)，科學(xué)地應(yīng)用與發(fā)展相關(guān)技術(shù)，配置一系列適合的保護(hù)裝置，保障電機(jī)處于穩(wěn)定狀態(tài)，提高機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率。