TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol. 12, No. 8, August 201 4, pp. 6119 ~ 6126   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 12i8.557 1          6119     Re cei v ed  Jan uary 3, 2014;  Re vised Ap ril  2, 2014; Accepted April 2 0 , 2014   Application of Virtual Instrument LabVIEW in Variable  Frequency and  Speed Motor System      Haizhen Guo * , Junxiao Wu  Hen an Mech an ical a nd Electri c al Eng i ne eri n g Coll eg e, Hen an  Xin x ian g , 4 530 03, Ch ina   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : guoh aiz hen e du@ 163.com       A b st r a ct   The working pr ocess of the vir t ual  instrum e nt system : first the sign al input s i gnal system   acquir ed  by a sensor co nditi oni ng circu i t, the signal co nditi oni ng ci rcu i t for ampl ifyin g ,  filtering, and t hen thro ug h th e   data  acq u isiti o n car d  i n to th e  me mory, th en  carries   o n  the  data  an alysis   and  proc essi n g  of th e co llect ed  data. T h is  pa per us es virtu a l i n stru ment  envir on me nt L abVIEW  to  th e trans miss ion ,  processi ng  a n d   grap hic sig n a l  data acq u isiti on syste m  for motor ex peri m e n t. The me thod pro pos ed  in this pa per  ca n   ana lysis el ectri c al par a m eters  in different circ umst a n ces of v a ria b le freq ue n cy motor p e rfor ma nce.      Ke y w ords :  virtual i n stru ment,  LabVIEW ,  variabl e frequ ency ,  motor     Copy right  ©  2014 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion  Virtual Instru ment (VI) d e velopme n t is t he  characte ri stics of auto m ation in stru mentation   field. Virtual instru ment i s  mainly used i n  the  co nst r u c tion of comp uter test a nd  analysi s  sy stem   and  automati c   cont rol  syst em. It softwa r e to  re pla c e  the tradition al ele c tro n ic i n stru ment, gi ve  full play to  the new ge nera t ion of compu t er of  large capa city, high spe ed CAT, CAE potential ,  is   an imp o rtant  sign al a c qui sition a nd  an alysis  metho d s [1]. Virtua l instrument i s  the  ele c tro n i c   circuit in a sp ecific softwa r e supp ort to repla c e the co rre sp ondi ng functio n , make full use of the   softwa r e  and  hard w a r e  re sou r ces of co mputer, a nd  compl e te the  traditional  in strum ent pa rt  or  all of their fu nction  with th e com pute r , in ord e r to h a v e soft instru ment co ntrol,  pro c e ssi ng a nd  analysi s  software as the  core.    LabVIEW u s e s  a grap hical p r o g ra mming lan g uage, in bl ock diag ra m form   prog ram m ing ,  most scienti s ts, u s ing  ch arts a nd i c on  equipm ent e ngine ers u s e d  are  ba sical l y  the sam e , which m a kes t he prog ram m ing p r o c ess an d thinki n g  pro c e s se s  are ve ry simi lar.  Provide s  a lot  of function s  and  sub r outin es to s upp ort  use r  tasks L abVIEW, also  provide s   so me   spe c ial p r o c e dure s   su ch a s  GPIB cont rol, VXI  bus control, serial  port control, and data  anal ysis,   displ a y and  storage. L abVI E W provide s   spe c ially  u s e d  for p r og ra m develop me nt tool, allowi ng  the use r  to set a bre a kp oint, dynamic pro g ra m e x ecution to observe the  pro c e ss of d a ta   transmission, in order  to facilitate debugging.   The devel op ment of moto r ex peri m ent  system b a se d on virtual i n stru ment, u s ing the  most p opul ar  virtual in stru ment softwa r e devel o p me nt enviro n me nt LabVIEW,  the tran smi ssion,  pro c e ssi ng a nd g r aphi c  si gnal d a ta a c q u isition  syste m  of motor e x perime n t, the ultimate g o a l is  to make the  data acqui sition card an d the  softwa r e of indep e ndent develo p ment of the  combi nation,  reali z ation  o f  spe c trum  a nalyze r  digita l storage  oscilloscop e, fun c tion, u s ed f o r  electri c al pa rameters,  an a l ysis  in  different scen ario s of variable  frequ en cy mo tor pe rform a n c e  etc. Also a continuo us po wer  si gn als t o  the acqui sit i on of motor for further p r oce s sing in time   domain a nd freque ncy dom ain.  In this p ape r,  it is b a sed  on an alysi s  o f  curve  of va riable  freq ue ncy  spe ed  re gulation   motor  startin g . The  co mp uter ai ded  de sign  of la rge   amount s of  d a ta an d different types of l oad   starting  an alysis  of the  cha r acte ri stics of  this  kind  of  motor  startin g  must m eet th e re quireme n t s,  and a c cordi n g to different types of load,  the requi re d desi gn pri n ci ples.   