CN112290838B - 电动汽车用永磁同步电机堵转控制方法及*** - Google Patents

电动汽车用永磁同步电机堵转控制方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及电动汽车电机控制技术领域。本发明提供了电动汽车用永磁同步电机堵转控制方法及***,方法包括以下步骤:获取电机实时转速;根据电机实时转速,判断是否处于堵转状态;当处于堵转状态时,执行堵转控制指令,并获取电机三相电流;根据电机三相电流,计算获取堵转热量;根据堵转热量,判断否处于堵转故障状态;当处于堵转故障状态时,执行堵转故障防护指令。本发明根据电机实时转速,判断是否处于堵转状态,根据电机三相电流,计算出堵转热量,判断是否处于堵转故障状态,提供了一种有效的堵转工况控制策略,提升电动汽车在堵转工况下的可靠性。

Description

电动汽车用永磁同步电机堵转控制方法及***
技术领域
本发明涉及电动汽车电机控制技术领域,具体是涉及一种电动汽车用永磁同步电机堵转控制方法及***。
背景技术
目前永磁同步电机在电动汽车中得到广泛应用,市面上已经投入的使用的电动汽车很大部分采用永磁同步电机作为动力来源。电动汽车必须要满足不同的工况需求,堵转工况就是其必须要满足的工况之一,为了提高电动汽车的在堵转工况下的可靠性,需要一种更好的电动汽车堵转工况控制策略。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足,提供一种电动汽车用永磁同步电机堵转控制方法及***。
第一方面,本发明提供一种电动汽车用永磁同步电机堵转控制方法,包括以下步骤:
获取电机实时转速;
根据电机实时转速,判断永磁同步电机是否处于堵转状态;
当永磁同步电机处于堵转状态时,执行堵转控制指令,并获取永磁同步电机的电机三相电流;
根据电机三相电流,计算获取堵转热量;
根据堵转热量,判断永磁同步电机是否处于堵转故障状态;
当永磁同步电机处于堵转故障状态时,执行堵转故障防护指令。
根据第一方面,在第一方面第一种可能的实现方式中,所述“根据电机实时转速,判断永磁同步电机是否处于堵转状态”步骤,具体包括以下步骤:
根据电机实时转速,比对电机实时转速和预设转速阈值;
当电机实时转速小于预设转速阈值时,判定永磁同步电机处于堵转状态。
根据第一方面,在第一方面第二种可能的实现方式中,所述“根据电机实时转速,判断永磁同步电机是否处于堵转状态”步骤,具体包括以下步骤:
根据电机实时转速,对电机实时转速进行滤波处理,获取电机有效转速;
根据电机有效转速,比对电机有效转速和预设转速阈值;
当电机有效转速小于预设转速阈值时,判定永磁同步电机处于堵转状态。
根据第一方面,在第一方面第三种可能的实现方式中,所述“当永磁同步电机处于堵转状态时,执行堵转控制指令,并获取永磁同步电机的电机三相电流;根据电机三相电流,计算获取堵转热量;根据堵转热量,判断永磁同步电机是否处于堵转故障状态”步骤,具体包括以下步骤:
当永磁同步电机处于堵转状态时,执行堵转控制指令,并获取永磁同步电机的电机三相电流Ia、Ib、Ic;
获取堵转保护的持续电流阈值Ip、堵转最大预设电流Imax、时间系数k;
根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,计算获得A、B、C三相电流产生的堵转热量Pa、Pb、Pc、Pmax;
根据堵转热量Pa、Pb、Pc、Pmax,获取Pa>k*Pmax、Pb>k*Pmax以及Pc>k*Pmax的比对情况;
当Pa>k*Pmax或Pb>k*Pmax或Pc>k*Pmax任一项满足时,判定永磁同步电机处于堵转故障状态。
根据第一方面,在第一方面第四种可能的实现方式中,所述“根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,计算获得A、B、C三相电流以及堵转最大预设电流产生的堵转热量Pa、Pb、Pc、Pmax;”步骤,具体包括以下步骤:
根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,获取Ia2-Ip2差值与0的比对情况;
当Ia2-Ip2≤0时,对电机产生的热量进行累减,得到A相电流产生的堵转热量Pa;
当Ia2-Ip2>0时,对电机产生的热量进行累加,得到B相电流产生的堵转热量Pa;
根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,获取Ib2-Ip2差值与0的比对情况;
