機(jī)電一體化中的電機(jī)保護(hù)與控制措施

基于工程的安全可靠、提升工作效率，闡述機(jī)電一體化發(fā)展過程中電機(jī)的保護(hù)與控制措施，通過問題的歸納、措施的實(shí)施，進(jìn)一步提高技術(shù)的穩(wěn)定性與可靠性。

0引言

隨著機(jī)電一體化的推廣與普及，技術(shù)的可靠性與穩(wěn)定性都有了大幅提高，我國的系統(tǒng)工程也實(shí)現(xiàn)了能耗的降低與效率的提高。但在技術(shù)更新與發(fā)展背景下要意識到，機(jī)電一體化技術(shù)下電機(jī)的保護(hù)與控制仍然存在著一定的不足與缺陷。在電子設(shè)備的應(yīng)用背景下，電子技術(shù)的研發(fā)與更新技能帶來效率的提高，但技術(shù)發(fā)展上的缺陷以及不足也會影響到整體的工作質(zhì)量，面臨機(jī)電一體化發(fā)展過程中電機(jī)保護(hù)與控制存在缺陷的實(shí)際問題，機(jī)電一體化要有意識地歸納電機(jī)保護(hù)與控制中存在的問題，通過解決對策的提出來保障系統(tǒng)工程的可靠性與安全性。

機(jī)電一體化技術(shù)是將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)，現(xiàn)代化的自動生產(chǎn)設(shè)備幾乎可以說都是機(jī)電一體化的設(shè)備。研究將電子器件的信息處理和控制功能附加或融合在機(jī)械裝置中的一種復(fù)合化技術(shù)。

1機(jī)電一體化電機(jī)保護(hù)與控制中的問題

為了使電機(jī)控制與保護(hù)的效果更加可靠，在當(dāng)前的實(shí)踐背景下要有意識地歸納電機(jī)保護(hù)與控制過程中存在的問題，通過問題的明確來指導(dǎo)之后的技術(shù)改革方向。

機(jī)械電子學(xué)主要研究目的是把機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)和信息技術(shù)有機(jī)地結(jié)合為一體，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化。機(jī)械電子學(xué)可以充分發(fā)揮機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和信息技術(shù)的各自的長處和特點(diǎn)，促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品的更新?lián)Q代。機(jī)械電子學(xué)系統(tǒng)主要由機(jī)械主體、傳感器、信息處理和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分組成。系統(tǒng)不但有硬件，而且還有相應(yīng)的軟件，利用軟件技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)硬件難以實(shí)現(xiàn)的功能，使機(jī)械系統(tǒng)增加柔性。典型的機(jī)械電子系統(tǒng)有數(shù)控機(jī)床、加工中心、工業(yè)機(jī)器人等。機(jī)械電子學(xué)技術(shù)除用于單個(gè)機(jī)器、設(shè)備或一般的生產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)改造之外，還用于柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、工廠自動化、辦公自動化、家庭自動化等方面。

1.1裝置無法滿足應(yīng)用需求。

機(jī)電一體化技術(shù)在其發(fā)展過程中也存在著電機(jī)控制與保護(hù)裝置無法滿足應(yīng)用需求的實(shí)際問題。我國當(dāng)前在整體的機(jī)電一體化應(yīng)用過程中主要采取的電機(jī)控制保護(hù)裝置應(yīng)用了電磁以及電熱原理，該種原理主要使用的是過載保護(hù)以及短路保護(hù)的功能。為了有效地實(shí)現(xiàn)電機(jī)的控制與保護(hù)，熔斷器作為基礎(chǔ)的重要裝置影響著整體的控制與保護(hù)效果。從硬件的設(shè)計(jì)以及優(yōu)化的角度來說，熔斷器在其整體的設(shè)計(jì)過程中存在著一定的缺陷。熔斷器在設(shè)計(jì)的過程中忽視了綜合性、整體性、復(fù)合性的考問題導(dǎo)致了在具體的應(yīng)用場合，熔斷器只能單一的實(shí)現(xiàn)短路以及過載保護(hù)，無法滿足機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用環(huán)境下的綜合保護(hù)需求。

