怎么判定啟動馬達不好了(怎么判定啟動馬達不好了還是壞了)

前沿拓展：

專業人士告訴你如何用單片機檢測電機的運行狀態

這個話題有點意思，聯想到我指導學生們做畢業設計了，他們也遇到和題主類似的問題。我來說說吧。

電機的運行狀態包括幾方面的內容。其一是電機的運行電流，其二是電機的繞組溫度，其三是電機的工作電壓，還有電機的轉速轉矩等等。最重要的就是電機電流以及繞組溫度。

我們看下圖：

圖1：電動機的安秒特性曲線

圖1中黃色線是就是電動機的安秒特性曲線。

我們設想，在t=0時刻把電壓加載到電機繞組中，電機開始起動過程。電機的轉子還未旋轉時，此時電機的電流最大，叫做電機起動電流峰值，即圖1中的Ip，其值在10到14倍額定電流之間。電機轉子轉速加快后，電機進入起動階段，就是黃色線的m階段，此時電流在4到8.4倍額定電流之間，一般按6倍額定電流計算。電機轉子轉速不斷加快，電流不斷減小直至額定電流，此時電機進入到正常運行階段。

我和學生們討論的內容就是如何偵測電機的起動電流和運行電流。

我們看下圖：

圖2：ABB的某款馬達保護裝置（單片機運用）的外部電路

圖2的左側一次回路中配套了電流互感器，把大電流變換為5A以下的電流，單片機由此測得電動機運行電流。我問學生：從電流互感器的二次側到單片機的模數轉換接口之間的電路該如何設計？

學生想的很簡單：弄個整流電路，出口處是一只電阻，把電阻上的壓降直接輸給模數轉換即可。

我問他們：1）當電機起動時電阻上的壓降急劇增大，該怎么辦？2）電阻上的壓降是脈動直流，模數轉換該如何實現？3）整流二極管本身也存在壓降，使得整流電路的輸出值會發生改變，怎么辦？4）電流互感器存在飽和現象。一般的測量電流互感器過載倍率為2倍，而保護用電流互感器過載倍率為8倍，無法準確測得電機的起動電流，該怎么辦？

等了一天，未見題主露面。既然如此，我就不給圖，用文字說說吧。

正確的電路設計是這樣的：

1）電流互感器二次側首先串接一只1Ω的電阻，用于電流電壓變換。由于電流互感器二次側的電流范圍是0到5A，故1Ω電阻上的交流電壓有效值是0到5V。

2）考慮到二極管正向壓降是0.5到0.7V，故此處不能采用二極管橋式整流，必須采用運算放大器執行有源整流，出口處再用二極管去掉負半波，用合適的電容濾波。運放為反相放大器和同相放大器上下組合。由于運放的放大倍數是可知的，故從信號端到輸出端的電壓倍率是明確的。

3）再往下就是模擬量光電耦合變換。這是必須的，杜絕和消除來自電機一次回路的干擾信號對單片機電路和電源的沖擊。

4）AD轉換之后得到的值必須修正，修正系數要考慮到電流互感器的變比、有源濾波的變換倍率，以及模擬量光電耦合器的變換倍率，用以得到電機電流的準確值。

5）由于保護用電流互感器的過載倍率最大為8倍額定電流，故系統能判斷電機的運行狀態和電機起動電流變化。系統不能用于偵測短路電流，故線路中配套斷路器是必須的。

6）單片機的電源要特殊處理。當電機發生過載或者短路后斷路器保護跳閘，單片機系統應當不受電源切斷的影響，并能及時地報告電機故障狀態。在實用中，我們統一把交流電源經過UPS后再配套24V開關電源，得到的直流24V電壓供系統中眾多的電動機保護裝置和PLC使用。這里的24V開關電源必須要用主從冗余配套，出口處串聯止環流二極管。

由于未見題主回復，估計他對自己的帖子也不感興趣。單片機監測電機運行的其它電路，例如電壓、轉速、電機溫度等等就不再介紹了。

值得提醒的是：單片機構建的電動機保護裝置可用于監視電機運行，可用于起動和控制電機，但不能用于電機的調速以及電機的軟起動。電機的調速和軟起動必須采用變頻器和軟啟動器。

由于單片機電動機保護裝置價格低廉，在實際工程中得到大量使用，并且有不同的廠家和規格可供選用。

就寫到這里吧。

我手上有一個電路圖，是早期用晶體管構建的電動機保護電路。我們來看一看：

圖3：早期用晶體管構建的電動機保護器電路

注意看電流互感器TA1~TA3，它們用于采集電流，接著就是二極管整流和濾波，再來就是過載脫扣和短路脫扣信號采集。其中過載脫扣還用電容做了延時。T1和T2是施密特觸發器，T3是出口繼電器驅動。注意施密特觸發器與信號采集處理單元中間有正或門，它的意義是什么？

圖3雖然簡單，但提供了很多信息，相信題主參閱此圖后會有很深的體會。

另外，圖3中的電源采用的是速飽和電流互感器供電。為何如此？

檢測電流可以用采樣電阻加電流采樣專用的放大器，比如ina199之類的器件，把電機和采樣電阻串聯，然后用放大器放大采樣電阻上的電壓然后輸入單片機adc就可以。或者有的電機驅動芯片自帶高側或低側的電流反饋功能，用法類似。

檢測電機速度可以用編碼器或者測速發電機之類的傳感器，把編碼器或者測速發電機與電機同軸連接。編碼器會把電機的速度信號轉換為不同頻率的波形，用單片機的定時器m/t法量編碼器輸出的頻率就能得到速度。測速發電機則是把速度信號轉為電壓信號，用單片機的adc量電壓就行。

檢測電機位置可以用絕對編碼器或者旋轉變壓器或者自整角機之類的東西。絕對編碼器就是直接接單片機輸出數字的位置信息，旋轉變壓器輸出的交流電整流之后用單片機adc采樣就能獲得位置，自整角機一言難盡。。。。

拓展知識：