当Ib2-Ip2≤0,对电机产生的热量进行累减,得到B相电流产生的堵转热量Pb;
当Ib2-Ip2>0时,对电机产生的热量进行累加,得到B相电流产生的堵转热量Pb;
根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,获取Ic2-Ip2差值与0的比对情况;
当Ic2-Ip2≤0时,对电机产生的热量进行累减,得到C相电流产生的堵转热量Pc;
当Ic2-Ip2>0时,对电机产生的热量进行累加,得到C相电流产生的堵转热量Pc;
根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,获取Imax2-Ip2差值与0的比对情况;
当Imax2-Ip2≤0,对电机产生的热量进行累减,得到堵转最大预设电流Imax产生的堵转热量Pmax;
当Imax2-Ip2>0时,对电机产生的热量进行累加,得到堵转最大预设电流Imax产生的堵转热量Pmax。
根据第一方面,在第一方面第五种可能的实现方式中,所述“当永磁同步电机处于堵转状态时,执行堵转控制指令,并获取永磁同步电机的电机三相电流”步骤,具体包括以下步骤:
当永磁同步电机处于堵转状态时,控制电机输出预设扭矩值,并获取永磁同步电机的电机三相电流。
根据第一方面,在第一方面第六种可能的实现方式中,所述“当永磁同步电机处于堵转故障状态时,执行堵转故障防护指令”步骤,包括以下步骤:
当永磁同步电机处于堵转故障状态时,发送电机堵转故障状态指令,执行电机停机指令。
第二方面,本发明提供一种电动汽车用永磁同步电机堵转控制***,包括:
第一获取单元,用于获取电机的实时转速;
第二获取单元,用于获取电机三相电流;
第一计算单元,与所述第二获取单元通信连接,用于根据获取的电机三相电流,计算获取堵转热量;
第一判断单元,与所述第一获取单元通信连接,用于根据电机实时转速,判断永磁同步电机是否处于堵转状态;
第一判断单元,与所述第一计算单元通信连接,用于根据堵转热量,判断永磁同步电机是否处于堵转故障状态;
第一控制单元,与所述第一判断单元通信连接,当永磁同步电机处于堵转状态时,执行堵转控制指令;
第二控制单元,与所述第一判断单元和所述第二判断单元通信连接,用于当永磁同步电机处于堵转故障状态时,执行堵转故障防护指令。
根据第二方面,在第二方面第一种可能的实现方式中,还包括:
第一比对单元,与所述第一获取单元通信连接,用于比对电机实时转速与转速阈值。
根据第二方面,在第二方面第二种可能的实现方式中,还包括:
滤波单元,与所述第一获取单元通信连接,用于将获取的实时电机转速进行滤波处理。
与现有技术相比,本发明的优点如下:
本发明提供的电动汽车用永磁同步电机堵转控制方法及***,根据电机实时转速,判断永磁同步电机是否处于堵转状态,根据电机三相电流,计算出堵转热量,根据堵转热量,判断永磁同步电机是否处于堵转故障状态,当处于堵转状态时,执行堵转控制指令使电机跳出堵转状态,当处于堵转故障状态时,执行堵转故障防护指令保护电机,提供了一种有效的电动汽车堵转工况控制策略,有效提升电动汽车在堵转工况下的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例的方法流程图;
图2是本发明实施例的另一方法流程图;
图3是本发明实施例的另一方法流程图;
图4是本发明实施例的功能模块框图。
图中,
110、第一获取单元;120、第一判断单元;130、第一控制单元;210、第二获取单元;220、第一计算单元;230、第二判断单元;240、第二控制单元。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的具体实施例,在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明,但将理解,不是想要将本发明限于所述的实施例。相反,想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意,这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现,且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