1.2整體設(shè)計(jì)忽視節(jié)能降耗。

在當(dāng)前資源友好型，環(huán)境節(jié)約型的社會建設(shè)背景下，機(jī)電一體化在應(yīng)用環(huán)境下也有著節(jié)能減排、降低能耗等實(shí)際要求。尤其是對于工業(yè)系統(tǒng)而言，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，整體的能耗作為成本的部分既影響著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也影響著企業(yè)的社會效益。從當(dāng)前電機(jī)保護(hù)與控制裝置的設(shè)計(jì)來看，雖然重視了工作效率的提高與工作質(zhì)量的提升，但卻忽節(jié)能降耗需求。電機(jī)設(shè)備將更多的設(shè)計(jì)之重放在了裝置的安全性與穩(wěn)定性忽視了電機(jī)的能耗，該種問題的存在導(dǎo)致了在機(jī)電一體化的應(yīng)用環(huán)境下，電機(jī)的保護(hù)與裝置設(shè)備為追求更高的工作效率存在著增加能耗的實(shí)際問題，導(dǎo)致了企業(yè)在應(yīng)用過程中存在著成本上升的問題既影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，也不符合當(dāng)前的資源節(jié)約型社會建設(shè)要求。

1.3特種控制保護(hù)問題較多。

機(jī)電一體化在應(yīng)用過程中有著較為復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境與應(yīng)用范圍，電機(jī)的保護(hù)與控制作為基礎(chǔ)性功能，既要考慮到普遍性的工作要求，同時(shí)也要考慮到特種的電機(jī)控制保護(hù)問題。不同行業(yè)有著不同的電機(jī)保護(hù)與應(yīng)用裝備的使用需求。在較為惡劣的環(huán)境下，電機(jī)保護(hù)與控制面臨著較多的外部影響因素。而在進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，除了內(nèi)部的工作效率與工作質(zhì)量提高之外，也要從外部的使用環(huán)境下考量影響因素的處理解決辦法，但當(dāng)前的電機(jī)控制與保護(hù)較多的是從內(nèi)部的設(shè)計(jì)上進(jìn)行優(yōu)化，忽視了對于外部環(huán)境的考量與處理。該種設(shè)計(jì)上的缺陷導(dǎo)致了電機(jī)在實(shí)際使用環(huán)境下易遭受外部因素的影響，威脅到整體的使用安全與使用可靠性。

2機(jī)電一體化電機(jī)保護(hù)與控制的應(yīng)對措施

電動機(jī)綜合保護(hù)器采用微機(jī)技術(shù)與高性能的集成芯片，整機(jī)功能強(qiáng)大、性能優(yōu)越。測試精度高，線性度好，分辨率高，整機(jī)抗干擾能力強(qiáng)，保護(hù)動作可靠。三相電流值，電壓值及各類故障代號，顯示于LED、LCD上、直觀清晰。穩(wěn)定性好，長期工作無須維護(hù)。

面對電機(jī)保護(hù)與控制在設(shè)計(jì)與使用過程中存在的種種問題，整體的加強(qiáng)手段可以以以下幾個(gè)具體的方向?yàn)榍腥朦c(diǎn)。

2.1應(yīng)用技術(shù)。

電機(jī)控制與保護(hù)作為系統(tǒng)中的基礎(chǔ)功能，在其優(yōu)化與加強(qiáng)的過程中要重視從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，以先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用來提高整體的控制與保護(hù)質(zhì)量。在機(jī)電一體化的應(yīng)用環(huán)境中，電機(jī)保護(hù)與控制雖然是基礎(chǔ)性的內(nèi)部功能，但該功能的可靠性與穩(wěn)定性影響了機(jī)電一體化的應(yīng)用成果。保護(hù)與控制功能除了自身的重要性之外，也涉及其他功能的有效實(shí)現(xiàn)與穩(wěn)定運(yùn)行，因此在加強(qiáng)電機(jī)控制與保護(hù)的過程中，先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用可以通過裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)的更新來改善電機(jī)保護(hù)與控制的質(zhì)量。從當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展與技術(shù)更新角度出發(fā)，在機(jī)電一體化電機(jī)保護(hù)與控制裝置的設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，可以通過光電技術(shù)的加入來提高整體的機(jī)電一體化水平。在傳統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用過程中，電機(jī)控制與保護(hù)主要采用的是總線的控制技術(shù)。該種控制技術(shù)雖然好有著較高的安全性與可靠性，但仍然存在著一定的設(shè)計(jì)缺陷。在電機(jī)控制與保護(hù)的加強(qiáng)過程中，信息化技術(shù)可以通過與傳統(tǒng)總線控制技術(shù)相互結(jié)合來改善電機(jī)控制與保護(hù)的質(zhì)量，同時(shí)信息化的技術(shù)也能通過自動化的控制、便捷的信息交流實(shí)現(xiàn)電機(jī)與其他設(shè)備的協(xié)同聯(lián)動與共同控制，在有效跟蹤的基礎(chǔ)上進(jìn)一步保障電機(jī)控制與保護(hù)的可靠性。

