阐述机电一体化中电机的保护与控制

摘 要：机电一体化技术是当前社会发展中重要的科学成果之一，面对社会发展速度的不断加快以及经济发展的需求，在进行机电一体化技术的推广及研发中，做好电机的控制以及保护工作是相当重要的事情。但是由于其中存在的问题一直没有得到有效的解决，所以严重制约了机电一体化工程价值的发挥，文章将对机电一体化的电机保护与控制进行分析。

关键词：机电一体化；电机保护；电机控制

在经济实力不断强化的基础上，我国各行业的发展都得到重要的经济基础支持。面对大量的经济资源支出，我国在科研领域取得的重要成果也获得了重大的突破。随着各学科之间的不断价差，机械工程领域与电子领域也开始出现了融合，这就导致机电技术的发展日趋成熟。

针对电机控制以及保护中存在的问题进行研究，分析机电一体化的发展历史，有助于我们为推广机电一体化中电机的保护与控制获得更有价值的理论依据。

1 机电一体化的发展

机电一体化概念的提出有效地推动了当前社会的发展与建设，该概念的出现是起始与20世纪的70年代。由于当时人们手中所掌握的科学技术并不十分健全，所以在不断的新技术涌现中就开始对原有的机电产品的性能进行完善。当第二次世界大战开始之后，人们逐渐的认识到了机械电子产品的重要性以及应用价值，所以，受到战争的影响，这些技术在战后开始的广泛在民间流行，为战后世界经济体系的重新建立以及复苏起到了一定的促进作用。因为通信技术和计算机的不断发展与完善，控制技术和电子技术也在追逐中发展，这都为机电的一体化发展打下了基础。直到20世纪的90年代后期为止，机电一体化才进入了一个全新的发展时期，表现在两个方面；一是机电一体化的科学体系受到了越来越多的专家和学者们注意，也因此而形成了新的分支；二是光纤技术与神经网络技术等相关研究领域都有了很大的发展，让机电一体化在发展上有了更广阔的空间。

2 机电一体化应用中电机控制与保护存在的问题

随着国家经济实力的不断提升，我国机电一体化技术领域所取得的成果也是逐渐的浮出了水面。但是由于技术理论的空白与实际应用经验的短缺，在进行机电一体化的推广中，电机控制与保护依旧存在一些我们尚未解决的问题，这些问题的存在影响了电机价值的提升，同时也阻碍了我国机电一体化工程的全面推进。

2.1 井下机电设备应用存在的问题

机电设备的应用在我国社会的各个行业当中均有广泛的运用和普及，其为我国经济的发展以及社会的建设作出了巨大的贡献，但是在实际的电机控制以及应用保护中存在的问题却十分的显眼。首先是在电机控制中异步电机的控制与保护是一个较为薄弱的环节，一旦出现了故障，将直接影响整个电机的工作与运行，进而产生连锁效应，引发更多的运行故障，导致了电机设备应用价值的下降。所以在进行电机设备的控制与保护中，针对异步电机的控制与保护工作加强研发力度，提供更为可靠的保护及控制技术就成为了未来发展的当务之急。

2.2 电机控制保护装置的使用难以达到需求

当前社会所使用的电机保护装置依旧比较落后，面对机电一体化应用的超前控制保护要求依旧没有达到。并且，现代的电机控制保护装置采用电热原理与电磁原理为基础，应用热继电器与熔断器的过载保护以及短路功能实现保护，但是该元件本身就有缺陷，导致了机电控制与保护环节存在诸多问题，所以在未来的设计中应该重视设计、控制的融合，实现机电控制保护装置的多样化。

3 机电一体化应用中电机控制与保护的措施

电机设备是机电一体化体系中重要的组成部分，在进行机电一体化应用模式的推广中，电机设备的主要执行机构由两个主要的部分组装而成。首先是执行驱动部分、其次是控制部分；执行驱动部分主要通过位置传感器、三相伺服电机等相关设备共同组成，而控制部分则是传统的单片机、变频器、输入通道等相关组成设备共同组成。两者相互协调、共同发挥作用。

3.1 对阀门与速度的控制

电机的控制需要相关的部件以及装置共同操作，其次在进行控制的时候还需要重视“速度”这个关键的因素，要想在电机控制与保护的实际应用中取得一定的效果，就必须控制好阀门以及速度。当前社会经过长时间的发展之后，在技术以及经验上都有了相对深厚的积累，采用的相关控制方案主要是双环控制，双环中的内环是速度环、外环是传统的位置环。速度环在电机进行工作的时候是方便操作技术人员对点击实际转速进行调节以及控制的重要组成部分，通过对内部速度调节器的有效控制，合适波段的调节PWM波发生器的载波频率，进而达到对整个电机速度的调节作用。

3.2 对电流电压的准确检测

机电一体化是当前机电专业发展中的核心发展概念，在进行机电设备的使用以及运维管理过程中，深入机电一体化工作的研究，有助于完善对机电工程推广中机电设备的合理控制与保护。电机在机电一体化中的控制与保护工作，同样是其中重要的组成环节之一，在检测的过程中，必须对机电的电压、电流等相关参数进行必要的检测以及记录，然后对检测的结果进行合理、科学的处理分析；做好正确的检测及处理工作，将有助于对机电一体化中的电机的使用力矩、逆变模块、断电保护等相关参数以及出现的故障进行及时的获取以及发现，有助于对故障发生后诊断工作的顺利开展。不过，在实际的操作中，传统的电压互感器与电流互感器等互感设备是不能够达到相关准确检测的目的的，但是存在的问题我们必须尽快的排除；所以，在进行机电设备的电流以及电压的检测中，往往采用霍尔型电流互感器以及IPM输出电压发用分压电路对IPM输出三相电流与电压进行合理的检测，进而确保在检测的过程中能够达到电机设备的使用控制要求与保护的要求，提高检测工作开展的准确性。

4 电机保护控制装置的前景以及发展趋势

在电机保护控制装置的未来发展中，必然会采用故障建模与仿真计算的方式，通过引入相位量、突破量等多封面的电机故障类检测量，对相关数据进行分析与研究，做好“量”的研究工作，是可以提高保护和增强继电装置的使用精度的，该方法的使用还能够为以后的电机保护装置的理论研究提供可靠的数据，对于未来保护控制装置的门槛突破具有帮助。其次，重视科学技术的开发与运用也是十分重要，也是未来发展的一个新方向。比如，对电机设备实行监测性的保护，通过对一些新型科学技术产品的运用，对电机在工作中运行的工况进行检测，根据不同装置输出的信息进行状态的判断，把收集的相关数据信息进行整理分类，利用对比分析法进行故障的登记法划分与类别划分，然后在根据提示的相关信息采取正确的处理措施。通过这种循序渐进的解决方式将在实现电机控制与保护工作落实到实处的基础上，还能够对突发性故障的发生提供一定的预警，对故障隐患提前示警，达到有效的预防目的。

5 结 语

为了提高机电一体化中电机的应用价值，实现电机的节能性、安全性、高效性，做好对电机的控制以及保护设备、理论的研究运用，将有助于机电一体化工程在我国的发展与推广。