實驗設備

一、個人電腦

本量測系統採用雙核心CPU處理器(DualCore Intel Pentium D 920, 2800 MHz)搭配1GB記憶體之個人電腦，鍵盤是供吾人輸入設定參數值及命令透過 編碼器執行馬達轉速讀取；滑鼠作螢幕上的項目滑動游標選擇，利用液晶螢幕 顯示資料、數據與波形，呈現給吾人讀取與分析。

二、直流有刷馬達

本量測系統的直流有刷馬達為SANYO DENKI U718T-012EL8，圖2.2所示 為直流有刷馬達和編碼器實體圖。

圖2.2 直流有刷馬達和編碼器實體圖

三、驅動電路

直流有刷馬達驅動的基本電路圖示於圖2.3中。驅動電路共包含三個電 阻：R1、R2、R

^CL

、兩個二極體：D1、D2及一顆運算放大器OPA548。

V+

2. 電阻R

^CL

R

^CL

的功能為限制輸出電流大小，為保護負載裝置。在此處吾人選擇 R

CL

=10KΩ，則Io(Max)= I

^LIM

=3A。如表2.1所示。

表2.1 OPA548 CURRENT LIMIT: 0 to 5A DESIRED

CURRENT LIMIT

RESISTOR (R

^CL

)

0A I

LIM

Open

1A 57.6 KΩ

2.5A 14.7 KΩ

3A 10 KΩ

4A 4.02 KΩ

5A I

LIM

Connected to V- 資料來源：OPA548 Datasheet

3. 二極體D1、D2

D1、D2：MUR410為保護驅動電路輸出端裝置，避免遇到產生電動勢的 負載回傳負載電流到運算放大器，造成輸出電壓超越電源供應器所提供的電 壓。這種情形可以被連接輸出端和電源供應器(V+、V-)端的整流二極體避免。

4. 運算放大器

OPA548能提供高的輸出電壓及電流，很適合用來驅動馬達。它有七個接 腳，其接腳圖如圖2.4所示。如圖2.3所示：接腳1接地、接腳2連接電阻R1後再 連接訊號產生器的輸出做為驅動電路的輸入訊號、接腳3連接電阻R

^CL

再連接接 腳4、接腳4連接電源供應器的負端(-25V)、接腳5連接電源供應器的正端 (+25V)、接腳6連接直流有刷馬達提供馬達系統驅動電壓及電流、接腳7無須使 用。

OPA548能藉由電源供應器所提供的電壓(V+、V-)產生驅動馬達足夠 的輸出電流Io，也能搭配電阻R1和R2放大輸入端的訊號做為輸出端驅動馬達 的輸出電壓Vo，使馬達轉動。並經由示波器模組(TDS2CM)在其輸入端和輸出 端的訊號擷取，可以驗證其操作性能良好，這部分將在第三章說明。圖2.5為 驅動電路實體圖。

1 2 3 4 5 6 7

Vi+

Vi-I

LIM

V-V+

Vo E/S

圖2.4 OPA548接腳圖

圖2.5 驅動電路實體圖 四、編碼器

編碼器(encoder) 和馬達連接在一起(如圖2.6)，需和馬達的轉軸直徑大小 符合。在本實驗吾人選用翔寶電子（SHYANG BAO）所生產的光電編碼器 (Optical Encoder)，其型號為ENC-22R，額定電壓為5V，解析度500ppr（Pulse Per Revolution）。

光電編碼器的工作原理：一刻有光閘之等距細縫圓板，連接馬達轉軸置於 發光二極體和受光二極體之間，隨著馬達轉軸旋轉，圓板跟著旋轉。圓板旋轉 一間距的期間，受光元件經細縫承受一次光的明暗變化，再將透光狀態轉換成 脈波訊號。此脈衝訊號再送進解碼器中計數，即可得馬達轉軸的旋轉量。

圖2.6 編碼器實體圖 五、馬達驅動器

在本實驗中，馬達驅動器是連接編碼器和個人電腦做為馬達轉速解碼器使 用。吾人選用翔寶電子（SHYANG BAO）所生產的馬達驅動器，其型號為 CSBL600G，如圖2.7。

CSBL600G 可以透過 RS232 介面與個人電腦連線，將編碼器輸出的脈波信 號輸入計數器中，計算在量測時間內所讀取之脈波數，轉換為馬達轉速(RPM, Revolutions Per Minute) 傳回電腦。

本實驗系統使用Window作業系統內附的超級終端機，再搭配撰寫的Visual Basic程式碼，即可對由RS232埠直接與個人電腦連線的馬達驅動器下執行指 令，如圖2.8。可立即的將馬達轉速數值(RPM)傳回電腦，讀取時間間格最快為

7 14. ×10

⁻ 3

sec。

圖2.7 馬達驅動器實體圖

圖2.8 馬達輸出轉速數值讀取介面

六、示波器(含模組)

示波器型號為Tektronix TDS 220，並另接介面模組(interface

modules)TDS2CM(如圖2.9)，此模組的主要功能是可經由RS232與個人電腦連 接，利用廠商提供的專用軟體(WaveStar)將示波器所讀取到的波形數據顯示在 螢幕上，提供吾人進行各項分析。

圖2.9 介面模組TDS2CM

七、訊號產生器

訊號產生器型號為SAMPO FG1617 Function Generator，如圖2.10。在本實 驗系統中為提供驅動電路輸入端各個輸入弦波電壓。

八、電源供應器

電源供應器型號為CIC PS-1930D，如圖2.10。在本實驗系統中為連接驅動 電路中運算放大器OPA548的接腳4和接腳5，提供-25V和+25V的直流電壓。

圖2.10 訊號產生器和電源供應器實體圖

圖2.11為直流有刷馬達系統量測實驗的整體全貌圖。

圖2.11 直流有刷馬達系統量測實驗的整體全貌圖

在文檔中 直流有刷馬達之系統判別 (頁 15-26)