張雙

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 2018011

摘  要:傳統(tǒng)的生活生產(chǎn)過程中對機(jī)電一體化的控制和使用，一般是通過人工來進(jìn)行操作的，而隨著生活和生產(chǎn)規(guī)模的不斷提升和擴(kuò)大，以機(jī)械為主的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式已經(jīng)逐漸被現(xiàn)代電子控制學(xué)所取代。如何做好新工藝與傳統(tǒng)工藝之間的有機(jī)融合，成為了未來生活生產(chǎn)中的必然趨勢和選擇。本文針對在機(jī)電一體化應(yīng)用中電機(jī)控制與保護(hù)路徑的發(fā)展現(xiàn)狀和出現(xiàn)的問題，做出了針對性的研究和分析，并提出了對應(yīng)的提升方案和發(fā)展措施。

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

在我國的諸多高校理科的相關(guān)專業(yè)中，機(jī)電一體化也叫做機(jī)械電子學(xué)，在現(xiàn)實(shí)生活生產(chǎn)的過程中，機(jī)電一體化是融合了信息技術(shù)、電子控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、以及計(jì)算機(jī)技術(shù)為主的一種綜合發(fā)展的新型機(jī)械控制技術(shù)，更是符合傳統(tǒng)生產(chǎn)模式與現(xiàn)代科學(xué)理論的適合現(xiàn)階段生活生產(chǎn)發(fā)展的生產(chǎn)技術(shù)。只有對電機(jī)控制與保護(hù)路徑的進(jìn)行穩(wěn)定的保護(hù)，才可以更好的促進(jìn)和提高生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

1機(jī)電一體化的具體內(nèi)容以及相關(guān)內(nèi)涵

經(jīng)濟(jì)水平的不斷進(jìn)步和發(fā)展，讓以科技為主的內(nèi)在發(fā)展動(dòng)力成為了生產(chǎn)力的重要組成部分。簡單來說，機(jī)電一體化的具體內(nèi)容包含三個(gè)核心部分，以新型生產(chǎn)技術(shù)為主的機(jī)械生產(chǎn)方式為其一，這種技術(shù)的應(yīng)用是將電子操控技術(shù)如何與其進(jìn)行有效的結(jié)合作為切入點(diǎn)，利用電子操控技術(shù)的諸多特點(diǎn)，對生產(chǎn)流程的性能做出全面的提升^[1]。計(jì)算機(jī)與其信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是機(jī)電一體化的第二個(gè)組成部分，技術(shù)的實(shí)施和巧妙的運(yùn)用，將機(jī)電一體化中電機(jī)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進(jìn)行有效的融合，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)和智能化的生產(chǎn)的同步進(jìn)行。第三個(gè)組成部分也就是系統(tǒng)中的感受器官，叫做傳感檢測技術(shù)。這種技術(shù)在機(jī)電一體化的應(yīng)用中起到了對機(jī)電運(yùn)轉(zhuǎn)和發(fā)展進(jìn)行自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)的重要作用，更是保證機(jī)電一體化系統(tǒng)可以高水平運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)的重要技術(shù)之一。盡管現(xiàn)階段的機(jī)電一體化在不同的領(lǐng)域應(yīng)用中取得了諸多的成就，得到了大范圍的擴(kuò)展，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，仍存在許多不足，需要作出對應(yīng)的改革措施和方案。為了更好的讓機(jī)電一體化的電機(jī)更好的應(yīng)用于生產(chǎn)系統(tǒng)中設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要在擴(kuò)大和提升工業(yè)生產(chǎn)中的作用的同時(shí)，并對其電機(jī)作出進(jìn)行深入控制和保護(hù)。

