明志科大電機系使用PXI & LabVIEW研發馬達及驅動器之特性測試系統

Author(s):
楊 凱智 - 明志科技大學 電機工程研究所
吳 啟耀 - 明志科技大學 電機工程研究所
陳 彥百 - 明志科技大學 電機工程研究所
黃 鴻文 - 明志科技大學 電機工程研究所

Industry:
University/Education, Industrial Controls/ Devices/ Systems

Products:
SCXI, PXI/CompactPCI, LabVIEW

The Challenge:
由於市售的馬達及驅動器之動力測試系統常針對特定對象的馬達設計，可變性及擴充性不佳又造價昂貴，不符合成本之考量及多樣化動力系統的開發需求。

The Solution:
本研究採用NI虛擬儀控之概念，利用NI之主機、介面卡、及軟體，研發出一套伺服馬達及驅動器測試系統，有效地減少開發時間、降低成本、及增加測試系統之性能。

2007第六屆虛擬儀控徵文比賽學術組特選

研究之問題及目的：

由於市售的馬達及驅動器之動力測試系統常針對特定對象的馬達設計，可變性及擴充性不佳又造價昂貴，不符合成本考量及多樣化動力系統的開發需求。故本研究的目的為研發建構一套馬達及驅動器之特性測試系統，改善上述之缺點。

應用方案

市售馬達之伺服馬達及驅動器測試系統，如主體文章圖一所示，採用大量之現成儀器，達到減少軟體開發之困難度，但大量採用現成儀器使得成本增加，所需之通信架構造成截取速度無法提升，測試系統之體積龐大，接線複雜等等問題。故採用NI虛擬儀器之概念重新規劃建構整個伺服馬達及驅動器系統，如主體文章圖二所示，簡述如下：

1.為提高穩定度、可靠度及整體性，採用NI PXI 1050機櫃及PXI – 8196嵌入式PXI控制器取代工業電腦。

2.採用適當之PXI DAQ卡、SCXI信號處理卡及LabVIEW強大之軟體功能，取代貴重且功能固定之現成儀器(如溫度記錄器)，並解決通信網路(如RS-485)速度慢無法量測暫態之問題。

3.應用LabVIEW強大軟體功能，組成整個測試系統之架構，數據處理及控制程序，減少系統之接線及設備之體積，增加系統之彈性、擴充性及維護性變的非常良好，也降低了開發設計之技術門檻及開發時間，提升產品之競爭力。

 

結論

本研究嘗試應用虛擬儀控的概念重新規劃建立伺服馬達及驅動器測試系統，規劃過程及測試結果陳述於本文中，可清楚看出其效益如下：

1.建構測試系統硬體成本降低

採用適當之PXI DAQ卡、SCXI信號處理卡及LabVIEW強大之軟體功能，取代昂貴且功能固定之現成儀器(如溫度記錄器)，測試系統的體積及接線也大量減少，降低了建構測試系統硬體的成本。

2.提升系統功能

整個測試系統之架構，數據處理及控制程序皆在LabVIEW強大軟體功能下規劃設計，解決了現成儀器固定功能及固定架構之限制，增加測試系統之彈性，擴充性及維護性變的非常良好。LabVIEW軟體配合適當之PXI DAQ卡及SCXI信號處理卡，亦解決現成儀器靠通信網路傳遞命令及資料速度慢無法量測暫態之問題。

3.減少開發時間及降低技術門檻

LabVIEW軟體採用圖形化程式與豐富的VI 子程式，使建置測試系統架構，撰寫數據處理及控制程序程式變得非常的方便迅速，而且易學。如一個研究生在不到一年的時間從完全無經驗到完成整個測試系統規劃及程式撰寫，並能在很短的時間內結合定轉速測試方法及定轉矩測試方法發展出性能更好之自動T-N曲線量測方法。

本研究成果可實際應用於學術界及產業界在伺服馬達及驅動器之研發設計，亦可很容易的應用於產業界在伺服馬達及驅動器之製造上的產品測試，以縮短產品之研發時間、確保製造品質、降低研發製造之成本，來提升產品之價值與市場佔有率。

 

作者： 楊凱智₁、黃鴻文₁、陳彥百₂、吳啟耀₃

職稱：碩士班學生₁、大學部學生₂、副教授₃

單位名稱：明志科技大學 電機工程研究所

 

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Author Information:
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吳 啟耀
明志科技大學 電機工程研究所
Tel: (02)2908-9899
cywu@mail.mit.edu.tw

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