2.2提升模塊化水平。

在機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展背景下，隨著時(shí)代的不斷更新與演變，技術(shù)在持續(xù)發(fā)展的過程中，應(yīng)用環(huán)境下也存在著技術(shù)更替、技術(shù)變化的場景，因此技術(shù)的發(fā)展要考慮到技術(shù)的更新需求，也要考慮到整體的應(yīng)用環(huán)境。技術(shù)發(fā)展作為動態(tài)化的更新與變化過程，在其發(fā)展的過程中既要意識到當(dāng)前技術(shù)的成熟性，同時(shí)也要意識到技術(shù)更新的持續(xù)性。機(jī)電一體化的發(fā)展背景下，當(dāng)前所應(yīng)用的電機(jī)保護(hù)與控制裝備有了質(zhì)量的提高與可靠性的提升。但與此同時(shí)我國工業(yè)系統(tǒng)中所應(yīng)用到的電機(jī)控制與保護(hù)裝置仍然存在著一定的缺陷與不足。為了促進(jìn)設(shè)備的兼容與行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，在當(dāng)前的機(jī)電一體化建設(shè)過程中可以通過模塊化水平的提高，從行業(yè)的角度限制電機(jī)保護(hù)與控制裝備設(shè)計(jì)研發(fā)的方向，也通過模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)來避免由于兼容性問題而產(chǎn)生的電機(jī)保護(hù)控制風(fēng)險(xiǎn)。

2.3加強(qiáng)智能化水平。

面對當(dāng)前電機(jī)控制與裝置系統(tǒng)設(shè)備集成性較差的實(shí)際問題，為了解決電機(jī)控制保護(hù)裝置由于設(shè)備差異而造成的成本加大問題，當(dāng)前的電機(jī)控制保護(hù)要通過智能化數(shù)字化水平的不斷提高，以設(shè)備集成的設(shè)計(jì)與優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的聯(lián)動控制，既節(jié)約電機(jī)設(shè)備與控制的成本同時(shí)也通過集成速度的提高來實(shí)現(xiàn)工作效率的提升。而除了技術(shù)的更新與發(fā)展之外，在設(shè)備集成的背景下數(shù)字化與智能化技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)故障的預(yù)警與預(yù)防性的維護(hù)。傳統(tǒng)的電機(jī)控制保護(hù)裝置有著較高的維護(hù)成本，而數(shù)字化智能化技術(shù)可以通過便捷的網(wǎng)絡(luò)傳輸以及自動化的檢測，及時(shí)明確當(dāng)前的設(shè)備工作狀態(tài)，通過當(dāng)前數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的對比來分析設(shè)備的異常情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題也促進(jìn)設(shè)備維修效率的提升。

3安科瑞ARD系列智能電動機(jī)保護(hù)器介紹與綜合選型

3.1產(chǎn)品簡介

ARD該系列低壓電動機(jī)保護(hù)器，具有過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能?？膳c接觸器、電動機(jī)起動器等電器元件構(gòu)成電動機(jī)控制保護(hù)單元，具有遠(yuǎn)程自動控制、現(xiàn)場直接控制、面板指示、信號報(bào)警、現(xiàn)場總線通信等功能。應(yīng)用范圍：可廣泛應(yīng)用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業(yè)的配電領(lǐng)域。

4結(jié)語

電動機(jī)保護(hù)器的作用是給電機(jī)保護(hù)控制，在電機(jī)出現(xiàn)過流、欠流、斷相、堵轉(zhuǎn)、短路、過壓、欠壓、漏電、三相不平衡、過熱、接地、軸承磨損、定轉(zhuǎn)子偏心時(shí)、繞組老化予以報(bào)警或保護(hù)控制。

機(jī)電保護(hù)與控制是機(jī)電一體化發(fā)展過程中的基礎(chǔ)性工作[1-7]。該項(xiàng)工作的質(zhì)量與可靠性影響著機(jī)電一體化的應(yīng)用效果。在實(shí)際的機(jī)電一體化發(fā)展背景下，電機(jī)的控制與保護(hù)成果受到多種因素的綜合影響，既需要考慮到電機(jī)的保護(hù)控制設(shè)計(jì)問題，同時(shí)也要考慮到整體的應(yīng)用環(huán)境與應(yīng)用方向。在實(shí)踐環(huán)境下，電機(jī)的控制與保護(hù)從先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用出發(fā)、從模塊化水平的提升，提高智能化水平，從而促進(jìn)電機(jī)保護(hù)與控制質(zhì)量的提升。

電動機(jī)保護(hù)器(電機(jī)保護(hù)器)是以檢測線電流的變化(包括采取、正序、負(fù)序、零序和過流)為原則，可檢測斷相或過載信號。除具有斷相保護(hù)功能外，還具有過負(fù)荷、堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能。

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