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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:蔡明發、彭文陽、陳譽元、林正軒、葉信典三相交流感應馬達之建模與線上轉矩速度特性模擬分析

交流感應馬達因比永磁馬達有更強健、低成本的特性,因此廣泛地應用在馬達驅動系統中,尤其在較大功率電動車與牽引車的應用上,感應馬達的重要性將逐年增加。在這些應用中,需要分析馬達的轉矩速度特性,使得在適當的速度範圍內產生足夠的轉矩以驅動馬達帶動車體,因此精確的感應馬達模型與建構,在研究感應馬達轉矩速度特性暨其模擬與分析,是非常有用與重要的。

我們建立了一個三相交流感應馬達之相變數模型,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感應馬達的相變數模型方塊,給予輸入信號的頻率與負載轉矩分析,驗證了該模型轉速穩態響應的正確性。所建模型並和PSIM內建與MATLAB/Simulink內建之感應馬達模型相比較,所得到三者的轉速與電流響應一樣,驗證了所建模型其暫態響應的正確性。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,可以數學函數的形式加入負載轉矩。

我們並提出一個以線上計算方式得出一個待測感應馬達的轉矩速度曲線。利用所建模型,以傳統的直流測試、無載測試與堵轉測試方法進行該待測馬達的參數量測,用所得參數及感應馬達在穩態的轉矩方程式,以線上計算方式即可得出該待測感應馬達的轉矩速度曲線。並用所建模型,仿照動力計的方法,在馬達模型的轉矩輸入端加一斜坡負載轉矩,得出施加負載後的轉矩速度曲線圖。比較仿照動力計的方法和線上計算方法,兩者所得到的轉矩速度曲線相差不大,說明所提線上計算量測感應馬達轉矩速度曲線方法的可行性。

作者:劉建聖、張育豪、李鴻飛、彭文陽、林正軒磁預壓節能型音圈馬達自動對焦致動器的設計

在影像系統中,對焦是其中最重要的功能之一,近年來將具有對焦或變焦功能的數位相機整合到手機裡已經躍升為市場的主流,各種廠牌的手機相機如雨後春筍般的出現在市場上。自動對焦致動器在相機系統中是基本配備,主要功能在於拍照時調整焦距,改善成像品質。常見的自動對焦致動器有:音圈馬達、步進馬達、壓電馬達及液態透鏡等,而音圈馬達因為有成本低、體積小及定位重複性高等優點,因此適合用於手機相機模組中。

傳統的音圈馬達分為開迴路與閉迴路控制兩種,開迴路控制是使用彈片來進行重複性定位,而閉迴路控制則是運用位置感測元件(如霍爾元件)所產生的位置回饋訊號來調整鏡頭的位置。然而產業界目前的問題之一是音圈馬達式的自動對焦致動器有彈片製造組裝困難、耐摔性差及能耗不易降低的缺點。本篇文章主要在提出一創新的無彈片開迴路式音圈馬達的設計來改善其缺點,該創新點在於利用磁預壓力結構設計以取代彈片的預壓力結構,以利往後在製造組裝上更為容易。由實驗結果顯示,本研究所提出利用磁預壓力可替代目前市面上較普遍的彈片式音圈馬達,並以一款8.5x8.5 mm音圈馬達致動器進行驗證發現,在相同對焦位移(0.4 mm)要求下,所需輸入電流下降15%以上,特別適合應用於後續高速動態響應對焦需求的超薄像機模組。