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Please use this identifier to cite or link to this item: http://ntour.ntou.edu.tw:8080/ir/handle/987654321/53038

Title: 高效率集磁排列與雙氣隙轉置磁通之低稀土無感測器直流無刷馬達設計與驅動控制技術
Authors: 余興政
Contributors: 國立臺灣海洋大學:系統工程暨造船學系
Date: 2011-08
Issue Date: 2020-06-30T02:21:47Z
Publisher: 科技部
Abstract: 摘要:
近年來面臨稀土磁鐵成本急遽上揚且不易取得的困境,本計畫提出 Halbach 集磁 排列轉子成型技術與雙氣隙轉置磁通定子技術的設計概念,製作具有高效率、高功率 密度、高扭力密度、低徑長比優勢的低稀土薄型馬達。由於薄型馬達具有輕量化與體 積小的優勢,以直驅式和嵌入式設計方式可應用在高階伺服驅動、流體機械、及醫療 輔具等領域中,可充分發揮其零件簡化、節約能源與產品優值化等特點。本計畫第一 年度透過 Halbach 集磁排列轉子成型技術可提高氣隙磁通密度,漸變式磁極排列設計 可把磁力線有效地集中,以增加磁鐵的使用率,且降低永磁轉子的稀土佔馬達比重。 另外,雙氣隙轉置磁通定子技術透過雙轉子/單定子或雙定子/單轉子的 C 型堆疊轉 定子配置架構,利用雙繞組來倍增迴路的磁通量,同時可增加氣隙作用面積,更進一 步有效提升扭力輸出。本計畫第二年度加入層疊複合磁鐵技術與磁通諧波調整策略, 達到表面磁漸變、複合磁鐵與局部磁阻調控技術,更能降低稀土使用量,以及提高馬 達整體效率及降低馬達生產成本。但由於 Halbach 集磁排列與層疊複合磁鐵技術易使 得磁鐵表面磁場強度呈現非均勻弦波磁力分佈,而使得馬達轉矩漣波變大,進而影響 馬達運轉性能;因此,本計畫結合順滑模態控制之無感測器馬達驅動與磁場導向控制 技術加入直接扭矩控制器與磁通諧波調整策略,利用磁通估測器取得磁通變化趨勢, 並將諧波消除策略注入電流回授控制器,以補償磁通變化以獲得穩定之輸出轉矩,並 利用嵌入式系統加以實現低稀土馬達的轉速閉迴路控制。整體計畫主要目標以開發 400W 功率等級,其額定轉速 4,000 rpm的低稀土薄型馬達,其指標規格設定馬達徑長 比 L/D小於 0.15,稀土佔馬達比重小於 0.1,馬達整體效率可達到 90%以上。
URI: http://ntour.ntou.edu.tw:8080/ir/handle/987654321/53038
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