The sensor signal, it will be m e asured pa ram e ters  can be converted into the  corre s p ondin g  output  sign al. The o u tpu t  signal f r om  the se nsor i s  usu a lly we a k  si gnal  or n o n   voltage si gna l contai ning  n o ise,  so afte r sign al c ondit i oning. Th e o u tput sig nal t h rou gh the  d a ta   acq u isitio n ca rd, co nverte d  to digital sig nals i n to the  PC co mpute r , data pro c e s sing i s  d one  by  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 8, August 2014:  611 9 –  6126   6120 Labvie w. Motor control is  completed  by frequ en cy  co n v ersio n  po we r su pply, sp e ed en co der  a nd  Labvie w. This pap er re alizes in the Lab VIEW  data acqui sition on  the indepe nd ent developm en t   of the contro l card, to tra n smit the da ta  collecte d  and sto r ed i n  the compu t er: through t he  developm ent of software p anel, reali z e d  the virtual  digital  stora ge oscillo scope with  functio n   of  spe c tru m  ana lyzers, can b e  carrie d out on the sig nal  pro c e ssi ng a nd display.      2. Design Platform of Virt ual Instrum e nt (LABVIEW)  In LabVIEW,  a virtu a l in strument  (VI)  prog ram  con s ist s  of t w o  parts:  the fro n t pan el   (Front Panel ) and the flow chart (Bl o ck Di a g ra m ) . The front  panel co ntrol panel to the  corre s p ondin g  traditional  electroni c in strum ent,  graphi cal u s er interface, u s ers can set up   throug h the  front pa nel in st rume nt. On t he fro n t pa ne l, the u s er inp u t throu gh th e inp u t co ntro l is  kno w n  as the  impleme n tation of  Control, the re su lt  of runni ng th e p r og ram  outpu t is re alized b y   the Indicto r  o u tput. Virtual  instrument  o u tput is  ve ry rich, ca n o u tput data, an d ca n o u tput  a  variety of gra phics, ca n also save the te xt or binary file.  LabVIEW is  a gene ral p u rpose  progra mming sy ste m  can b e   extende d functio n  libra ry  and  sub r outi ne library. It provide s  fo r the GPIB dev i c e  control, VXI bus contro l, and se rial  port  control, an d  data a nalysi s , displ a y an d  sto r age  ap p lication  mod u l e. LabVIEW ca n b e  e a si ly  dynamic li nk library fun c t i ons  call s th e Wind ow s  dynamic li nk library a nd  use r  defin ed  in;  LabVIEW al so provide s  CIN (C Interfa c e Node )  no des  so that a use r  ca n use the C or  C++  langu age,  su ch a s  ANSI  C compile d  prog ram  m odule, L abVIEW ha s be come  an o p en  developm ent  platform. L abVIEW al so direct ly suppo rts  dyn a mic  data e x chan ge  (DDE),   stru ctured qu ery langu age  (SQL ), TCP a nd UDP network p r oto c ol.    Virtual instru ment usin g p o we rful pe rso nal  com pute r  graphi cs en vironme n t an d online   help fun c tion,  establi s h  co mplete virtual  instru m ent p anel, inst rum ent co ntrol, d a ta analysi s   and   displ a y, instead of the traditional instrum ent, chang e the tradition al instru ment s use, improve t h e   instru ment fu nction  and th e use efficien cy, greatly  re duced p r ice o f  the instrum e nt, the use r  can   according to t heir o w n fun c tions ne ed to  be define d  in strum ent. Virtual inst rume n t  is widely u s ed  in sig nal  pro c e ssi ng, ele c tronic mea s u r eme n t, power e ngin eeri n g, mine  dete c tion, me dical,   vibration  anal ysis, a c o u sti c  analy s is, fau l t diagno si s a nd tea c hi ng  and  scientific re sea r ch et c..  Among them,  it is the most widely used to repl a c e the  conve n tional  ben ch top in strument s.  In the LabVIEW user inte rface,  spe c ial  att ention sh ould be p a id  to providing  operation   template, in cl uding t ool  (T ools), control  (Controls) te mplate tem p l a te an d fun c tion (Fun ction s )  template. Thes e templates  reflec t the fu n c tion  and  ch a r a c ter i stic  of the software [2]. The  template pro v ides vari ou s used to  cre a te, modify and de bug V I  program to ol, as sho w n  in   Figure 1. If the template  do es n o t app ea r, ca n be i n  the Wi ndo ws  menu a nd  sel e ct Sho w  To ols  Palette com m and to di sp lay the template. When th e template s cho o se any kind of tool,  the   mouse arro w will be come t he sh ape of the co rrespon ding tool s.          Figure 1. Lab VIEW Tools,  Functio n s a n d  Control Te mplate   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Applicatio n of Virtual Instru m ent LabVIEW in  Varia b le  Frequ en cy a nd Speed … (Hai zhe n  Guo )   6121 The outp u t o f  the template used to gi ve the front  panel  set various  req u ire d  displ a y  obje c ts an d i nput control  o b ject. Each icon re pre s e n ts a  class tem p late. If the control tem p lat e s  are not sho w n, you can op en it in Windo ws Sho w   Con t rols Palette menu fun c tio n , also ca n b e  in   the blan k fro n t panel, a n d  click the  rig h t mou s e  b u tton, the pop -up control te mplate. Cont rol  template as  shown in Figu re 1.  