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作者:蕭錫鴻、許晉謀、黃郁翔、邱國麟高響應直驅馬達於多重直驅旋轉技術之應用

為了自行發展高精度五軸工具機，並突破歐美日等先進工具機模組廠在旋轉軸模組的專利箝制，以及解決業者仰賴國外進口與發展成本過高的問題，必須提出高精度穩定性的主軸頭旋轉軸模組之Total Solution，並應用相關技術進行五軸、大型與多軸驅動及相關之高階研究，終而建立高值化工具機。

未來國內高階精密CNC加工機之發展與整體技術以及成本掌控，希望藉由將高剛性多重直驅兩軸主軸頭與直驅馬達模組技術導入國內CNC加工機廠，建立業界系統整合，引導國內工具機進入A+高值化應用領域，提升整體製造業產值，且因產品附加價值提高而增加整體獲利率，在導入國內龍門工具機之後，促使其升級為高階大型五軸產品。

作者:林正軒、張朝信、汪智強、陳譽元、彭文陽高轉速無感測驅控直流無刷薄型馬達技術探討－以智慧吸塵器嵌入式鼓風機驅動設計為例

永磁直流無刷薄型馬達可嵌入於高轉速流機，除了簡化軸承與端蓋等優點，甚至降低系統轉動慣量，降低加減速電流，實現高效直驅的節能效果。現有市面流通的無感測驅控IC能提供的額定電流規格多在1 A以內，且可匹配之電氣頻率偏低限制了與高轉速流機之多極薄型馬達結合的應用性。鼓風機的薄化、節能、智慧化是現有清潔機器人之智慧吸塵模組的重要技術趨勢，本研究開發兩款不同構形之多極薄型馬達，包括其磁路分析模擬與特性預估，實體雛形分別與智慧吸塵器高轉速鼓風機嵌入結合測試，馬達整體尺寸在直徑52 mm及高度10 mm以下，搭配無感測器設計架構，簡化馬達零件與組裝工序，以智慧化模糊邏輯控制驅控技術，改善高轉速之下的能耗，並縮短整定時間，使得依照灰塵量大小即時調整轉速變得可能。實際驗證發現，徑向磁通薄型馬達設計在空載測試時，12 V與0.32 A電流可達額定14,000 rpm；與離心Blower模組直接負載測試時，平均電流在2.3 A以內，驗證其無感測驅控法在高轉速（14,000 rpm）應用下換相時機與電流控制強健性，對於依賴充電電池驅動的智慧吸塵器，與原有直流有刷馬達驅動鼓風機方案比較（電流>4.5 A），平均耗電量下降達50%，可有效降低回站充電頻率。此外，對照組之軸向磁通薄型馬達因為採取無鐵芯設計，氣隙較大，整體馬達效率表現不如有鐵芯的徑向磁通設計，但是其較低的頓矩（cogging）可以獲得較平順的加速曲線，且線圈發熱可直接均勻傳遞至電路底板外，未來結合低鐵損SMC鐵芯，較易實現中空軸設計，仍具薄化嵌入應用之可能性。

作者:沈宗福、盧江溪、吳江龍工廠馬達動力系統節能改善應用與2011年實例

使用高效率馬達取代傳統馬達是直接、快速與有效的省能手段，效率可提高2~8%，而馬達動力系統（如風扇、空壓機、泵浦、冰水機…）更是節能重要的對象，節能可達10~50%。本文介紹新版CNS14400高效率馬達標準，並以2011年輔導3家示範廠商馬達動力系統節能改善的案例說明改善的評估過程、改善手段與結果，以作為國內廠商馬達系統節能之參考。

作者:康基宏、鄭詠仁、陳慧珠、簡榮茂高效率馬達產業動態與發展

全球先進國家因應環保、能源與產業永續之課題，紛紛訂立馬達國際效率標準，並實施分段管制，以期提高工業設備之能源使用效能；本文主要係由法規標準及技術發展二方面來探討高效率馬達產業之發展現況與趨勢，加速高效率馬達技術研發與產業推動，將可提高工業用電之效能，共創環保及產業發展雙贏之目的。

作者:藍亦維、羅仕明應用於電動自行車之軸向磁通馬達設計發展

本文主要針對工研院應用在電動自行車的超薄型馬達進行設計分析，藉由研製、測試驗證馬達特性。工研院採用軸向磁通馬達設計以達到馬達超薄化，並透過解決機構上如結構強度與磁鐵吸力等問題，完成厚度僅37.6 mm輕量化直驅馬達，使電動自行車馬達相較傳統更輕薄。本文先比較軸向與徑向磁通馬達的特性差異，以BionX馬達作為標竿分析，定義設計規格。在馬達設計的過程中，進行電磁設計分析及解決軸向磁通馬達在機構上的問題，最終研製雛型並進行測試驗證。

