Jak mogę wykryć, czy silnik prądu stałego w robocie zaczyna się zawodzić?


13

Jakich cech mogę szukać, które mogłyby być niezawodnymi wczesnymi sygnałami ostrzegawczymi, że silnik prądu stałego w moim robocie, na przykład używany do napędu, może zawieść? Szukam odpowiedzi, która dotyczy czujników, a nie kontroli ręcznej, aby można było zbudować obwód ostrzegający o potencjalnej awarii, zanim to nastąpi.

Mam kilka pomysłów, takich jak zwiększenie poboru prądu lub zmniejszenie prędkości obrotowej / napięcia, ale chcę uchronić się przed fałszywymi ostrzeżeniami powodowanymi przez rozsądne zużycie lub po prostu robota walczącego w trudnym terenie.

Oczywiście taki system nigdy nie będzie niezawodny, ale czy są jakieś punkty, na które mogę uważać?

Odpowiedzi:


10

Z punktu widzenia systemu sterowania należy szukać dwóch kluczowych rzeczy. Pierwszy to średni pierwiastek przyłożonego momentu obrotowego, a drugi to następujący błąd przy ruchach.

Średni kwadratowy moment obrotowy (RMS)

Ponieważ silniki z czasem ulegają degradacji, wymagają zastosowania większego momentu obrotowego przy takim samym przyspieszeniu, więc jeśli dostroiłeś pętlę PID dla nowego silnika o niskiej stratności, to w miarę starzenia się i wzrostu strat, silnik będzie dryfował . W pewnym momencie silnik zużyje się na tyle, że nie będzie można dostroić parametrów PID, aby uzyskać wymaganą wydajność. Zanim to nastąpi, być może już zacząłeś przekraczać limit momentu obrotowego w kontrolerze ruchu (na przykład może nie pozwolić na 100% przechylenie przez więcej niż określoną liczbę ms).

Problem z samym patrzeniem na moment obrotowy polega na tym, że trudno jest go kontrolować. Patrząc na wartość maksymalną nic nie powiesz, ponieważ wiele sytuacji może powodować 100% momentu obrotowego na krótki czas, szczególnie przy agresywnie dostrojonym regulatorze PID.

Ponieważ ciągle się zmienia, konfiguracja monitorowania może być zbyt łagodna (skutkująca fałszywymi negatywami ) lub zbyt surowa (skutkująca fałszywymi pozytywami ). Dlatego prawdopodobnie chcesz czegoś bliższego RMS momentu obrotowego, który monitorujesz przez długi czas i patrzysz na trendy.

W środowisku o kontrolowanej temperaturze temperatura silnika (jak sugeruje user65 ) jest całkiem dobrym przybliżeniem zużycia energii RMS w długim okresie czasu. Jeśli temperatura otoczenia nie jest kontrolowana, jest to trudniejsze, ponieważ różne temperatury bezwzględne prawdopodobnie będą wymagały różnych progów temperatury powyżej wyzwalaczy otoczenia dla zużytych silników.

Po błędzie

Kolejnym narzędziem do wyszukiwania uszkodzonych silników jest maksymalny błąd następujący po ruchu. Jest to maksymalna różnica między miejscem, w którym powinien być silnik, a miejscem, w którym znajdował się w dowolnym momencie ruchu. Jest to jedna wartość dla całego ruchu i jest to coś, co wiele kontrolerów ruchu śledzi na własny użytek. W rzeczywistości wiele z nich ma miękkie limity maksymalnego błędu i błędu, jeśli zostaną przekroczone.

Ponownie, wyzwolenie błędu maksymalnego podążania może być tylko wskazówką, że wystarczy ponownie dostroić pętlę PID, ale częstotliwość, z jaką trzeba dostroić swój PID i trudność, jaką masz w osiągnięciu pożądanej wydajności, mogą być cennymi narzędziami w określaniu, kiedy silnik zbliża się do końca swojego życia.


7

Temperatura jest bardzo prostą liczbą do zmierzenia i stanowi dobrą agregację wszystkich innych czynników, ponieważ słabnący silnik będzie napędzany mocniej.

Zasadniczo silnik, który wkrótce ulegnie awarii, będzie znacznie gorętszy niż pozostałe silniki.


W środowisku o kontrolowanej temperaturze temperatura silnika jest całkiem dobrym przybliżeniem zużycia energii RMS w długim okresie czasu.
Mark Booth
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.