Functio n  tem p late i s  to  create the  prog ram flo w   cha r t tool, as  sh o w n i n  Fig u re   1. Each   top-level  icon  on  the te m p late  rep r e s e n ts a   s u b template. If the func tion template  does   not   appe ar, you can ope n it with the Show F uncti o n s Pale tte under the  Wind ows me nu functio n .  Develo ped b y  LabVIEW virtual in strum ent pro g ram  step. 1 )  To d e termin e the  overal l   desi gn  sche me in  the  preparation  pro c ed ure  of vi rtual in strum e nt program  b e fore, m u st f i rst  carry out the  overall d e si g n  analysi s  o n  the pro g ra m: one is to  det ermin e  the p r ogra m  to re al ize   the function,  graphi c ima ge to display ,  to out put r eport; two is to determin e  the hiera r chy  pro c e ss,  su ch as the rela tionshi p between the  mai n  prog ram a n d  the sub r o u tine, prog ram  of  virtual inst ru ment and  hardwa r e  con n e c tion et c. 2)   Determine th e virtual in strument fro n t panel   in  the com p le ted  the overa ll  de sign prog ram of  vi rtual  instrume nt, can b e  a rra ng ed o n  the f r o n t  panel  di splay  the requi re d  obje c t fun c ti on, the s e  ob jects in clud e  switch  knob  co ntrol, d a ta   displ a y, head er, wavefo rm  display, pha ros di ag ram,  graph di spl a y, the front  panel a r rang ed  these o b je cts, engin e e r in g and te chni cal pe rsonn e l  throug h the  keyboa rd  can ope rate li ke  traditional in strument s to operate the virt ual instrume n t .  Grap hical L a b VIEW p r og ram d e sig n  i s   mode rn  software  with  obje c t o r iented  te chn o logy   and the data  strea m  tech n o logy whi c h i s  devel op ed  based on. Da ta flow prog ra mming say s  only  whe n  all in pu ts are availa ble; an  obje c t to perfo rm,  simila rly, only whe n  the  ob ject fun c tion i s   compl e ted, th e output i s  on ly valid obje c t. In this  way,  each othe r in  the obje c t da ta flow contro l  the exe c ution  ord e r, the  order  of  exe c ut ion is not lim ited to line a r  orde r from th e text type of   prog ram  de si gn, it can n o t rest ricte d . The user   can t h rou gh the  ra pid appli c atio n develop me nt  own  conn ect i on mo dule,  even  ca n  use  multiple  data  ch ann els, to  achie v e syn c h r on ou s  operation.   The mo dula r  desig n of th e LabVlE W virtual in strum ent, so any v i rtual in strum ent ca n  run i nde pen d ently, but al so can b e  u s ed a s  a  pa rt  of othe r virt ual in stru me nt. You can  even   cre a te virtu a l  inst rume nt i c on,  and  it i s  to  de sign   multi-layer  system  comp ose d  of  virtu a l  instru ment, a nd  can  chan ge it, exchan ge  with ot h e r virtual in stru ment an d  co nne cted to  m eet  the need of changi ng appli c ation. Th e g r aph e d itor:  o n  many occa sion s,  the proce s s sp eed  is  the key. Lab VIEW softwa r e is the only  with t he editor' s gra phi cal  prog rammin g  environm e n t,  can p r o d u c e  optimize d  co de, the sp ee d of oper atio n and  compil e the C  spee d is. The d r a w ing   device b u ilt-in  can eve n  on  and time p a rt  of the co d e  i s  cru c ial for  a nalysi s  and  o p timization. S o ,  it is n o t b e ca use the  gra phi cal  prog ram m ing  red u ces ef ficien cy. Graphi cal  pro g r am   program m ing is simple and intuitive,  the  developm ent of high efficie n cy.  In the comp u t er testing  system for the  cent e r , the a nalog  sign al x(t) before en tering the   comp uter through a data  acq u isitio n ca rd (DAQ) in  the sam p ler, the co ntinuou s time sign al int o   a discrete tim e  sig nal, a  signal after th e  A/D conve r te r in the a m plit ude q uanti z at ion for di screte   digital sig nal.  Periodi c fun c t i on satisfie s that co ndition  in finite interv al, the x(t) ca n be exp and ed into  Fu Liye se rie s . There are t w o ki nd s of expressio n s of  Fu Liye seri es, Fu Liye serie s  expan si on   of trigonom etric fun c tion a s  in Equation  (1) [3].    x( t) = 0 n b n sinn t+ 0 n a n co sn t  = 2 0 a + 1 n ( b n sinn t+ a n co s n t)  = 2 0 a + 1 n A n sin ( n t+ n )                                                                                                        (1)    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 8, August 2014:  611 9 –  6126   6122 W h er e  a 0 = T 2 dt t X T ) (  is t he  DC  comp onent,  A n = b a n n 2 2  is th e am plitude   of  each frequ en cy com pone n t, the angular frequen cy of  n  is as the  absci ssa axis, amplitude  A n or pha se a ngl e  n as the ho rizontal mappi n g , resp ecti vel y  get the amplitude spe c trum and  pha se spe c trum, they are one-sid ed sp ectru m , n 0  →   ∞ .  For non   pe ri odic  si gnal, T  can be reg a rde d   a s   a p e riodi c cycl e of  T sign al  of   infinity.  