2機(jī)電一體化應(yīng)用中電機(jī)控制和保護(hù)路徑中常見問題

現(xiàn)階段，盡管新技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步已經(jīng)逐漸適應(yīng)了市場，但在對電機(jī)控制和保護(hù)的過程中，傳統(tǒng)的裝置已經(jīng)跟不上技術(shù)對其的要求。陳舊和落后的裝置設(shè)備甚至起不到應(yīng)有的保護(hù)效果。與此同時(shí)，機(jī)電一體化的相關(guān)設(shè)備在井下運(yùn)用的十分廣泛，盡管機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)有了建樹，但由于這種生產(chǎn)施工的環(huán)境有著特殊性，如果操作不當(dāng)或是操作失誤，則會在工作的過程中會出現(xiàn)事故，極大的影響生產(chǎn)生活的運(yùn)行。為了避免這種問題的出現(xiàn)和存在，導(dǎo)致電機(jī)的正常功能得不到一個(gè)有效的發(fā)揮，甚至影響電機(jī)在井下的整體運(yùn)行效率。這就需要對電機(jī)控制和路徑保護(hù)作出適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的最新保護(hù)裝置。隨著對生產(chǎn)力水平要求的不斷提升，在生活生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展中，很多事故的發(fā)生都是由于機(jī)電一體化在工作運(yùn)行的過程中，電機(jī)的控制系統(tǒng)出現(xiàn)了失靈等相關(guān)的故障和事故。例如：在操作人員對指令進(jìn)行執(zhí)行的過程中，自動(dòng)化機(jī)床不能夠?qū)χ噶钸M(jìn)行準(zhǔn)確的識別和執(zhí)行，繼而造成操作人員在工作中出現(xiàn)受傷的現(xiàn)象。除此之外，在生產(chǎn)的過程中，電機(jī)的異常狀態(tài)也會造成不能夠正常的進(jìn)行作業(yè)，以上這諸多情況的出現(xiàn)，有時(shí)是因?yàn)殡姍C(jī)出現(xiàn)了短路情況，有時(shí)則因?yàn)殡姍C(jī)過熱而影響電機(jī)的正常運(yùn)行，這就需要電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)及時(shí)發(fā)揮應(yīng)有的作用，保障在生產(chǎn)的過程中即使出現(xiàn)異常的狀態(tài)仍舊可以保持正常的工作運(yùn)轉(zhuǎn)。在機(jī)電一體化電機(jī)的操作過程中，傳統(tǒng)的電機(jī)保護(hù)裝置一般是采用電磁繼電器以及有容斷器等相關(guān)的硬件防護(hù)措施。但隨著技術(shù)的進(jìn)步，這種防護(hù)措施在信息處理的過程中仍缺乏一定的準(zhǔn)確性和敏感度，不適應(yīng)現(xiàn)在生產(chǎn)的進(jìn)步和發(fā)展，更引發(fā)著很多事故出現(xiàn)。這些卻又都與機(jī)電系統(tǒng)的失靈有著不密不可分的關(guān)系，由此可見，以電磁繼電器和有容斷器的電機(jī)硬件防護(hù)措施在綜合性能上仍存有很大的提升空間^[2]。

3機(jī)電一體化中對電機(jī)控制和路徑保護(hù)的加強(qiáng)

3.1對機(jī)電一體化中運(yùn)行設(shè)備做出定期的檢查

機(jī)電一體化中硬件的相關(guān)設(shè)備與信息系統(tǒng)的互相融合共同構(gòu)建了機(jī)電一體化的整體系統(tǒng)。而電機(jī)作為其中重要的組成部分，為機(jī)電一體化裝置提供了必要的運(yùn)行動(dòng)力。但由于工作環(huán)境的影響，電機(jī)在生產(chǎn)施工的過程中時(shí)間周期較長，運(yùn)轉(zhuǎn)頻率較高，常會讓電機(jī)本身很有可能長期處于運(yùn)轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)，這種工作作業(yè)上的高負(fù)荷，如果不進(jìn)行有效的保護(hù)和維修，不僅會造成硬件設(shè)備磨損的同時(shí)，更會導(dǎo)致電機(jī)硬件設(shè)備上出現(xiàn)故障，失去原有的正常工作的狀態(tài)。因此，在對機(jī)電一體化運(yùn)行設(shè)備的工作運(yùn)轉(zhuǎn)管理和維護(hù)的過程中，需要定期對電機(jī)的設(shè)備做檢查，并及時(shí)查看軸承運(yùn)轉(zhuǎn)和硬件的性能，如果出現(xiàn)需要整改的部件，進(jìn)行及時(shí)維修的同時(shí)，更要對常規(guī)的部件時(shí)作出有效的養(yǎng)護(hù)，將由電機(jī)引起的可能會發(fā)生的安全事故扼殺在搖籃里，繼而確保整個(gè)機(jī)械的設(shè)備可以連續(xù)穩(wěn)定的長期運(yùn)行。

