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【电机控制】电机堵转检测、处理
1.背景
在某项目中,乙方要求在电机遇到堵转时,停止运动。主要目的是:
1)为了减少堵转时,电机产生的噪音;
2)担心长时间堵转,会产生损坏电机、编码器;
2.检测方法
2.1电流检测
1)原理:通过实时监控电机的工作电流,判断电流是否超过预设的阈值。正常情况下,电机电流在一定范围内波动;而在堵转时,电流会长时间处于一个异常高的水平。
2)硬件:使用电流传感器或者是采样电阻
3)软件:设定一个电流阈值和时间窗口,如果电流超过阈值并持续一定时间(例如100ms),则判定为堵转。
4)程序。待验证
2.2转速检测
1)原理:在堵转时,电机转速会急剧下降甚至为零。因此,通过实时监控电机转速,判断是否出现堵转。
2)硬件:使用编码器获取电机速度
3)软件:将实时转速与预设的最低转速进行对比,如果转速低于设定值且持续一定时间,则判定为堵转。
4)程序。待验证
3.功率检测
1)原理:堵转时,电机功率会显著增加,因为功率是电流和电压的乘积。通过监控电机的功率输出,可以判断是否发生堵转。
2)硬件:采样电阻,获取电机的电压和电流值。
3)软件:实时计算电机的功率(P = U * I),设定一个功率阈值和时间窗口,如果功率超过阈值并持续时间超过设定值,则判定为堵转。
4)程序。待验证。
3.特殊情况
3.1启动电流处理
现象:在电机启动时,尤其是对于直流电机和感应电机,由于惯性和反电动势较低,启动电流会瞬时增大,这种情况并不属于堵转。为了避免误判,需要在检测逻辑中考虑启动阶段的特性。
3.1.1 启动窗口
1)原理:设定一个启动时间窗口,在这个时间内不进行堵转检测。
2)程序。待验证
3.1.2 动态阈值
1)原理:在启动时允许更高的电流阈值,启动后逐渐恢复到正常的电流检测阈值。
2)程序:待验证