Whe n  the  cycle ten d s to  infinity, t he base  sp ectral  line and li ne  interval  = T 2  reaching   infinitesimal s ,  thus the discrete sp ect r u m  becom es  continuo us, so  the spect r u m  of non peri odic  sign al is conti nuou s.   As the cycl e T is non p e rio d ic si gnal infi nite, when th e cycle T  →   ∞ , s p ec tral line interval → d ， T → 2 d , discrete va riabl e s  as  co ntinuo us vari able s , m → summati on ope ratio n   become s  qua dratu r e op era t ion. Then get  the formula 2 .     x( t) = 1 li m jm t m T m T T Ce     = li m d  2 d () jt X e     = 1 () 2 Xd                                                                                                                      (2)    Based  on  dat a collecte d  in  this  way virt ual in strum e n t  data a c qui si tion sy stem  with the   help of in se rt in the comp uter card an d  spe c ial  soft ware such a s  LabVIEW  (o r Lab Win d o w s /  CVI) com b in ed with  A/D  co nverte r, analo g ,  digi t a l si gnal  a c quisitio n  to t he  comp uter for  analysi s , pro c e ssi ng, displ a y, and thro u gh the D/A  conversion  of feedb ack c ont rol. Accordin g to   the need, it can join the si gnal conditio n ing an d real -time DSP hardwa r e mo dul e.  GPIB system  is a general  purpo se inte rfac e te st system. It is composed of a  PC, a   GPIB interface ca rd a nd a  plurality of G P IB in st rume nt  sub s y s t e m .  E a ch in st ru ment  su bsy s t e m   is a GPIB interface with  a single in strum en t. Even thoug h different manu facture r s of the  product s  are compatible wi th in terchangeability, assemb ly system i s  very convenient, separat e d  the instrume nt system ca n also b e  used as  a  singl e instrument  use d  inde pe ndently. A GPIB  interface card  can ta ke u p   to 14 inst rum ents. Usin g G P IB technolo g y, realize th e ope ration  a n d   control of the  instrument  can be  u s ed i n  co mpute r , to re pla c e the  tradition al m anual  mod e   of   operation, te st and m easurem ent er ro rs  cau s e d  by human fa cto r s  of ex clu s ion. At the sa me   time, easy  upgrade, e a s y mainten a n ce, in stru m ent pan el functio n s  an d cu stom, t h e   developm ent  and  use  of  easy. It ca n  be a c hieve d   effectively test and  mea s urem ent task of  var i ous  sc ales .  Sampling the  continuo us ti me sign als is into discrete time serie s  p r oce s s. This p r ocess  is equivalent  to the cont inuous time  si gnal s "from"  many di scret e  time it (i =0, 1, 2......) is  the   sign al of inst antane ou s value. Whe r e T  is the sampli ng interval, th e s =2 /T is the  sampli ng   freque ncy, their valu e is a very imp o rtant  qu esti on. The  rela tionshi p bet wee n  sampli ng   freque ncy, m u st meet the followin g  form ula [4].    s ≥ 2 m                                                                                                                                    (3)    Whe r e  m is the highe st fre quen cy com pone nt signa l. When  m ≤ T also is the   sampli ng fre quen cy s =2 /T ≥ 2 m , we can a dd an ideal  low-pa ss filte r  to extract the  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Applicatio n of Virtual Instru m ent LabVIEW in  Varia b le  Frequ en cy a nd Speed … (Hai zhe n  Guo )   6123 prin cipal  com pone nt, remo ve all m  ≥  1  high-f r eq uen cy compon ent, which con s i s ts of X (x) to  resto r e the o r iginal si gnal  X( ) without error in theory.  Measurement  ch annel  is  the num ber  of sign als, t he whole  sy stem i s  n e e ded to   measure the prod uct s  of different cha n nel numb e r,  can b e  mea s ured in diffe rent. Need to  pay  attention to i n  the  sel e ctio n of p r od uct s : whet h e r the  mea s u r ed  chann el n u mb er a nd  meet  the   deman d of the system; wh en the differe ntial i nput wh en mea s uri n g, the board  without num b e r  cha nnel  differential in put a nd diffe rential  input;  in  the  measurement  ch ann el n u m ber,  we  shoul d   pay attention to produ ct ca n be extende d and  can be  expande d the numbe r of. Measuremen t s   are requi red t o  analog  sign al by the A/D is conve r ted  into digital si gnal and bi na ry, resol u tion  is   the full rang e sign al by the A/D co nversi on  Na i to  two numb e rs. The hig h e r  the re sol u tion,   mean s that the voltage chang es  can  be dete c t ed  more  small, i t  and the me asu r em ent ra nge  (the hig h e s t level can  be  measured)  a nd gain  (am p lification bo ard) that  togeth e r dete r min e  the  minimum voltage chan ge o f  the board  ca n be mea s u r e d .  