注意:接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子,而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。
参见图1所示,本发明实施例提供一种电动汽车用永磁同步电机堵转控制方法,包括以下步骤:
S1、获取电机实时转速;
S2、根据电机实时转速,判断永磁同步电机是否处于堵转状态;
S3、当永磁同步电机处于堵转状态时,执行堵转控制指令,并获取永磁同步电机的电机三相电流;
S4、根据电机三相电流,计算获取堵转热量;
S5、根据堵转热量,判断永磁同步电机是否处于堵转故障状态;
S6、当永磁同步电机处于堵转故障状态时,执行堵转故障防护指令。
本发明提供的电动汽车用永磁同步电机堵转控制方法及***,根据电机实时转速,判断永磁同步电机是否处于堵转状态,根据电机三相电流,计算出堵转热量,根据堵转热量,判断永磁同步电机是否处于堵转故障状态,当处于堵转状态时,执行堵转控制指令使电机跳出堵转状态,当处于堵转故障状态时,执行堵转故障防护指令保护电机,提供了一种有效的电动汽车堵转工况控制策略,有效提升电动汽车在堵转工况下的可靠性。
在一实施例中,请参考图2,所述“根据电机实时转速,判断永磁同步电机是否处于堵转状态”步骤,具体包括以下步骤:
S21、根据电机实时转速,比对电机实时转速和预设转速阈值;
S22、当电机实时转速小于预设转速阈值时,判定永磁同步电机处于堵转状态。
如上所述,根据本发明,由于电机实时转速可以通过传感器获取,通过电机实时转速,判断永磁同步电机是否处于堵转状态,实现方便可靠。
请参考图3,在一实施例中,所述“根据电机实时转速,判断永磁同步电机是否处于堵转状态”步骤,具体包括以下步骤:
S211、根据电机实时转速,对电机实时转速进行滤波处理,获取电机有效转速;
S212、根据电机有效转速,比对电机有效转速和预设转速阈值;
S221、当电机有效转速小于预设转速阈值时,判定永磁同步电机处于堵转状态。
通过滤波处理,获取电机有效转速,实现对永磁同步电机堵转状态的可靠判断依据。
在一实施例中,所述“当永磁同步电机处于堵转状态时,执行堵转控制指令,并获取永磁同步电机的电机三相电流;根据电机三相电流,计算获取堵转热量;根据堵转热量,判断永磁同步电机是否处于堵转故障状态”步骤,具体包括以下步骤:
当永磁同步电机处于堵转状态时,执行堵转控制指令,并获取永磁同步电机的电机三相电流Ia、Ib、Ic;
获取堵转保护的持续电流阈值Ip、堵转最大预设电流Imax、时间系数k;
根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,计算获得A、B、C三相电流产生的堵转热量Pa、Pb、Pc、Pmax;
根据堵转热量Pa、Pb、Pc、Pmax,获取Pa>k*Pmax、Pb>k*Pmax以及Pc>k*Pmax的比对情况;
当Pa>k*Pmax或Pb>k*Pmax或Pc>k*Pmax任一项满足时,判定永磁同步电机处于堵转故障状态。
根据第一方面,在第一方面第四种可能的实现方式中,所述“根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,计算获得A、B、C三相电流以及堵转最大预设电流产生的堵转热量Pa、Pb、Pc、Pmax;”步骤,具体包括以下步骤:
根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,获取Ia2-Ip2差值与0的比对情况;
当Ia2-Ip2≤0时,对电机产生的热量进行累减,得到A相电流产生的堵转热量Pa;
当Ia2-Ip2>0时,对电机产生的热量进行累加,得到B相电流产生的堵转热量Pa;
根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,获取Ib2-Ip2差值与0的比对情况;
当Ib2-Ip2≤0,对电机产生的热量进行累减,得到B相电流产生的堵转热量Pb;
当Ib2-Ip2>0时,对电机产生的热量进行累加,得到B相电流产生的堵转热量Pb;
根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,获取Ic2-Ip2差值与0的比对情况;
当Ic2-Ip2≤0时,对电机产生的热量进行累减,得到C相电流产生的堵转热量Pc;
当Ic2-Ip2>0时,对电机产生的热量进行累加,得到C相电流产生的堵转热量Pc;
根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,获取Imax2-Ip2差值与0的比对情况;
