研發(fā)人員創(chuàng)造智慧馬達(dá) 無需外加傳感器

　　德國薩爾蘭大學(xué)（Saarland University）的工程師正著手開發(fā)一種不需要外加傳感器的智慧馬達(dá)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可在馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)的同時收集資料，并且計算參數(shù)——在其他的系統(tǒng)中，這部份的任務(wù)通常必須由增加更多的傳感器進(jìn)行測量?！　?BR>　　由薩爾蘭大學(xué)教授Matthias Nienhaus帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊藉由將馬達(dá)本身打造成傳感器的方法，創(chuàng)造出一款智慧馬達(dá)系統(tǒng)，不僅能分辨系統(tǒng)是否仍穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，還能與其他馬達(dá)通訊與互動，并能有效地加以控制。
　　
　　研究人員們除了讓驅(qū)動器學(xué)會如何利用資料，目前還與該計劃夥伴共同研究與測試多種不同的步驟方法。終極目標(biāo)在于使制造過程更具成本效益也更靈活，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)監(jiān)控機(jī)械與設(shè)備是否出現(xiàn)故障或磨損的跡象。
　　
　　研究人員開發(fā)無需傳感器的智能馬達(dá)
　　
　　由薩爾蘭大學(xué)教授Matthias Nienhaus指導(dǎo)的研究團(tuán)隊正致力于開發(fā)一種新的自動監(jiān)控馬達(dá)，完全不需使用傳感器。
　　
　　“我們目前正開發(fā)一種重要的新型傳感器：即馬達(dá)本身，”Nienhaus說?！斑@種新方法的優(yōu)點(diǎn)是工程師只需收集從馬達(dá)正常運(yùn)轉(zhuǎn)而來的資料。因為不需要安裝任何額外的傳感器，使得我們所采用的途徑十分具有成本效益。目前我們正著眼于更講究的方式——不僅能從馬達(dá)擷取資料，還能用這些資料進(jìn)行馬達(dá)控制以及監(jiān)測與管理程序。我們也正致力于與計劃夥伴合作，共同改善微型馬達(dá)的設(shè)計與建構(gòu)，使其得以產(chǎn)生最大量的運(yùn)轉(zhuǎn)資訊?！?BR>　　
　　就像醫(yī)生使用血液檢測資料即可作出如何改善患者健康的結(jié)論，Nienhaus與其研究團(tuán)隊使用馬達(dá)資料來確定驅(qū)動系統(tǒng)的健康狀況?！拔覀儥z查所測量的資料與馬達(dá)特定狀態(tài)的關(guān)系，以及當(dāng)馬達(dá)未如預(yù)期運(yùn)轉(zhuǎn)時特定的測試量如何變化，”Nienhaus說。
　　
　　對于研究團(tuán)隊來說，從馬達(dá)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時收集的資料極具價值；所擁有的馬達(dá)資料越多，就能更有效率地控制馬達(dá)。工程師分析大量的馬達(dá)資料，目的在于找出一些訊號模式，可用于推斷馬達(dá)當(dāng)前狀況的資訊，或標(biāo)示出由于磨損或故障所導(dǎo)致的變化。研究團(tuán)隊正開發(fā)數(shù)學(xué)模型，以模擬各種馬達(dá)狀態(tài)、故障情況以及磨損程度。
　　
　　研究結(jié)果會被饋送至該系統(tǒng)的大腦——即微控制器（MCU），進(jìn)行資料的處理。如果出現(xiàn)某種訊號變化，該MCU就能即時找到潛在的故障或錯誤，并相應(yīng)地加以反應(yīng)。這款“有感知能力”的馬達(dá)可透過網(wǎng)路作業(yè)系統(tǒng)連接在一起，形成一套整合的復(fù)合式系統(tǒng)，從而為維修、品質(zhì)保證和生產(chǎn)領(lǐng)域開啟更多機(jī)會。此外，開發(fā)人員還可以發(fā)揮創(chuàng)意，設(shè)計出一款當(dāng)其中一個馬達(dá)故障，其他馬達(dá)隨時自動接管控制的系統(tǒng)。
　　
　　為了收集從馬達(dá)而來的資料，Nienhaus與其研究團(tuán)隊仔細(xì)地監(jiān)測馬達(dá)附近磁場強(qiáng)度的精確分布。當(dāng)電流流過位于自旋永磁外環(huán)內(nèi)的線圈時，即產(chǎn)生電磁場。研究人員記錄磁場如何隨馬達(dá)旋轉(zhuǎn)而變化。接著，這些資料可被用于運(yùn)算該轉(zhuǎn)子的位置，并推論出馬達(dá)的狀態(tài)，讓馬達(dá)能夠更有效地被控制，更可靠地偵測出錯誤狀態(tài)。
　　
　　Nienhaus目前正測試各種不同的方法，以確定最適于從馬達(dá)擷取資料的方式。該研究結(jié)果是“模組化感測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)即時流程控制與智慧狀態(tài)分析”（MoSeS-Pro）計劃的一部份，合作夥伴包括Bosch、Festo、Sensitec、Pollmeier、CANWAY與Lenord，Bauer&Co.等公司。該研究團(tuán)隊正致力于確認(rèn)在哪些馬達(dá)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可產(chǎn)生最佳的資料，以及哪一種馬達(dá)最適合這種類型的應(yīng)用。MoSe-Pro計劃是由德國聯(lián)邦科技教育部（Federal Ministry of Educationand Research；BMBF）贊助。