A/D co nverte r is the in put  analo g  devi c es fo r  the  dig i tal output, bu t also th e  core of the   DAQ ha rd wa re. The workin g prin cipl e, there a r e  3  kin d s of meth od s: A/ D co nversion m e thod  of  su ccessive a pproxim ation  A/D, double  integr al A/ D method a n d  parall e l com pari s on  meth od  A/D. Method s used in DA Q prod uct s  is the me thod of succe s sive approximatio n A/D. Doubl e  integral m e th od of A/D is  mainly applie d to the  sp ee d req u ire m en t is not high,  but the relia bi lity  and high er a n ti-jammin g  o c casi on s, such as di gital m illimeter etc.. Parallel comp arison metho d   of A/D i s  mai n ly used i n  t he hi gh  sp ee d samplin g, such  a s  di gital  oscillo scope,  digital  sam p l e r  and othe r ap plicatio ns. To  measu r e the  perform an ce  of A/D converter h a s two  main indexe s ,  one is  sampli ng re solutio n , i.e. A/D converter di git, and two is the A / D conve r si on  rate.  LabVIEW  su pport s  th ree  formats for fil e  input  and  output, i.e. text file, binary  file an d   data file. T he  spreadsheet f ile is a  speci a l type of text f ile, the  file i s   still in AS CII format to store  the data  for  Microsoft Excel spread she e t software  can di re ctly re ad the  data  fil e ; data  re co rds i n   a file  contai ni ng a   kno w n  a s   wavefo rm fil e  form at, it re cords the  o c curren ce  of  so me of th e  basic  waveform information, such as the initia l time, waveform s a mpling interval time.  LabVIEW  pl atform i s  in  the d e velo pment of  a  virtual  sign al spe c trum  analy s is  instru ment. The instrument  should b e  the typical experime n tal sig nal gene ratio n , FFT transf o rm   is p e rfo r med   on a  typical   experim ent  si gnal, a nalyze s its fre que n c y spe c trum,  and  di splay  the   results. To  sum u p  the  main fun c tions i n clu de:  sign al gen eration,  sign al analysi s   an d   pro c e ssi ng, d a ta  file stora ge  a nd re adi ng.  Be cau s e   LabVIEW i s   a mo dula r  p r ogra m  b a sed  on   the desig n id ea, therefo r e in the develo p ment pro c e s s is ba sically follows the basi c  idea, in the  overall  sche me, vario u s functio nal m o dule s  a r e  se t   up a c cording   to the diffe re nt functio n , finally,  integratio n an d debu gging.       3. Res earc h  and Basic  Principle of  Variable Fre quency  and  Speed Mo tor and T D 3 000  Conv erter   Asynch ro nou s m o tor  sp ee d is dete r min ed by th e  su pply freq uen cy and  pole  p a irs.  So   cha nge th e freque ncy of t he moto r can  drive op er ation. But the chang e freq ue ncy, imped an ce   motor inte rn al ch ange,  will produ ce  tiny ex citation cau s ed b y  torque d o wn; be ca use  the  excitation ca use d  by mag netic saturati on phen ome non, is a mot o r facto r s, efficien cy de cre a se d  signifi cantly. Therefore, chang es in th e freque ncy  at the same  time, always maintain t h e   terminal  volta ge of th e m o tor  coo r di nate d  control,  the  ratio  of the  two i s   a  con s t ant, the p u rp ose  is to  en sure t hat the  air  ga p flux invari a n t, so  th e V/F  co ntrol  mod e  is al so  call ed  con s tant  ratio   of voltage an d freque ncy control meth od .  The se nsor t o  the physical signal s is conver te d into electri c  signal s. For e x ample:   thermo co uple s , thermo stat s, integrate d  circuit,  sen s o r , the temperature into the  voltage and the   resi stan ce. A nd as the st rain gaug es, flow se ns ors, pre s sure gau ge, pre s sure,  flow rate, the  pre s sure is converted  to el ectri c al  sig nal s. Fo r ea ch  sensor,  sign al  is di re ctly pro portion al to th e   physi cal  para m eters of th e  monitor ed. 6   sen s o r s a r e u s ed  in thi s  d e s ign. Am ong  them, 3  cu rre n t  sen s o r s,  3 v o ltage  se nso r s,  re spe c tively, the  thre e-ph ase volt age  of a s yn chrono us mo tor,  curre n t measurem ent.  Slip freq uen cy cont rol, the  sp eed  of th e mo to r i s   d e tected, th e  output frequ e n cy a n d   then to  the  motor  sp eed   and  slip  fre q uen cy an d a   gi ven inve rter. To  slip  freq uen cy is di re ctly  related to  an y control and  torque,  cu rre n t. Comp ar e d  with V/F co n t rol and  it is t he a c celeration  and de cele ration cha r a c teristi c s  an d limitations   of cu rrent  cap a city. It also  ha s a  sp e e d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 8, August 2014:  611 9 –  6126   6124 controlle r, the sp eed fe ed back  spe ed  close d  loo p  co ntrol, is  suita b le for the  a u tomatic  cont rol  sy st em.   The timing re lationship bet wee n  data a c quisitio n   syst em of each p a rt is  r e lat i v e l y  st rict ,  if not the appropriate timi ng  will be seriously a ffect ed the  accuracy of. The ti ming  circuit i s  to  prod uce a va riety of timing  sign als a c co rding to  ea ch  circuit unit of  work o r d e r,  and the  cont rol  unit is  pro d u c ed in th e con t rol timing  sig nal cont rol si gnal. Fig u re   2 sh ows  a typical  acqui sition   system sequ ence  diag ram .   