先進馬達與驅動技術專輯

2019年5月號 434期

本期主要聚焦於馬達與驅控技術,屬於工業自動化進程關鍵推手的角色,也是智慧機械的底層核心零組件相關技術,牽涉了馬達、感測、驅動與多軸運動控制,更是精密機械不可或缺的基礎技術。從近幾年自動化相關的國內外展覽可以看出,馬達設計及製造相關的展出焦點,除了原本工業馬達高效率化的議題之外,融入工業物聯網或工業4.0 的設計相容性也是各大機電業者正在如火如荼的佈局重點。

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馬達: 一個跨領域整合的智慧機械元件! | 總編輯 張禎元

本期機械工業雜誌的技術專輯,特別邀請學界專家,撰寫旋轉機電系統方面的技術論文,在法人創新應用技術方面,則由工研院機械與機電系統研究所彭文陽組長以及團隊同仁們,從跨領域技術整合、市場趨勢以及研發策略方面,和讀者探討先進馬達與驅動技術相關技術,以及法人研究發展最新的成果。

先進馬達與驅動技術專輯主編前言 │ 彭文陽組長

隨著電動化載具,包括電動助力自行車、電動機車、電動汽車、電動卡車與巴士及電動船舶與無人機等電推進系統的需求增加,國內產學研機構也增加了相關主題研究投入的力度,除了追求電機在功率密度或效率上的性能極緻化,其可靠度議題也是一直以來不可或缺的一環。因為永磁無刷電機在這類移動載具上具有功率密度與控制性的優勢,我們可以發現各類外轉、內轉的無刷電機在電推進系統上的應用案例,因為內轉永磁無刷電機的設計,特別是內藏磁石無刷電機的設計,與外轉式表面貼磁的設計,都有高功率密度電機的成功個案,目前我們可以在電動二輪載具上看到比較多的內轉式內藏磁石的案例,在無人機槳葉推進馬達、洗衣機、吊扇等,因為機械傳動與結構等因素,比較多看到外轉式永磁無刷馬達設計的個案,隨著外轉電機在氣冷設計的突破,後續將看到更多業者導入移動載具的應用。

[ 本期最優良文章 ] 永磁同步電動機定子開路故障即時監測 | 周柏寰、楊士進、許煜亮、洪國原、陳冠任

本篇文章研究具有Y 接繞組的永磁馬達開路故障即時偵測,提出使用繞組中性點電壓檢測故障來改善故障監控之性能。常見的開路故障檢測方式皆使用驅動器現有之電流感測器計算dq 電流產生之諧波。由於電流大小正比於馬達轉速和負載條件,因此在輕負載或低速狀態下發生故障對於電流檢測能力仍然是需要克服的問題。本論文比較中性點電壓與dq 電流兩種偵測方法,分別分析當開路故障時,所產生之額外諧波來找到故障訊號進行故障檢測。中性點檢測方法需加入額外之電壓感測器來量測馬達中性點電壓,由於中性點電壓對於負載變化的反應較不敏感,因此可以獲得更佳的故障檢測性能。

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