当Imax2-Ip2≤0,对电机产生的热量进行累减,得到堵转最大预设电流Imax产生的堵转热量Pmax;
当Imax2-Ip2>0时,对电机产生的热量进行累加,得到堵转最大预设电流Imax产生的堵转热量Pmax。
如上所述,根据本发明,根据焦耳定律,计算获取热量值,并在上述对应的不同的比对条件下,进行累加或累减,获得堵转热量Pa、Pb、Pc和Pmax。
在一实施例中,所述“当永磁同步电机处于堵转状态时,执行堵转控制指令,并获取永磁同步电机的电机三相电流”步骤,具体包括以下步骤:
当永磁同步电机处于堵转状态时,控制电机输出预设扭矩值,使得电机跳出堵转状态,在此过程中并获取永磁同步电机的电机三相电流。
在一实施例中,所述“当永磁同步电机处于堵转故障状态时,执行堵转故障防护指令”步骤,包括以下步骤:
当永磁同步电机处于堵转故障状态时,发送电机堵转故障状态指令,执行电机停机指令,防止电机过热损坏电机,发到保护电机的目的。
基于同一发明构思,请参考图4,本发明提供一种电动汽车用永磁同步电机堵转控制***,包括:第一获取单元110、第二获取单元210、第一计算单元220、第一判断单元120、第二判断单元230、第一控制单元130和第二控制单元240,第一获取单元110用于获取电机的实时转速;第二获取单元210用于获取电机三相电流;第一计算单元220与所述第二获取单元210通信连接,用于根据获取的电机三相电流,计算获取堵转热量;第一判断单元120与所述第一获取单元110通信连接,用于根据电机实时转速,判断永磁同步电机是否处于堵转状态;第一判断单元120与所述第一计算单元220通信连接,用于根据堵转热量,判断永磁同步电机是否处于堵转故障状态;第一控制单元130与所述第一判断单元120通信连接,当永磁同步电机处于堵转状态时,执行堵转控制指令;第二控制单元240与所述第一判断单元120和所述第二判断单元230通信连接,用于当永磁同步电机处于堵转故障状态时,执行堵转故障防护指令。
在一实施例中,还包括第一比对单元,所述第一比对单元与所述第一获取单元110通信连接,用于比对电机实时转速与转速阈值。
在一实施例中,还包括滤波单元,所述滤波单元与所述第一获取单元110通信连接,用于将获取的实时电机转速进行滤波处理。
基于同一发明构思,本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述方法的所有方法步骤或部分方法步骤。
本发明实现上述方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,计算机程序包括计算机程序代码,计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括:能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
基于同一发明构思,本申请实施例还提供一种电子设备,包括存储器和处理器,存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等,处理器是计算机装置的控制中心,利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
存储器可用于存储计算机程序和/或模块,处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块,以及调用存储在存储器内的数据,实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(例如声音播放功能、图像播放功能等);存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(例如音频数据、视频数据等)。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如硬盘、内存、插接式硬盘,智能存储卡(SmartMedia Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、***、服务器或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种电动汽车用永磁同步电机堵转控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取电机实时转速;
