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机电一体化中的电机控制与保护
发布时间:2018-12-03        浏览次数:54        返回列表

周广超

摘 要:机电一体化对机械装置技术和电子技术进行了有机结合,在工业企业生产中得到广泛应用,为生产效率和效果的提升提供了强有力的支持。电机是机电一体化中的重要设备,其运行情况对实际应用效果会产生较大的影响,各企业需要对其控制及保护工作产生足够的重视,本文对机电一体化电机构成及工作基理进行说明,之后对其控制和保护进行分析。

关键词:机电一体化;电机;控制;保护;分析

机电一体化具有动力功能、控制功能以及信息处理功能,可为相关工作提供更多的依据和技术支持,为此其被广泛应用至各行业中,随着时代的不断发展,对其机电一体化提出了更多更高的要求,为了使其更好地适应时代发展要求,相关人员需要做好各方面研究及管控工作。下面笔者总结自身经验对机电一体化中电机的控制与保护进行分析,以期为实际工作的展开提供可供参考的建议。

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[1]。

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]。

2 机电一体化中电机的控制与保护分析

2.1 机电一体化中电机控制分析

第一,对电机阀位和速度的控制进行分析。阀位和速度是电机控制中的重要内容,各企业需要充分重视两者的控制工作,当前多使用双环控制方法实现控制两者的目标,双环包括速度环和位置环,速度环可对电机设备的运行速度和指定发生器事先设置的速度展开横向对比,在对比及分析后会使用速度调节器对PWM波发生器的载波频率进行相应的调整,从而对电机转速进行有效控制;位置环将电机位置速度的设定值和PWM波发生器给出需要的速度值作为依据实现控制电机转速的目标。电机大流量阀执行结构在实际运行过程中会出现匀速,加速和减速三个时期,以上各时期在加速度和速度调节时间均不固定,会出现不同程度的变化,基于此为了更好地控制电机阀位和速度,工作人员需要做好实际阀位和指定阀位横向比较的工作,当情况比较特殊时还需要对实际阀位、指定阀位以及其速度进行准确计算,进而为机电一体化应用效果的提升提供更多的保障[3]。

第二,对电机保护装置的控制进行分析。电机设备运行过程中在种种因素影响下可能会发生逆变模块类的故障问题,此种情况会变频器输出电压和电流频率的稳定性有所降低,并且对电机运行效果会产生一定的负面影响。使用常规电压互感器和电流互感器不能更好地对电机进行控制,工作人员需要根据实际情况开启电机控制保护的功能,使用此功能及时获取电机运行过程中的电流,比如:使用霍尔型电流互感器可对IPM输出的三相电流进行准确测量,IPM输出的电压会依靠分压电路检测电机保护装置,进而对电机电流的频率和电压的频率进行有效控制。

2.2 机电一体化中电机保护分析

随着电机使用时间的延长,其可能会出现不同程度的故障问题,如果未及时发现和解决故障问题,其运行效果将会大打折扣,为了规避以上情况各企业需要不断提升电机保护工作的重视程度。在实际保护过程中工作人员需要做好以下几方面工作。

第一,对电机运行前的准备工作产生更多的重视。前期准备工作是否到位对电机运行情况会产生较大的影响,工作人员需要按照规定要求对以下工作进行落实:其一,在正式启动前对电源是否通电进行检查,对启动器的情况和熔丝大小与规定要求是否一致进行判断;其二,对转子,负载转轴,电机外壳以及电动机是否准确接地进行仔细检查,观察负载设备启动准备工作是否充分;其三,在电源接通后工作人员需要对电动机,负载设备以及传动装置的实际运行情况进行密切观察,如果存在异常情况需要立刻断开电源进行排查,在上述工作检查通过后电机才能正式投入使用,从而保证电机安全、高效的运行[4]。

第二,做好运行中的监测工作。电机运行阶段比较容易出现故障问题,各企业需要派专业人员使用先进的技术和设备对其运行状态进行二十四小时的监测,监测内容包括电压,电流,振动频率,气味以及响声等等,通过监测工作对其运行过程中存在的故障或者隐患等进行及时察觉,之后到现场进行实际调查,在掌握原因后制定行之有效的方案尽快进行处理,避免产生过多的负面影响,确保电机正常运行,为企业生产工作顺利进行奠定坚实的基础[5]。

第三,定期对电机进行检修和维护。定期检修和维护是减少电机出现故障问题的重要方法,企业需要招聘技术水平及综合素质较高的人员组成一支高水平的检修队伍,其工作任务是按照事前制定的计划完成电机检修及维护工作。在实际工作过程中维修人員需要亲自到现场对电机传导轴承,制动部件以及其它构件等进行详细检查,对其运转情况和有无故障问题进行判断,如果发现异常情况需要马上在现场展开排查,对故障范围及其会产生何种影响进行确定,当故障问题不严重时可立即采取措施进行处理,当故障问题比较严重时需要及时报告给上级部门,在获得允许后及专家分析后制定针对性对策进行处理,保证在短时间内解决故障问题,将其产生的影响降至最低。与此同时电机长时间使用后其中的一些零部件会出现老化的情况,在发现老化部件后维修人员需要及时上报,让采购部门购进同种类和同规格的部件,使用全新的部件替换已经老化的部件,保证电机正常运转。除此之外,相关资料明确表示每台电机的使用时间在十万小时左右,如果超过此时间电机的运行效果和安全性将会明显降低,如未及时更换出现安全意外的可能将会大大增加,基于此各企业需要做好电机工作时间的记录工作,在到达使用寿命时需要及时进行更换,在更换时并非必须购进与原来完全相同的电机,在技术不断发展下,电机种类及功能均向多样化的方向发展,企业可根据当前生产情况和要求合理引进一些新式的电机,简化原有工作流程,进而为机电一体化作用的发挥打下良好的基石。

3 结束语

电机在机电一体化中占据者重要的位置,做好其控制及保护工作对机电一体化作用的发挥有较大的积极影响,并且提升电机自身运行的安全性及稳定性,此篇文章笔者对电机阀位和速度的控制、电机保护装置的控制进行分别说明,针对其保护提出重视运行前的准备工作、做好运行中的监测工作定期对电机进行检修和维护的措施,希望各企业能够充分意识到电机控制和保护工作的重要性,能够将各项工作落实到实处。

参考文献

[1]于建立,张占福.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.

[3]潘彩霞.机电一体化应用中的电机控制与保护路径研究[J].装备制造技术,2017(3):208-209.