The V/F cont rol of asyn ch rono us m o tor me ch anical  prop ertie s , when the fre q u ency is  redu ce d, curv e to the longitudinal coo r di nate tran slati on, the maximum torqu e  point dro p  [5]. As   in the low freque ncy, torque is  not e noug h,  can  be take n to improve the  torque volta g e   comp en satio n , the compe n satio n  by th e freq uen cy converte r to  complete, u s u a lly no mo re t han   10%, can al so be con s ide r ed from the  motor de sig n . This can ma ke the maxim u m torqu e  un de r  different freq uen cy invaria n t.  Motor vecto r  control and  dire ct curre n t machi ne  with the sa me torqu e  g eneration   mech ani sm, namely the  curre n t mag netic field pe rpen dicular  with the pro duct of the  basi c   prin ciple s  of torqu e . Usi ng DC moto r co mmentator  a nd bru s h to keep both verti c al rel a tion sh ips  in machi nery,  and can sup p ly. While the asynch ro nou s motor stato r  cu rre nt in electro m otor, b y   electroma gne tic inductio n  in the electri c al is  decomp o se d as the  excitation cu rrent and torq ue  curre n t are vertical, a r bitrary cont rol, a t  the  same time, both syn t hesi z ed  a s  the stator  cu rrent  s u pplied to the motor.   In the followi ng basic f r equen cy motor  VVVF, requirements  of voltage to the m o tor wit h   the stato r  fre quen cy is proportio nal to  the mu st  chang e, to en sure that th e  air  gap flux  i s   con s tant, at any speed,  torque mot o r ca n gene ra te stabl e. Ho wever, th e stator voltage   increa se s h a v e ce rtain lim it, sub s eq uen t to the ra ted  voltage, the v o ltage  ca n be  ke pt con s tan t,  and then im p r ove the spee d, can only m a ke the frequ enc y is in cre a se d, that is to say, the ba sic  spe ed, with the increa se o f  frequen cy, the ai r ga p flux will decrea s e, the torque  decrea s e s .   You can  clea rly see that the basi c  sp ee d of  motor, torque  rang e show that the envelop e  is con s tant, called  th e con s tant  to rqu e  operati on;  wh en m o re  tha n  ba sic  spee d.  Torque  rang e  sho w  that th e envelop e i s  de crea sed.  This  o p e r at ion mod e  of  variable f r e quen cy spee d   regul ation  ele c tri c  hu nge r  and  DC moto r spee d regul ator a nd  we a k en  the  spe c i a l speed  is very   simila r to magnetic field [6 ]. Slip is small, to rque of asynchrono us  motor for the  Equation (4).     2 1 2 1 () V TK f f                                                                                                                                       (4)    Whe r e, V 1  is  con s tant  stator voltage  an d roto r fre que ncy, f 2  is torq ue de crea se s with th e   increa se  of power frequ e n cy. If the F 2  incre a s ed l i nearly  with i n crea sing  F1 , the torqu e   is  dire ctly prop ortional  to F 1 , the o u tpu t  torque  of  the moto r ro tation spee d  app roximat e ly  reci procal ch ange s; this is  t he con s tant  power op eration.  TD30 00 con v erter is a hi gh quality, multi-func tio n , low noi se ve ctor  control inverter.   Thro ugh  de couplin g  control of the  mo tor flux  curre n t and  torqu e  current, to  achieve  rap i d   respon se a n d  accurate to rq ue co ntrol, sp eed can be  wide ran ge in h i gh co ntrol p r eci s ion.   The T D 30 00  conve r ter  ha s thre e control mode s:  no  PG vector  control, vecto r  control  and  V/F cont rol with  PG. Operation an d  co ntro l m o de sele ction  by the functi on code  F0. 02.  Mo d e  0 :  no   PG  ve c t or   c o n t r o l, th e sp ee d   s e ns or  l e ss vecto r   co n t rol, al so  kn o w n  as the  op en  loop ve ctor  control.  Do n o t apply to the  insta llatio n  di sc, hi gh  starti ng torque  an d sp eed  co ntrol   accuracy, co nventional V/ F cont rol  can  not meet  ap plicatio ns. M ode 1: PG v e ctor  co ntrol,  the  spe ed sen s or vector contro l, also kn ow n as the cl osed  loop vector  control.   Starting from  the function i n  the inverter shut do wn  state, and it is effectively re enteri n g   the work st ate. That is the  first time in power , insta n t aneou s po wer failure is restored, after the   failure is reset when  shut down norm a ll y, free,  under su ch ci rcu m stan ce s, pu t into operati on  again, freq ue ncy co nversi on will be sta r ting mode  se ttings sele ction of starting  [7]. When se t to   0, from the starting frequ e n cy startin g  conve r ter  is  put to use, accordi ng to the function  code   F2.01 an d F 2 .02 settings,  from the sta r ting fre quen cy (F2.0 1 )  starting, an d run the  set in  the   freque ncy ti me (F 2.02):  and the n  the  accele ration   time, set pa ramete rs su ch as  accel e ration   and  de cele rat i on mo de, e n t er the  sp eed  stag e n o rm a l  to set the f r eque ncy, a cceleratio n , a s  i s   sho w n by Fig u re 2.