3.2對電機(jī)的電壓和電流作出合理的管控

在機(jī)電一體化在行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用過程中，電機(jī)是機(jī)電一體化在工作中的核心，借助電機(jī)所產(chǎn)生的電力能源為機(jī)電一體化提供所需要和必要能量來源。與此同時(shí)，通過電熱和電磁之間的互相轉(zhuǎn)換，帶動(dòng)整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)良性的運(yùn)轉(zhuǎn)。一般來說，在電機(jī)的構(gòu)成部件中，電流和電壓是電力運(yùn)行過程中最為主要的兩個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)，對這兩個(gè)數(shù)據(jù)的記錄和分析，并形成有效的融合，不僅可以促進(jìn)機(jī)電的良好運(yùn)行，深層次來說，這兩個(gè)數(shù)據(jù)甚至是直接影響著電機(jī)是否可以正常的運(yùn)行。而在實(shí)際的操作中，不同環(huán)節(jié)的應(yīng)用中，不同的電機(jī)其實(shí)是有著不盡相同的荷載電壓和荷載電流。在工作的運(yùn)行中，如果一部電機(jī)可以穩(wěn)定的運(yùn)行，則說明電機(jī)中的電流和電壓所處與標(biāo)準(zhǔn)的值域中，相反，如果電機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)了問題或者是故障時(shí)，可以直觀對其作出判斷的就是額定功率，也就是電機(jī)內(nèi)的電壓或者電流^[3]。電壓和電流所帶來的不同問題，則需要采取對應(yīng)的解決措施和具體方案。所以，只有及時(shí)對電機(jī)中的額定功率做出合理的管控，對工作中的電機(jī)進(jìn)行保護(hù)，對電壓和電流及時(shí)的觀察和測量，才可以更好的避免故障的發(fā)生，穩(wěn)定工作的合理運(yùn)行。

3.3及時(shí)清理運(yùn)行中機(jī)電一體化設(shè)備的工作環(huán)境

由于工作環(huán)境的特殊性，機(jī)電一體化在工作的過程中，電機(jī)在正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中會產(chǎn)生靜電，長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)會在靜電的作用下吸附諸多雜質(zhì)和灰塵。長期以往，如果不對產(chǎn)生的雜質(zhì)和灰塵做出針對性的清理，不僅會給電機(jī)造成一定的物理傷害，更因?yàn)椴煌碾s質(zhì)出現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)，而對機(jī)電表面造成化學(xué)屬性上的損害和腐蝕，甚至?xí)绊戨姍C(jī)的正常運(yùn)行。因此，不僅要及時(shí)檢查工作環(huán)境的安全，更需要對井下的機(jī)電一體化工作中所吸附的垃圾及時(shí)進(jìn)行通風(fēng)和清理。但是，由于井下工作環(huán)境有著惡劣性和復(fù)雜性，因此在監(jiān)測和清理的過程中都有著一定的困難性。這就需要對電機(jī)運(yùn)行的條件和環(huán)境做出提升和改善，提升工作環(huán)境的安全，繼而加強(qiáng)對機(jī)電工作運(yùn)行中的有效保護(hù)。避免長期堆積的灰塵對電機(jī)運(yùn)行功率產(chǎn)生影響。在清潔的過程中，一般情況下，需要相關(guān)的工作人員在井下施工作業(yè)的過程中對施工環(huán)境的通道做出清潔，降低在電機(jī)工作過程中雜質(zhì)和灰塵吸附的密度。另一方面，對電機(jī)設(shè)備上的雜質(zhì)和灰塵做出有效的清潔，與此同時(shí)，對井下的通道及時(shí)的進(jìn)行疏通和通風(fēng)，提升井下工作環(huán)境中空氣循環(huán)的相關(guān)次數(shù)，保障清潔工作人員安全的同時(shí)，也有利用電機(jī)在井下運(yùn)行過程中產(chǎn)生熱量的散發(fā)。

