机电一体化应用中的电机控制与保护路径研究

机电一体化应用中的电机控制与保护路径研究

王海生

62292719830112**** 青海，西宁 810000

摘要：随着社会的发展和科学技术等的进步，社会各行业也更是获得了稳定的发展。其中机电一体化技术会应用到更多的行业当中，进而提高相关企业的生产效率和生产质量。关于机电一体化技术应用过程当中的电机控制和保护，实际需要重视对电机运行的有效控制，这样能够使得电机发挥重要的作用。并且电机运行过程也更是需要做好保护与管理，这样也才能够使得电机安全与稳定运行，进而保障生产稳定和生产安全。本文基于此，研究和分析机电一体化应用中的电机控制与保护路径。

关键词：机电一体化；电机控制；保护路径

1 机电一体化中电机的构成及工作基理分析

　　第一，对电机构成进行分析。现阶段，交流电动机在机电一体化中比较常用，包括单相交流电动机和三相异步电动机，前者在民用电器上的应用次数较多，后者在工业上的应用频率较高；电机结构包括执行驱动和控制，其中执行驱动由位置传感器及三相伺报电机组成，控制部分包括单片机，整流模块，故障检测，PWM波发生器以及输入、出通道等等。

　　第二，对电机工作基理进行分析。电机执行系统使用电流传感器、电压传感器及位置传感器进行相关检测，在检测完成后会成功获取逆变模块的三相输出电流以及电压、阀门的位置信号，使用A/D转换后进入单片机，单片机依靠PWM波发生器实现控制电机运行的目标。380伏电源全桥整流为逆变模块提供直流电压信号，下面对三相异步电动机的工作基理进行说明：在三相对称电流进入三相对称绕组中会形成圆形旋转磁场，之后转子导体会对旋转磁场的感应电动势及电流进行切割处理，电磁力会对转子载流导体产生一定的作用，在一定时间后会形成电磁转距，进而使电机中的转子进入转动状态。

　　2 机电一体化中的电机控制与保护

　　2.1 电机保护装置控制

　　对电机保护装置的控制是出于安全角度考虑的，因为电机设备经常会出现逆变模块故障，在此时，变频器的输出电流与电压频率是不稳定的（在0～50Hz之间）。如果采用常规电压电流互感器很难达到电机控制与保护要求。为此，应该启动电机控制保护功能，运用它来快速反应电机设备中电流的大小，例如：霍尔型电流互感器就能对IPM输出三相电流检测，与此同时，IPM输出电压则会通过分压电路对电机保护装置进行检测，从而达到对电机设备的电压电流频率控制目的。

　　进入21世纪以后，国内外的机电一体化技术都在不断创造技术突破，已经形成了许多先进的技术成果。但如文中所述的各种电机设备控制保护问题也不可回避。目前包括我国在内的许多国家已经实现了对电机控制的在线监控保护，它可以根据装置的输出数据与信号来在线分析对比，明确电机设备所存在的故障类型与故障程度。

　　2.2 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。

2.3 电机控制保护装置发展趋势

　　电机控制保护装置越来越趋向于节能化。因为当今社会是一个能源短缺的社会，就像煤炭矿等资源都是越用越少，都是不可再生资源。在电机控制保护装置的发展趋势也考虑到了这方面的原因。所以电机控制保护装置越来越趋向于节能化，电机控制保护装置会花费较少的能源。但是会越来越有效规避风险的发生。因为在当今技术的发展状况下，我们完全可以采用一些可再生能源或者使用一些花费较少的能源，却能很好的完善我们的电机保护装置。从而达到电机控制保护装置趋向于节能化。目前出现了热继电器，温度继电器，电子式保护控制节能装置等科研成果。这些科研成果能从温度，热量以及智能化等方面和角度完善电机控制保护装置，从而规避很多风险时，电机保护装置得到进一步的提高，使我们电机控制保护体制得到进一步的完善。

　　2.4 改善电机保护装置的措施

　　针对电机保护装置出现的问题，许多研究专家做出了很大的贡献。为了改善电机保护装置，这些研究专家针对改善电机保护装置提出了很多方案。其中是针对许多电机问题而特别制作出来的保护装置的措施。对于改善电机保护装置的措施，这些研究专家对于机电一体化保护装置呕心沥血不断地研究，才有了如今这么多种机电一体化保护装置的方法。面对电机保护装置的措施，我们应该从专家制定的保护措施中，选取适合自己工厂机电一体化的设备的方法。要知道，无论多么先进，高超的保护方法都有它的局限性和设计不足的地方，所以我们应该全面考虑保护措施和保护设备之间的关系，要选取适合保护设备的电机保护措施。这样才能保证实施合理的电机保护装置的措施。

　　2.5 加强异步电机环节

　　加强异步电机环节的保护的方法也是多种多样的。其中包括熔断器保护，自动开关保护。熔断器保护是指当异步电机合理运作的时候，熔断器就不进行断开。一旦发现异步电机环节出现异常，熔断器保护就发挥了它的作用。及时的避免给工程造成不必要的损失，主要依靠电流的变化来进行熔断器保护。而自动开关保护结构比较复杂，使用方法比较繁杂。被广泛运用于要求比较高的场所。它比熔断器保护更加的准确，精确，具有更高的可信度。

结论

机电一体化应用过程当中的电机控制和保护，是对于安全生产和稳定生产的基本保障，只有做好了电机管理和控制，才能够使得生产过程更加稳定，所以在这一过程当中需要借助有关可行措施以及技术等，实现对电机的有效控制和保护，这样也才能够确保安全生产和稳定生产。

参考文献：

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