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機(jī)電一體化應(yīng)用中的電機(jī)控制與保護(hù)措施分析

更新時間:2021-06-28 點擊次數(shù): 982次

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

  要:本文介紹機(jī)電一體化的概念及其在技術(shù)應(yīng)用中進(jìn)行電機(jī)控制與保護(hù)的常見問題,從合理管控、定期檢測、環(huán)境清理的角度提出加強(qiáng)機(jī)電一體化中電機(jī)控制與保護(hù)的相關(guān)路徑,并揭示面向未來的技術(shù)展望。

關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;應(yīng)用;電機(jī);控制;保護(hù);路徑

 

0引言

在國家的經(jīng)濟(jì)實力不斷增強(qiáng)的同時,科技力量也逐漸成為第一生產(chǎn)力。面對有利的發(fā)展環(huán)境,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷有新的突破。這表現(xiàn)在公路建設(shè)中,混凝土攪拌站對于機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用。盡管機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)取得了很多的成績。但是在發(fā)展過程中,我們還須要正視相關(guān)的一些難題。從可持續(xù)發(fā)展的觀點來加強(qiáng)實施機(jī)電一體化技術(shù),對電機(jī)的有效控制和保護(hù)進(jìn)行研究。本文結(jié)合混凝土攪拌站中對機(jī)電一體化發(fā)展的電機(jī)控制與保護(hù)進(jìn)行了論述。 

1概述

機(jī)電一體化就是借助電子信息技術(shù)進(jìn)行的機(jī)械設(shè)備信息處理。通過軟件與硬件設(shè)備的組合,實現(xiàn)機(jī)械裝置的功能操控。據(jù)悉,機(jī)電一體化概念早在1972年提出。雖然當(dāng)時的科學(xué)技術(shù)并不發(fā)達(dá),但已經(jīng)能夠借助簡單的編程來進(jìn)行一些機(jī)電產(chǎn)品的性能完善和操控。在公路建設(shè)方面,將機(jī)電一體化應(yīng)用到混凝土的攪拌實施中,極大提升了施工效率和混凝土的攪拌質(zhì)量,從而機(jī)電一體化已逐漸作為一門新型的科技。因其自身*的低能耗、多功能及高可靠性等特點,在混凝土攪拌站的發(fā)展和應(yīng)用上得到了高度的認(rèn)可。

2機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用中進(jìn)行電機(jī)控制及保護(hù)常見問題

2.1電機(jī)的控制及保護(hù)硬件不滿足要求。

當(dāng)前用于機(jī)電一體化中的電機(jī)保護(hù)的裝置,都是以電磁及電熱理論為基礎(chǔ)所創(chuàng)建。同時在保護(hù)裝置中,有熔斷器及電磁繼電器等硬件設(shè)施。從保護(hù)裝置在當(dāng)前機(jī)電一體化運(yùn)用的實際效果來看,短時間內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的科學(xué)保護(hù)。但從長遠(yuǎn)發(fā)展來看,其綜合性保護(hù)裝置仍不夠完善。這主要是一些零件在信息處理的敏感度和準(zhǔn)確性上存在一定誤差。實踐表明,生產(chǎn)中的很多事故、問題都與機(jī)電系統(tǒng)的失控有一定的關(guān)系。另外一種情況是,當(dāng)電機(jī)保護(hù)與控制系統(tǒng)進(jìn)行電機(jī)運(yùn)行檢測時,遇到突發(fā)情況進(jìn)行信息的反饋時,信息傳輸終端導(dǎo)致信息緩沖,而這個時間也正是系統(tǒng)比較容易出現(xiàn)故障的時間。所以說硬件系統(tǒng)達(dá)不到實際要求,就導(dǎo)致電機(jī)的控制與保護(hù)也無法*符合實際的需求。

2.2工作與井下機(jī)電設(shè)備應(yīng)用上的常見問題。

雖然專門用于井下作業(yè)的機(jī)電一體化技術(shù)還未*得到推廣和應(yīng)用。但是考慮到井下施工的特殊性,事故的頻發(fā)性,需要將井下機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用作為主要研究方向來考慮,合理的保護(hù)和控制電機(jī),有效提升井下作業(yè)的性和效率性。機(jī)電設(shè)備在井下作業(yè)中存在很多問題,這就導(dǎo)致電機(jī)控制得不到有效實施,電機(jī)的一些正常功能得不到發(fā)揮。拿鼠籠式的異步電機(jī)來說,其在井下作業(yè)中,很容易出現(xiàn)一些應(yīng)用上的故障,從而影響整體的電機(jī)運(yùn)行效率。進(jìn)而會出現(xiàn)一些鏈?zhǔn)椒磻?yīng),導(dǎo)致發(fā)生更多的故障。為此,必須加強(qiáng)對電機(jī)的控制與保護(hù)研究,為井下作業(yè)提供可靠的機(jī)電一體化技術(shù)。