4機(jī)電一體化的所常見的應(yīng)用領(lǐng)域

現(xiàn)代生活的進(jìn)步和發(fā)展，讓科技的應(yīng)用越來越廣泛。機(jī)電一體化也在發(fā)展的過程中有著十分廣泛的應(yīng)用，服務(wù)于人們生活的同時(shí)，更好的促進(jìn)整體生產(chǎn)力的進(jìn)步和提升，在機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，常見的是在機(jī)械部件中的應(yīng)用。除此之外還有很多領(lǐng)域也都能看到機(jī)電一體化的身影。

4.1機(jī)電一體化在機(jī)器人中的應(yīng)用

機(jī)電一體化在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中，以機(jī)器人的應(yīng)用最為的一種，在應(yīng)用的過程中能夠?qū)ψト?、定位以及搬運(yùn)等復(fù)雜的機(jī)械動(dòng)作和對象作出自動(dòng)識別。更好的服務(wù)于機(jī)器人行業(yè)的同時(shí)，促進(jìn)人類服務(wù)行業(yè)的進(jìn)步。與此同時(shí)，在傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用之上，可以將現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)中的精密機(jī)械技術(shù)加以結(jié)合和應(yīng)用，繼而實(shí)現(xiàn)最為先進(jìn)的一體化機(jī)器人模型^[4]。為行業(yè)的發(fā)展提出最新的技術(shù)。

4.2機(jī)電一體化在汽車電噴系統(tǒng)行業(yè)的應(yīng)用

汽車電噴系統(tǒng)行業(yè)一般分為柴油電噴系統(tǒng)和汽油電噴系統(tǒng)，而后者汽油電噴技術(shù)目前來看的應(yīng)用和普及率較高。機(jī)電一體化的應(yīng)用原理和使用可以對我國現(xiàn)階段的汽車電噴系統(tǒng)中汽車燃料的供給情況制作出嚴(yán)格的把控，更是符合可持續(xù)發(fā)展、低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展理念，更是適應(yīng)交通運(yùn)輸行業(yè)未來發(fā)展趨勢。

4.3機(jī)電一體化在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的應(yīng)用

作為機(jī)電一體化應(yīng)用最為廣泛的生產(chǎn)領(lǐng)域，數(shù)控機(jī)床有著十分可觀的發(fā)展前景。在過去的傳統(tǒng)流程中，機(jī)床的生產(chǎn)都是由人工進(jìn)行操作或是針對性的控制。盡管人工的操作有著更多的靈活性，但是對于一些無法生產(chǎn)或者是結(jié)構(gòu)上過于精密的部件，機(jī)電一體化有效的實(shí)現(xiàn)了將傳統(tǒng)機(jī)械和電子計(jì)算機(jī)相融合，加強(qiáng)自動(dòng)化機(jī)床的生產(chǎn)效率^[5]。而機(jī)電一體化的內(nèi)部系統(tǒng)的不斷革新和發(fā)展，未來必能成為數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域中*的中堅(jiān)力量。

5機(jī)電一體化應(yīng)用中電機(jī)控制和保護(hù)路徑的研究意義

對機(jī)電一體化應(yīng)用中電機(jī)控制和保護(hù)路徑的探討和研究，不僅影響著各行業(yè)領(lǐng)域的建設(shè)和發(fā)展，更影響著一體化應(yīng)用行業(yè)的水平和質(zhì)量。對機(jī)電一體化中電機(jī)控制展開的相關(guān)研究，首先可以有效的提升生產(chǎn)力整體生產(chǎn)力的水平，促使以電機(jī)為中心的機(jī)電一體化的相關(guān)設(shè)施設(shè)備有著更好的應(yīng)用，而對電機(jī)控制和保護(hù)路徑的研究和應(yīng)用中，可以更好的讓電機(jī)延長使用中的壽命，更好的服務(wù)于整個(gè)社會的發(fā)展和進(jìn)步。未來的科技和發(fā)展，讓電機(jī)機(jī)械化融入生產(chǎn)流程中的同時(shí)，更與人們的生活形成了密不可分的關(guān)系，對機(jī)電一體化應(yīng)用中電機(jī)控制和保護(hù)路徑的研究，為未來人們生活水平的提升提供了更多的可能。因此，對其的研究讓人們未來的生活方式更加的豐富多彩。