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Applicatio n of Virtual Instru m ent LabVIEW in  Varia b le  Frequ en cy a nd Speed … (Hai zhe n  Guo )   6125     Figure 2. Multi Segment Speed Wi ring  Di agra m       Paramete r i s   co rre ctly  set T D 3 000  co nverte r,  is the  p r em ise to  fully play it s  performance.  The operating process  is  as follows, press the shift  key will swit ch  parameters (i .e.  cha nge th e fl ashi ng p o sitio n ), the  key s   with uni dire cti onal cycli c  sh ift  function.  P a ram e ter setti ng   is completed  continuous pr ess the m e nu button two  times; it  will  exit the program state. Once  again into t he program  state,  autom atically enter the first op eration fu ncti on co de (wit h   memory ).      4. Using Virtual Instrume nt LabVIE W  to Design o f  Variable Fr equen c y  an d Speed M o tor   Sy stem  Deb uggin g  is establi s he d on the La bVIEW pla tform,  if from the LabVIEW it wil l  not be   able to run. T hat is to say, use r s in the u s e  of the virtual instru ment  front, LabVIEW must be p r e  installe d on  your  comp uter [8]. De bu gging  purpo ses i s  to  che c k the p r o g ra m ca n be  ru n in   accordan ce   with the  u s er inte nde d  way, a c hiev e the  req u irement of  de sign  procedu re.  Deb uggin g  proce s s in gen eral is to find  syntax  errors  and logi cal e r rors an d co rrect them.   The d a ta a c q u isition  modu le is the  core  so ftwa r e of  virtual  digital oscillo scope, contro l   mainly co mpl e te data  colle ction, in cludi n g  the trig ger control,  a c ce ss co ntrol,  ti ming control etc..  Trigg e r  co ntrol in cludin g  t r igge r m ode,  trigge r  slop e an d trig ger level control .  The  cha n n e l  control main  control sin g le  or dual chan nel mea s u r e m ent.  The moto r sp eed, usually an impo rtant factor to  con s ider, that the  flux per pole  motors  for ratin g s, a nd re main  un cha nge d. If the flux is too  wea k , did  n o t make full  use  of the m o tor  core, is a  kin d  of wa ste: if t he exce ssive  increa se of fl ux, and ma ke  the co re  satu ration, resulting   in exce ssive  excitation current is l a rg e, seri ou s wh e n  can  motor  damag e du e  to overhe ating   windi ng.   LabVIEW all o ws a p r og ram ru nnin g   in sin g le  ste p  mode, al so su ppo rts  run-time  highlighte d . Step three con t rol buttons, resp ective ly is: step into sai d  one step in to the prog ra m  flow an d stop ped at the n e x t node data;  step ove r   sai d  one  step int o  the progra m  flow an d st op  in the implem entation of ne xt node data;  step out said  the step sto p  mode.   The mo st co mmon a c qui sition card ha s a pl urality  of analog inp u t chan nels,  but not  every  cha nne l co nfigu r atio n of  a A/D,  b u t they  sha r e  a  set  of A/D,  befo r e A/ D h ad a  multipl e xer  (MUX ), an d t he am plifier (AMP), a  sam p ling  hol de r  (S/H) et c. By  scanni ng th e  switchi ng th e   swit ch, multi cha nnel  sam p ling [9]. There are three  kind s of multi-ch ann el sam p ling metho d s :   cycle  sam p ling, synchron ous  sam p lin g and samp l i ng interval.  In a sca nnin g  (sca n), da ta  acq u isitio n card  will cond uct a  sampli ng of all  the  cha nnel s; the  scan rate (scan  rate ) is t he  numbe r of times pe r se co n d  scan data a c qui sition  card.  Display si gn al time is  d o main  (samp ling poi nt a m plitude ) by  the di screte  Fu Liye  transfo rm (DFT) metho d  are tra n sfo r m ed into t he freque ncy di sp lay. For fast comp utation  of  DFT, often  u s ing   a   fast F u  Liye transfo rm (FFT ) method. Whe n  the sampli ng si gnal is a po wer  of 2, you  ca n u s e thi s   m e thod. T he  o u tput of F F T  is  bilate ral; i t  also  sho w s the p o sitive  and  negative freq uen cy inform ation. By using only  half of the FFT output sam p lin g point into th e   unilateral FF T. Freq uen cy  spa c in g bet wee n  sampli ng poi nt of FFT is f s /N,  whe r e FS i s  the  sampli ng fre q uen cy.  In order to m a ke  the volta ge ve ctor of i n ve rter outp u t  nea rly ci rcul ar, a nd finally  get the   rotary flux circula r , must u s e the inve rte r  output  volta ge time co mb ination, form  polygon volta ge  vector l o cus,  whi c h i s  m o re  clo s e to  round [1 0]. T h is i s  the  ba sic  sta r ting p o int of si ne  PWM  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 8, August 2014:  611 9 –  6126   6126 prin ciple. F o r example: wh en the rotatin g  flux  I zone,  with the volt age ve ctor  synthesi s  of two  adja c ent to, and in a c cordan ce with th e volt seco nd  balan ce pri n ciple, to the followin g  form ula  (5).     