2.3用于電機(jī)的控制和保護(hù)的相關(guān)裝置已經(jīng)不太符合新的技術(shù)要求。

目前,很多在用的電機(jī)保護(hù)裝置都是沿用傳統(tǒng)的裝置,顯得比較陳舊和落后。面對不斷更新的機(jī)電一體化技術(shù)及超前的應(yīng)用,其保護(hù)裝置沒有理想的保護(hù)效果。同時,現(xiàn)代模式下的電機(jī)控制及保護(hù)都主要以電熱與電磁兩種原理作為條件,應(yīng)用熱繼電器與熔斷器的過載保護(hù)以及短路功能實現(xiàn)保護(hù),但是該元件本身就有缺陷,導(dǎo)致機(jī)電控制與保護(hù)環(huán)節(jié)存在諸多問題,所以在未來的設(shè)計中,應(yīng)該重視設(shè)計、控制的融合,實現(xiàn)機(jī)電控制保護(hù)裝置的多樣化。

3加強(qiáng)機(jī)電一體化中電機(jī)控制與保護(hù)的相關(guān)路徑

3.1合理管控電機(jī)的電壓與電流。

機(jī)電一體化在工作中的主要核心是電機(jī)。電機(jī)借助電力能源進(jìn)行工作。運(yùn)行中通過電磁、電熱的相互轉(zhuǎn)化,從而帶動整個機(jī)電系統(tǒng)。眾所周zhi,電力運(yùn)行中的電壓和電流是兩個主要的參考指標(biāo)。電機(jī)的運(yùn)行功率與這兩個參數(shù)有直接的關(guān)系。實際的機(jī)電一體化運(yùn)行中,不同的電機(jī)有著不同的荷載電流和電壓,也就是額定功率。當(dāng)一部電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定時,說明電壓與電流處于標(biāo)準(zhǔn)值狀態(tài)。同樣,當(dāng)機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行不暢或者是故障時,在電流或者電壓方面也會有對應(yīng)的體現(xiàn)。電流及電壓的測量非常簡單,可以借助先進(jìn)的儀器進(jìn)行。電壓異常會導(dǎo)致電阻設(shè)備性故障。電流異常,會有短路或者短路的電流故障。所以,對于電機(jī)運(yùn)行中的控制和保護(hù),可以通過對電流及電壓的及時測量、觀察加以排除故障。

3.2加強(qiáng)機(jī)電一體化運(yùn)行中的設(shè)備定期檢測。

機(jī)電一體化是信息系統(tǒng)與硬件設(shè)備的相互結(jié)合。而電機(jī)是為機(jī)電一體化的運(yùn)行提供足夠動力的裝置。作為電機(jī)本身來說,其可能長時間處于連軸運(yùn)轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)。這種高負(fù)荷的作業(yè)會導(dǎo)致電機(jī)硬件設(shè)備存在不同程度的磨損。長期下去,就會出現(xiàn)電機(jī)硬件故障,而失去正常的工作狀態(tài)。所以在機(jī)電一體化的運(yùn)作管理中,需要根據(jù)設(shè)計情況對電機(jī)進(jìn)行定期的檢查,查看電機(jī)的硬件性能和軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的情況,以及相關(guān)制動部件的工作能力等。需要維修的要及時進(jìn)行維修,不需要維修的要進(jìn)行合理的養(yǎng)護(hù),及時更換掉磨損嚴(yán)重的部件。將一切可能發(fā)生的故障都排除在事前,為機(jī)電一體化的長期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)提供良好的保障。另外,在電機(jī)的定期檢查方面,還要注意每類電機(jī)的使用壽命,一般在410萬個小時不等。當(dāng)電機(jī)總體使用時間超過設(shè)備的服役時間時,就要及時的淘汰設(shè)備,確保整個機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的長期穩(wěn)定和連續(xù)性。