根据电机实时转速,判断永磁同步电机是否处于堵转状态;
当永磁同步电机处于堵转状态时,执行堵转控制指令,并获取永磁同步电机的电机三相电流;
根据电机三相电流,计算获取堵转热量;
根据堵转热量,判断永磁同步电机是否处于堵转故障状态;
当永磁同步电机处于堵转故障状态时,执行堵转故障防护指令;
所述“当永磁同步电机处于堵转状态时,执行堵转控制指令,并获取永磁同步电机的电机三相电流;根据电机三相电流,计算获取堵转热量;根据堵转热量,判断永磁同步电机是否处于堵转故障状态”步骤,具体包括以下步骤:
当永磁同步电机处于堵转状态时,执行堵转控制指令,并获取永磁同步电机的电机三相电流Ia、Ib、Ic;
获取堵转保护的持续电流阈值Ip、堵转最大预设电流Imax、时间系数k;
根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,计算获得A、B、C三相电流产生的堵转热量Pa、Pb、Pc、Pmax;
根据堵转热量Pa、Pb、Pc、Pmax,获取Pa>k*Pmax、Pb>k*Pmax以及Pc>k*Pmax的比对情况;
当Pa>k*Pmax或Pb>k*Pmax或Pc>k*Pmax任一项满足时,判定永磁同步电机处于堵转故障状态;
所述“根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,计算获得A、B、C三相电流以及堵转最大预设电流产生的堵转热量Pa、Pb、Pc、Pmax”步骤,具体包括以下步骤:
根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,获取Ia2-Ip2差值与0的比对情况;
当Ia2-Ip2≤0时,对电机产生的热量进行累减,得到A相电流产生的堵转热量Pa;
当Ia2-Ip2>0时,对电机产生的热量进行累加,得到B相电流产生的堵转热量Pa;
根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,获取Ib2-Ip2差值与0的比对情况;
当Ib2-Ip2≤0,对电机产生的热量进行累减,得到B相电流产生的堵转热量Pb;
当Ib2-Ip2>0时,对电机产生的热量进行累加,得到B相电流产生的堵转热量Pb;
根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,获取Ic2-Ip2差值与0的比对情况;
当Ic2一Ip2≤0时,对电机产生的热量进行累减,得到C相电流产生的堵转热量Pc;
当Ic2一Ip2>0时,对电机产生的热量进行累加,得到C相电流产生的堵转热量Pc;
根据电机三相电流Ia、Ib、Ic、Imax,获取Imax2-Ip2差值与0的比对情况;
当Imax2-Ip2≤0,对电机产生的热量进行累减,得到堵转最大预设电流Imax产生的堵转热量Pmax;
当Imax2-Ip2>0时,对电机产生的热量进行累加,得到堵转最大预设电流Imax产生的堵转热量Pmax。
2.如权利要求1所述的电动汽车用永磁同步电机堵转控制方法,其特征在于,所述“根据电机实时转速,判断永磁同步电机是否处于堵转状态”步骤,具体包括以下步骤:
根据电机实时转速,比对电机实时转速和预设转速阈值;
当电机实时转速小于预设转速阈值时,判定永磁同步电机处于堵转状态。
3.如权利要求2所述的电动汽车用永磁同步电机堵转控制方法,其特征在于,所述“根据电机实时转速,比对电机实时转速和预设转速阈值;
当电机实时转速小于预设转速阈值时,判定永磁同步电机处于堵转状态”步骤,具体包括以下步骤:
对电机实时转速进行滤波处理,获取电机有效转速;
根据电机有效转速,比对电机有效转速和预设转速阈值;
当电机有效转速小于预设转速阈值时,判定永磁同步电机处于堵转状态。
4.如权利要求1所述的电动汽车用永磁同步电机堵转控制方法,其特征在于,所述“当永磁同步电机处于堵转状态时,执行堵转控制指令,并获取永磁同步电机的电机三相电流”步骤,具体包括以下步骤:
当永磁同步电机处于堵转状态时,控制电机输出预设扭矩值,并获取永磁同步电机的电机三相电流。
5.如权利要求1所述的电动汽车用永磁同步电机堵转控制方法,其特征在于,所述“当永磁同步电机处于堵转故障状态时,执行堵转故障防护指令”步骤,包括以下步骤:
当永磁同步电机处于堵转故障状态时,发送电机堵转故障状态指令,执行电机停机指令。
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