机电一体化中的电机保护与控制技术

机电一体化中的电机保护与控制技术

田中勋

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摘 要：在机电一体化系统中有效地实施电机控制和保护，一方面可以根据电机的运行情况提供适当的保护措施，避免电力系统意外故障对其他设备造成损害;另一方面，通过控制管理方案，可以更加细致地调节电机的运行环境，从而满足企业经济的发展需求和可持续的功能。本文在对机电一体化的组成和原理进行分析的基础上，在明确电机控制和保护措施的同时，期望能够为后续的机电一体化系统的建设提供良好的参考。

关键词：机电一体化；电机控制；保护措施；原理分析

1机电一体化中电机的构成及工作基理分析

1.1对电机构成进行分析

目前机电一体化中比较常用的是交流电机，包括单相交流电机和三相异步电机。前者在民用电器上使用较多，后者在工业上使用较多。电机结构包括驱动和控制，驱动由位置传感器和三相伺服电机组成，控制部分包括单片机、整流模块、故障检测、PWM波发生器、输入输出通道等。

1.2对电机工作基理进行分析

电机执行系统采用电流传感器、电压传感器和位置传感器进行相关检测，测试完成后将获得成功的三相逆变器模块输出电流和电压、阀门位置信号，利用A/D转换成单片机，依靠单片机PWM波发生器来实现控制电机运行的目标。380V电源的全桥整流器为逆变模块提供直流电压信号。三相异步电动机的工作原理如下:在三相对称绕组中引入三相对称绕组就会形成圆形的旋转磁场，经过转子导体感应电动势的一个旋转磁场和电流进行切割加工，电磁力能对转子产生一定的作用载流导体，经过一定的时间就会形成电磁转矩，然后使电机转子进入旋转状态。

2机电一体化技术应用过程中电机保护存在的普遍问题

2.1用电问题

通常情况下，电机保护装置会有两种不同的工作模式，分为电磁式和电热式。然而，为了提高生产率，使机电设备承担更多的工作，对电机的负荷也大大增加。在这种情况下，电机更容易出现问题。特别是当电机长时间处于高负荷运行时，电机的电路容易出现故障。最常见的是短路造成的高负荷运行的电机。也有一些企业在选购机电设备时没有考虑到电机的电气损耗，这也在一定程度上增加了使用电机的风险，容易造成电机负荷超标故障。

2.2井下电机设备的故障问题

随着我国采矿工程的快速发展，许多机电设备需要承担井下作业任务，这样不仅可以提高效率，还可以减少人工采矿带来的各种不确定性。井下工作环境比较复杂，如果使用机电设备不能很好的保护电机，或者环境因素没有做出准确的估计，很容易影响电机的使用效果。从长远来看，电机的使用寿命会降低，增加企业的生产成本。湿度是影响井下环境最重要的因素。潮湿的井下环境会影响电机的运行效果，容易增加电机部件生锈、老化的问题。此外，井下信号较差，电机监测系统容易出现故障，从而导致电机故障。

2.3异步电机设备故障问题

异步电机是机电一体化系统中非常重要的一部分，也是故障率很高的一部分。在很多情况下，故障的控制难度较高，且突发性较高，容易影响电机。有些企业在很长一段时间的异步电动机高负载的状态，再加上日常使用维护工作不到位，但也增加了异步电动机故障的风险，不仅影响生产效率，严重的还会威胁到相关人员的人身安全。

3 机电一体化电机保护分析

3.1 重视电机运行保护工作

首先，在电机运行前，经理需要检查电源连接，确保启动器、保险丝等设备符合系统要求，从而为电机的质量提供保证。其次，管理人员需要根据转子、负载轴和外界判断电机是否有问题，并通过负载设备的试运行来判断工作是否充分。最后，当电源系统连接到电机上时，管理人员需要仔细观察负载设备和传动装置的运行情况。如有异常情况，必须第一时间断开电源，对异常部位必须仔细检查，确保在电机重新接通电源系统之前，问题能够得到解决。

3.2 落实电机运行监督工作

根据电机系统运行数据可知，电机突然出现故障的状态较为常见，是因为电机设备正常老化或使用环境对电机稳定运行的影响造成的。因此，管理者需要借助先进的技术和设备运行环境的实时监督，以确保测试内容相对全面、真实的数据检测，以确保及时发现电机运行可能是一个潜在的问题，通过数据维护平台，从而解决电机故障隐患，避免对电机运行系统中的其他设备造成损害，从而保证企业的运行功能和经济系统的运行质量和可靠性。

3.3 定期对电机检修与维护

定期保养和保养是减少电机故障问题的重要方法。企业需要招聘技术水平高、综合素质高的人员，形成高层次的维修队伍。其任务是按照事先制定的计划，完成电机的维护保养工作。在实际工作的过程中维修人员需要亲自到现场对电机导轴承、刹车部件等部件进行详细的检查，在判断是否有无故障运行情况时，如果发现异常情况需要立即在现场开始筛选，当故障问题不严重时，可以立即采取措施进行处理。当故障问题较严重时，有必要及时向上级部门报告。在得到许可和专家分析后，制定有针对性的对策进行处理，确保故障问题在短时间内得到解决，将影响降至最低。同时，电机的一些部件在长时间的使用后也会老化。维修人员在发现老化部件后，需要及时向采购部门报告，采购同类型、规格的部件，用新部件替换老化部件，保证电机的正常运行。

结语

综上所述，在机电一体化系统中有效实施电机控制和保护，一方面可以根据电机的运行情况提供适当的保护措施，避免电力系统意外故障损坏其他设备;此外，通过控制管理方案，可以对电机的运行环境进行精心调节，以满足企业经济发展和功能可持续发展的需要。以上的分析是基于机电一体化的组成和原理。同时，也为后续机电一体化系统的建设提供了良好的参考。

参考文献：

[1]于建立，張占福.机电一体化中的电机控制与保护探讨[J].现代工业经济和信息化，2016，6（11）：71-72.

[2]孙祥宇.机电一体化中的电机控制与保护探讨[J].工业，2016（8）：00316-00316.