AGV现场数据分析——舵轮监测和养护
一、调试背景及产品信息:
调试场地:某终端现场汽车总装车间生产线;
测试机器:1号、2号、8号AGV车;
舵轮电机参数:MRT20.0142的额定功率1000W,额定电压48VDC,额定电流26A,峰值电流70A,额定转速1700RPM,最高工作温度110度;
驱动器参数:最大电压60VDC,额定电流60A;峰值电流120A;最高工作温度85度;
1号AGV车牵引电机出现冒烟。
二、1号、2号、8号AGV车监测数据摘要:
三、正常运行监测数据初步分析;
通过监测数据表总结发现,在正常直线行走时,电机电流在几安到十几安之间波动,由此说明此时电机的实际负载率不到50%,说明电机及驱动器选型满足直线运行要求。
通过监测数据表总结发现,在车体横移时,最大电流峰值可达70A(该参数由驱动器设定),正常时长小于2s。说明电机及驱动器选型满足横移运行要求。
从数据摘要表中,不难看出,在正常运行过程中,电池电压对电机电流的影响是至关重要的。当电池电压低于48V时,横移瞬间电机为了输出足够大的力矩拖动负载,导致输出电流陡增。即使在如此低电压的恶劣工作条件下,电机超载情况也是极小的,由此说明电机及驱动器足以应付横移工况下的最大功率输出。
在监控正常运行的3台电机数据前提下,正常情况下是不会产生电机过热的,对于该点,我们可以在以后的调试和生产过程中使用温度红外线枪进行检验,当AGV车连续运行20分钟(约为电机热平衡时间)以上时,使用红外枪测得的最高温度数据,再加上5~10度(约为电机线包到机壳的热传递温差)的数据接近电机线包实际温度。该值小于110度即可长期稳定工作。1号AGV车在电机2次冒烟的情况下,在后续测试运行中没有出现异常,说明电机性能还是可靠的。
四、其中一台电机出厂异常及1号AGV车运行过程当中过热(冒烟)的试分析:
出厂异常的电机在现有条件下无法测试相关数据,因此不具备分析判断的前提条件,此处略过;运行过程中过热的电机试分析如下,可能性有:
1、电机堵转,可能因素有抱闸释放不完全导致电机过载。
2、两电机速度不同步,造成“顶牛”或者“拔河”趋势,导致电机处于过载。
3、地面障碍物导致轮子卡住,电机堵转,现场中在紧急停机一段时间后,通过AGV车自身驱动移走,排除该异常情况。
4、两驱动轮运行趋势不在同一直线、平行线或同心圆弧线轨迹上,导致两电机合力减小而过载,该AGV是在直线运行1米以上距离后冒烟,故同样排除该异常情况。
5、电池输出功率不足,导致电机电流增大,进而导致电机过热,该现象在后续的测试中,确认电池储能严重不足。在后续的测试中也发现,1号AGV车电池储能不足。
6、驱动器参数设置不合理或者故障导致电机电流不受控制,造成电机电流过大而没有及时保护。注:该情况在驱动器选型比电机大很多时更容易发生。
7、电机自带温度保护功能缺失或者该功能没有使用。
8、综合上述分析,导致电机过载发生已经确认的有:电机温度保护功能没有使用;驱动器的欠压、限流保护功能没有使用;电池储能严重不足。应该是以上的3个因素同时发生导致1号AGV车电机冒烟的主要原因。3个因素中任意排除其中一个,都不会导致电机过载冒烟。
五、处理措施或建议:
1、驱动器欠压设置在44~45V,当电池储能不足时,降低电机运行速度进而减小输出电流(该保护机制由驱动器固化,无法重置),也就是说,当电池电压不足时,AGV车运行缓慢直至停止运行,以保护驱动器、电机、电池组。
注:在电机冒烟前,该功能有部分AGV车没有设置该保护功能。建议后续调试和运行时,进行合理设置。
2、驱动器限流保护范围进行合理设置,目前的设置是峰值电流70A限流,限流保护44A延时5000ms保护,当输出电流超过44A并持续5000ms时,驱动器将关断输出,直到重新接收运行指令。
注1:在电机冒烟前,有部分AGV车没有设置该保护功能!建议后续调试和运行时,进行合理设置。
注2:峰值电流,限流保护及延时时间等参数可在后续实际工作中进行调整和优化。
3、电机温度保护功能没有使用,在电机冒烟前,电机过热信号没有使用,建议使用该功能对电机进行有效的过热保护。
4、第四点分析中的第1点,无法复现或者还原当时的情况,建议重新检查确认、确保没有接触不良或者在机器振动后有松动情况;对于第2点,也无法复现或者还原当时的情况,建议通过上位机系统对2个电机的速度一致性进行监控,当直线运行速差过大时及时进行干预;对于第4点中提到的驱动轮运行轨迹问题,需在后续调试时优化好驱动轮运行轨迹或者趋势的一致性问题;对于第5点,建议当电池储能减小时,及时进行充电补充电能,以确保AGV车的正常连续运行。
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