T 6 U 6 +T 4 U 4 +T 0 U 0 =T s U out                                                                                                                                                       (5)     Whe r e, T n  is  the voltage vector fo r Un time co rrespo nding, T s  is t he sa mpling  perio d;  Uout is fo r the synthe sized  voltage vector.   Commi ssioni ng a nd  ope ra tion of th e d e s ign  is ba se d  on  the  deb u gging  an d o p erating  on b a si c. Bui l d a  goo d h a r dware pl atform a nd  so ftware   platform, tested motor para m eters, by  the  se nsor si gnal  into sign al  refe ren c e data  tran smitt ed to the d a ta acqui sition  system th rou g h   variou s chan nels, a nd the n  tran smitted  to the LabVI E W software  platform for t he in spe c tion  to  view and p r in t the result s.  The  de sign  o f  the virtual  e x perime n t in strum ent i s  ref e r to  the  dua l ch ann el b e nchto p   digital storag e oscillo scop e gene ral fun c tion s,  and e x pande d in instru ment an alysis. The m a in   function  of in strum ent con s ist s  of d oubl e ch ann el  si gnal in put, tri gger c ontrol, acce ss co ntrol,  timing cont rol ,  waveform di splay, sp ectrum analysi s , waveform sto r age a nd rea d .      5. Conclusio n   The fun c tion  of virtual inst rume nt is def ined by the  softwa r e; the  softwa r e i s  the key  techn o logy  of virtual i n st ru ment. Virtual  i n stru m ent  sof t ware   system  sh ould  in clud e the  op eratio n   panel  de sign , data acqui sition, waveform di spl a y, sign al anal ysis a nd p r o c e ssi ng a n d  I/O  equipm ent manag ement e t c. It is compose d  of two parts, na mely  the applicati on pro g ra m and   the I/O interface drive r . Virtual instrumen t  app lication s  will be optional hardwa r e  (su c h a s  GPIB,  VXI, RS-232, DAQ boa rd)  and re peate d  together with   the library fu nction  softwa r e, reali z e d  the   function of communi catio n  module, timing and trig gerin g. The o r iginal  code li bra r y functio n  for  use r s to  con s tru c t their o w n virtual in strument  (VI)  system p r ovi des a  softwa r e mod u le ba sic.   Becau s e  of VI's modul ar,  open ne ss a nd flexibility,  and the  soft ware is th e key feature s , whe n   the u s er test  requi rem ents ch ange  can  be  conveni en tly software  module s   or  h a rd, by th e u s e r s  themselve s , or re co nfigure existing sy stem s to meet the new te sting req u ireme n ts.      Referen ces   [1] J  Kodosk y .  Objects and Mes s ages i n  the L abVIEW  Graph ical Pro g ra mmi ng Syste m . Procee din g s of   SEAM 93. 1993.  [2] Qian  S ong,   Li  Liu.  Deco di n g  of PDF 4 17  barco de  in  Id entit y  Auth enti c ation Base d on  L abVIEW .   T E LKOMNIKA Indon esi an Jou r nal of Electric al Eng i ne eri n g .  2013; 1 1 (6): 3 005- 301 1.   [3]  Z hang  ju n, F eng l i hu i, Li u  yo ngq ing. T he st ud y o n   a p p lica t ion of th e met hod f o r rea lizi n g W eb virt ua l   instrume nt bas ed on th e tech nol og y of d y n a m ic data e x ch a nge a nd Jav a  Appl et.  RNIS.   200 9; 4: 8~ 9.  [4]  Natio nal Instru ments Corp ora t ion. LabVIEW  7 Express.  US A: Nationa l Instruments . 200 4.   [5] Ding  Jianjun,   Sun Cha o ,   W ang Ju n. A  Rap i d  Detec t ion S y stem  Based  on  La bVIEW  and   Microcomp u ter .   T E LKOMNIKA Indones ia n Journ a l  of Electr ical En gin eeri n g . 2013; 1 1 (6): 306 6-30 71.   [6]  Z hou Sh iho ng,  Guan Yo ng, W u  Lifen g , Pa n W e i,  W ang  Guohu i, Du Yi n y u. De si gn  an d real izati on of   DC-DC co nvert e r life pre d ictio n  s y stem b a se d on La bVi e w .   JCIT . 2011; 6(11): 300~ 3 08.   [7]  Z henme i  Li, Ji n She n , W e i Li u, YaJin g  W a n g . Voltag e F lic ker Monit o rin g   Based  on Virtu a l Instrume nt   and W a ve let Packet T r ansform.  IJACT . 201 2; 4(23): 46 6~ 4 74.   [8]  Yaoh ui W u , Xi aome i  Li u, Xi u f eng Me ng. T e mper at ure F i eld of Ind u ctio n Motor F ed  w i t h  Vari abl e   F r eque nc y  P o w e r.  JDCTA . 2013; 7(6): 1 276 ~ 1283.   [9] Jian g  Ch ao,   Xu W u - b in, L i  Bing. Des i gn  of Instrumen t  Control S y st em Based  on  LabVIEW .   T E LKOMNIKA Indon esi an Jou r nal of Electric al Eng i ne eri n g .  2013; 1 1 (6): 3 423- 343 8.   [10] Shens he n Gu,  Zhijia n C h e n , FeiW ang. T he  Desig n   a nd Im plem entatio n o f  a Nov e l Proc ess Viscos i t y   Contro l Platfor m  Based on  La bvie w .   AISS . 2011; 3(9): 1~ 8.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.