6電機(jī)控制和保護(hù)路徑的未來技術(shù)展望

現(xiàn)階段的機(jī)電一體化中技術(shù)的運(yùn)用，主要是圍繞著電機(jī)的故障類型進(jìn)行保護(hù)裝置的相關(guān)模型創(chuàng)建，繼而對其進(jìn)行準(zhǔn)確的模仿和計(jì)算。在對故障的模擬和計(jì)算過程中，把相位中等量化的東西進(jìn)行突破，并對故障的類型進(jìn)行對應(yīng)的檢測和確定，并對測試的數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的評估和研究，時(shí)下具體工作量化的研究。這實(shí)現(xiàn)了對機(jī)電一體化中核心電機(jī)的保護(hù)，更可以通過這種數(shù)據(jù)模擬的手段對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行精確的保護(hù)和提升，繼而對后期電機(jī)的保護(hù)作出理論研究的扎實(shí)基礎(chǔ)，為未來機(jī)電保護(hù)裝置的研究提供了更多理論上的數(shù)據(jù)。在對保護(hù)裝置的研究方面，影響和幫助更為突出。未來的在電機(jī)控制和保護(hù)路徑的發(fā)展上，研究的重心將會轉(zhuǎn)向以技術(shù)力量和產(chǎn)品，通過對不同電機(jī)的裝置所輸出的不同信息類型而對信息作出的電機(jī)狀態(tài)的匯總，并運(yùn)用實(shí)際的電機(jī)工況作出具體的監(jiān)測^[5]。與此同時(shí)，對采集來的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類和匯總，并將故障的類型以形式為準(zhǔn)進(jìn)行針對性的劃分，讓對電機(jī)的故障類型可以方便后期的研究。因此，在未來的機(jī)電一體化的進(jìn)步與發(fā)展中，只有不斷的進(jìn)行創(chuàng)新和積累并形成有效的循環(huán)，對電機(jī)的控制和保護(hù)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行有效的落實(shí)。更可以為未來機(jī)電一體化的應(yīng)用中可能出現(xiàn)的故障做出預(yù)測，并作出及時(shí)的預(yù)警措施，保障事故發(fā)生的第一時(shí)間及時(shí)作出報(bào)警處理，最終實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的根本保護(hù)。

7安科瑞ARD系列智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器介紹與綜合選型

7.1產(chǎn)品簡介

ARD該系列低壓電動(dòng)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(dòng)機(jī)起動(dòng)器等電器元件構(gòu)成電動(dòng)機(jī)控制保護(hù)單元，具有遠(yuǎn)程自動(dòng)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。

7.2產(chǎn)品選型

產(chǎn)品功能

 說明：“√"表示具備“■"表示可選

8結(jié)論

綜上所述，在國家科技水平和經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展和提升的過程中，電子技術(shù)的不斷突破和進(jìn)步，讓其在更多的領(lǐng)域有了應(yīng)用^[6]。以機(jī)電一體化為核心代表的電子技術(shù)由于應(yīng)用范圍的廣泛也逐步達(dá)到了業(yè)界人士的諸多認(rèn)可。但任何技術(shù)的發(fā)展都需要一個(gè)不斷前進(jìn)的過程，對于發(fā)展中存在的問題需要專業(yè)人員重視，保護(hù)和降低由于電機(jī)事故發(fā)生的概率，將故障排除之后，更好的確保機(jī)電運(yùn)行的安全性，更好的提高機(jī)電一體化在行業(yè)中的效率與質(zhì)量。

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