3.3注重機(jī)電一體化運(yùn)行中的環(huán)境清理工作。

電機(jī)運(yùn)行環(huán)境中隨著靜電的產(chǎn)生,長期運(yùn)作會吸附很多的灰塵和雜質(zhì)。如果這些物質(zhì)得不到充分的清理,就會對電機(jī)的正常運(yùn)行產(chǎn)生阻礙。特別是井下的機(jī)電一體化運(yùn)行,灰塵得不到及時清理,通風(fēng)不良,都會導(dǎo)致電機(jī)早早進(jìn)入故障模式。同時,灰塵的長時間積累還會對電機(jī)的運(yùn)行功率產(chǎn)生影響。考慮到井下作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜性和惡劣性,在機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行中,維護(hù)與檢測都比較困難。這時就要通過盡量改善電機(jī)的運(yùn)行環(huán)境條件,來加強(qiáng)對電機(jī)的運(yùn)行保護(hù)。井下施工環(huán)境的清理,常見的就是要做好作業(yè)井下施工環(huán)境中通道的清潔工作,降低電機(jī)運(yùn)行過程中灰塵的吸附密度。及時進(jìn)行井下通風(fēng)通道的疏通,提升井下空氣的循環(huán)次數(shù),同時也有利于井下的電機(jī)在運(yùn)行中及時散發(fā)所產(chǎn)生的熱量。

4電機(jī)控制與保護(hù)的未來技術(shù)展望

從當(dāng)前的機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用來看,對于電機(jī)的保護(hù)裝置,未來將主要圍繞故障進(jìn)行模型創(chuàng)建和準(zhǔn)確的模仿計算來進(jìn)行。在故障模擬與計算中,將會把相位及突破等量化的東西進(jìn)行故障類型的檢測確定。通過測試數(shù)據(jù)的充分研究與評估,實現(xiàn)對量化的具體工作研究。這也是有效提升電機(jī)有效保護(hù)和增強(qiáng)繼電保護(hù)裝置精確度的有效措施。通過采用這些方式,不僅實現(xiàn)現(xiàn)有電機(jī)的保護(hù),還能夠為后期的電機(jī)保護(hù)理論研究奠定比較扎實的基礎(chǔ)。這在進(jìn)行保護(hù)裝置的突破性研究方面,幫助上比較突出。另外,未來的電機(jī)保護(hù)與控制,將會主要依托新型技術(shù)力量及產(chǎn)品的運(yùn)用來進(jìn)行。通過對實際運(yùn)行電機(jī)工況的具體檢測,以不同的電機(jī)裝置輸出不同的信息來實現(xiàn)對電機(jī)狀態(tài)的確定。對這些信息的采集進(jìn)行匯總分類,以對比的形式來準(zhǔn)確的劃分故障類型,從而更加方便后期圍繞故障類型進(jìn)行針對性的電機(jī)保護(hù)。在未來的機(jī)電一體化發(fā)展中,通過不斷積累和創(chuàng)新的循環(huán)模式,實現(xiàn)電機(jī)保護(hù)與控制的有效落實,能夠預(yù)測突發(fā)性的故障,并做出報警處理,實現(xiàn)終有效的電機(jī)保護(hù)。

5安科瑞ARD系列智能電動機(jī)保護(hù)器介紹與綜合選型

5.1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。

5.2產(chǎn)品選型

產(chǎn)品功能

 

                                說明:“√”表示具備“■”表示可選

 

6結(jié)語

總之,在國家經(jīng)濟(jì)與科技水平不斷提升的過程中,電子技術(shù)的應(yīng)用得到不斷發(fā)展。其中,機(jī)電一體化作為技術(shù)發(fā)展的典型代表,應(yīng)用的范圍逐漸廣泛,其應(yīng)用效果得到了業(yè)界的普遍認(rèn)可。但是任何技術(shù)的發(fā)展都是一個循序漸進(jìn)的過程,在機(jī)電一體化技術(shù)的實施中,還存在一些技術(shù)難題,這對機(jī)電事業(yè)的發(fā)展來說不利。為此,必須正視機(jī)電一體化中的電機(jī)控制與保護(hù)研究,盡量降低電機(jī)事故的發(fā)生概率。同時合理有效的制定故障的排除措施,以確保機(jī)電運(yùn)行的性和穩(wěn)定性。這才能有效地提升機(jī)電一體化在公路建設(shè)中混凝土的攪拌質(zhì)量和效率。

 

【參考文獻(xiàn)】

[1]杜秀琴.淺談電機(jī)在機(jī)電一體化技術(shù)中的保護(hù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015,(6).

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[3]李宗敏.機(jī)電一體化應(yīng)用中的電機(jī)控制與保護(hù)路徑簡述[J].中國設(shè)備工,2018,(08).

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06.

 

作者簡介劉細(xì)鳳,女,本科安科瑞電氣股份有限公司

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