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歷史雜誌

依專輯名稱關鍵字搜尋或依年份搜尋，年份輸入範例202406

作者:蘇賢修、張燦勳、蔡盛祺正齒輪齒形彈性補償冷鍛分流成形模擬分析

本研究提出一道次冷間鍛造分流成形來製作正齒輪。與傳統機械加工法中銑削、刨削，輪磨等製作程序相比，由於鍛造齒輪於齒形部位不需要作進一步的切割，因此可降低製造成本。採以上下沖頭複動化鍛造降低成形負荷，且利於齒形充填成形。在冷間鍛造變形模式中，材料受模具擠壓變形時，模具與材料接觸的表面受壓應力影響，輪廓產生彈性變形，齒輪鍛件成形後脫模，因應力釋放效應，促使齒形產生回彈變形，以上兩項彈性變形量將對鍛造齒輪的齒形精度及尺寸造成影響。針對冷間鍛造正齒輪提出齒形補償設計方法，考量預先設計之模穴齒形彈性變形量及鍛件齒形回彈量，以非標準漸開線修正齒形輪廓補償齒形彈性變形量，使鍛件脫模後能自動回復至標準漸開線輪廓。應用有限元素分析軟體DEFORM 3D來評估所提出的模具外形設計及模擬分流成形製程。由成形模擬分析結果可知本文所提出的齒形彈性補償法能成功預測成形過程所造成的彈性變形量，並完成齒形輪廓修整。再者，期望本文在產業及理論研究上，均能協助提升正齒輪的冷鍛近淨形技術。

作者:林得耀、林敬智、莊傳勝、黃偉欽、蔡宗汶、陳安利雷射金屬積層製造產品設計

積層製造（AM，Additive Manufacturing）技術近年來受到矚目，原因在於此技術提供可快速製作出產品原型，以供設計評估與模擬，甚至直接作為功能性之零組件；此技術從早期被稱為快速原型（RP，Rapid Prototyping）轉變成快速製造（RM，Rapid Manufacturing），於2009年由ASTM （American Society for Testing and Materials：美國材料試驗協會）正名稱為積層製造（AM），並成立技術委員會訂定其相關標準；其中金屬積層製造技術更是備受矚目，近年來由於積層製造技術的發展與雷射的精進，使金屬成品已接近一般塊材之緻密度與強度，具備功能性¬而突破過去僅原型展示之用途。然而，一般業者多無相關設計與製造經驗，更不用說成為其設計時思考如何製造的一種工具，本文主要介紹其製作原理及特色外，更希望藉實際製作案例協助設計者增加相關經驗，更深一層認識並有興趣使用其技術創造高值化產品。

作者:黃昌圳、潘承訓同步磁阻電機之設計與分析

本文以一功率為5 kW與轉速為1800 rpm之同步磁阻電機為設計與分析之對象。利用靈敏度分析探討轉子結構包括：磁障層數、橋部長度、與氣隙長度等參數對馬達輸出性能之影響，透過有限元素法進行模擬與分析，以獲得一具有高轉矩、低轉矩漣波之同步磁阻電機。

作者:蔡明發、陳柏志、鄭詠仁、顏鴻程、陳俊漢同步磁阻馬達之建模與向量控制器設計

同步磁阻馬達是一種同步機，但其轉子不像一般同步機那樣，需要在轉子繞線以激磁或裝置永久磁鐵，它的轉子材料是如矽鋼片的導磁材料，藉由轉子凸極現象造成磁阻的不均勻，來產生力矩而轉動，它也不會像永磁同步馬達那樣，其轉子磁鐵經年累月運轉後會產生磁性減弱的問題。故其構造簡單，具有堅固的特性，近年來吸引著工業界的注目。故精確的馬達模型，以分析其特性與效率，以及其控制器設計，使其性能優化是非常重要的。

本文描述一個同步磁阻馬達之相變數模型之建構，以電磁、機電與機械三部份來推導感應馬達的數學方程式，並利用PSIM模擬軟體工具建立該同步磁阻馬達的相變數模型，仿如一實際的馬達操作，在其三相輸入端以電阻、電感與相依電壓源電路元件來建構其模型。所建模型的特色有二：一是三相定子輸入端是採用電路元件建立的，可以和馬達變頻驅動電路連接，以便做馬達驅動控制的整合模擬；二是負載轉矩輸入端是以數學函數元件建立的，可用數學函數的形式加入負載轉矩。給予三相輸入電壓的頻率並加入負載轉矩來模擬分析，驗證了該模型轉速穩態響應的正確性。

本文並提出以鎖相迴路為基礎的功率因數角量測電路，藉由機械功率與輸入電功率的比值，得出該同步磁阻馬達在不同負載轉矩情況下運轉時的能效曲線，並得出定子電阻大小是影響該馬達的能效的主因。

除此，本文並推導在同步旋轉座標之d-q模型，依此模型設計以轉子轉軸為導向的向量控制器，包含PI解耦電流控制器與包含一前饋補償器的二自由度PI轉速控制器，模擬結果顯示所設計的控制器對轉速命令與負載轉矩的瞬間加入皆有理想的轉速響應。

作者:蔡明發、陳俊漢、楊竣翔永磁輔助同步磁阻馬達之相變數模型建構

交流馬達可分同步馬達與交流感應馬達，兩者相比較，同步馬達有能源效率較高的優點。同步馬達可分為永磁同步馬達、繞線同步馬達與同步磁阻馬達，其中同步磁阻馬達其轉子不像繞線同步馬達需要在轉子繞線以激磁；也不必像永磁同步馬達那樣需在轉子裝置永久磁鐵，同步磁阻馬達的轉子材料是如矽鋼片的高導磁材料，藉由轉子凸極現像產生磁阻的不均勻，反應在定子電感的不同來產生力矩稱之為磁阻轉矩（reluctance torque）而轉動，其優點為不會像永磁同步馬達那樣轉子磁鐵經年累月運轉後會產生磁性減弱的問題，且構造簡單，具有堅固的特性，近年來吸引著工業界的注目。但其缺點為其轉矩成份只靠d與q軸定子電感的不等所形成的，在某些應用場合，此轉矩會有不夠大的現像。為此，而有所謂的永磁輔助同步磁阻馬達（PMa-SynRM）的出現，它的構造是在一般同步磁阻馬達的轉子上加裝一點輔助的永久磁鐵，一則以增加激磁轉矩（excitation torque）成份，二則讓d軸定子電感變小，使得馬達產生的整體轉矩增大。故精確的馬達模型，以便分析其特性，使其性能優化是非常重要的。

本文描述一個PMa-SynRM馬達之相變數模型之建構，以電磁、機電與機械三部份來推導其數學方程式，並利用PSIM模擬軟體工具建立該馬達的相變數模型，在其三相輸入端以電阻、電感與相依電壓源電路元件來建構其模型，使其在模擬分析時可仿如一實際的馬達操作。所建模型的特色有二：一是三相定子輸入端是採用電路元件建立的，可以和馬達變頻驅動電路連接，以便做馬達驅動控制的整合模擬；二是負載轉矩輸入端是以數學函數元件建立的，可用數學函數的形式加入負載轉矩。給予三相輸入電壓的頻率並加入負載轉矩來模擬分析，驗證了該模型建構的正確性。

作者:胡竹生機器人技術與應用的現況和展望