作者:吳建勳、蔡建峰雙動力系統之升壓/驅動雙模技術發展

本文主要結合兩個不同特性之馬達，發展一具有動力耦合模式（Mechanical Power Coupled Mode, MPCM）與電力耦合模式（Electrical Power Coupled Mode, EPCM）之動力系統。當電動機操作馬達模式時，馬達之驅動/電感雙模式之整合電路等效於變頻器電路；而操作在電感模式時，馬達之驅動/電感雙模式之整合電路如同升壓轉換器。在低轉速高轉矩之需求時，系統運作在動力耦合模式（MPCM），使整個系統達到轉矩疊加；在高轉速低轉矩之需求時，系統運作在電力耦合模式（EPCM）達到轉速提升。並提出兩相交錯升壓技術，使功率開關的溫度在大功率輸出下能夠減少電流漣波，藉此減少損失及溫升，並提升轉換效率。實驗數據結果顯示其升壓比可由1.25至3，而於輸出功率滿載時，其效率最高可到93.83 %。本文包括動力系統雙模式（Dual Mode）之架構分析與功能及性能驗證，其中，EPCM之電感模式轉換效率可平均達到90 %以上，MPCM之動力耦合轉換效率可平均達到80%以上。

作者:石亞文高效能電動動力系統軟切換技術發展

本文主要為工研院與維吉尼亞理工學院共同針對電動化車輛之電動動力系統性能的提昇而進行Soft-Switching與相關控制策略應用之技術發展合作。本研究中將進行Soft-Switching驅動控制器之硬體電路分析及設計；其中包含功率元件之規格效能驗證，再來即導入Adaptive Timing控制技術以達Soft-Switching幾乎零功率損失切換之功效。最後，再利用Advanced Control技術配合電感性負載及電動動力馬達進行驗證，以達成電動動力驅動控制器最高性能99 %及全域高效能之目標。如此，全域超高效能之馬達驅動控制器將可有效的提昇電動動力系統之整體效能，以達電動車輛能耗的降低及續航里程的延長，並可對應到將來電動化車輛（EV or xEV）系統的應用。

作者:關暘、吳敏全電動車用內置式永磁馬達之V型轉子磁鐵配置設計

本研究由工研院機械所與英國雪菲爾大學共同合作，針對機械所發展之50 kW車用內置式永磁馬達進行不同轉子磁鐵之配置分析，研究二種雙層磁鐵配置，包括雙V和三角配置，以及其幾何尺寸調整下對性能提升的影響。本研究針對轉子軛鐵肋寬進行最佳化提升扭矩輸出，並比較分析在相同之定轉子體積尺寸與磁鐵用量下，雙層（雙V）磁鐵配置可提升整體馬達性能。

作者:林志鴻、翁瑋竣同步磁阻馬達驅動系統之積分型步階回歸遞迴式類神經網路控制

本文敍述以發展積分型步階回歸遞廻式類神經網路控制同步磁阻馬達驅動系統以提升驅動系統的強健性。首先研製一由電流控制的脈寬調變電壓型反流器、磁場導向機構及保護電路所組成之磁場導向的同步磁阻馬達驅動系統，其次推導出磁場導向控制同步磁阻馬達的動態模型，然後提出積分型步階回歸控制系統。由於在同步磁阻馬達伺服驅動系統中，存在未知模式及不確定量，因此利用遞廻式類神經網路來估測系統總集不確定量。最後以控制電腦藉由介面卡之方式來實現積分型步階回歸遞廻式類神經網路控制同步磁阻馬達伺服驅動系統之轉子位置，並由實測結果加以驗證。

作者:江瑞利、謝曜陽、謝旻甫、蔡名曉運用混合設計策略進行切換式磁阻馬達之優化設計

轉矩漣波為衡量切換式磁阻馬達（Switched reluctance motor, SRM）性能之重要指標。而常被用於降低SRM轉矩漣波的策略有：（1）改變定子繞組線圈的激磁角度、（2）延遲繞組激磁截止時間、（3）調整定轉子間之弧角比值與（4）改變轉子幾何結構形狀等。然而，單獨運用上述降低轉矩漣波策略時，SRM之輸出轉矩與效率也會隨之下降的缺點。而本文則根據上述四種策略對轉矩漣波、輸出轉矩與效率間之影響程度，運用田口法（Taguchi method），提出一個最適當的混合設計模式，據以優化SRM馬達。本文是以一部12槽8極SRM為探討對象，並以3D FEM技術進行馬達特性分析與優化程序。研發成果除可提供給產學業界之參考，並可協助廠商提升其研發高效能磁阻馬達之技術能力。

作者:陳正岳、林育賢、廖聰明具電網至車輛及車輛至家庭操作能力之電動車永磁同步馬達驅動系統

本文旨在探討開發一電動車無位置感測永磁同步馬達驅動系統，其兼具電網至車輛及車輛至家庭操作功能，所建馬達驅動系統之電力電路由一單臂雙向前級直流-直流轉換器及一變頻器組成。前者可將蓄電池電壓提升後進行放電，亦可用來接受市電或回收馬達之再生煞車能量對蓄電池回充電能。於路行馬達驅動模式下，妥善設計之標準及無位置感測永磁同步馬達驅動系統具有良好之操作性能，含啟動、加減速、動態及再生煞車等特性。此外，提升之直流鏈電壓、換相移位和弱磁等策略可進一步提升其於高速下之性能。閒置狀態下，所開發驅動系統之電力電路可重新安排以執行電網至車輛及車輛至家庭之電能傳送操作。

作者:黃昌圳、李宗恒應用於機器人手臂之無槽式馬達的優化設計與分析

本文旨在針對一只機器人手臂的無槽式馬達作優化設計與分析的論述。馬達為三相，額定轉速為10,000 rpm，額定轉矩為100 mNm。馬達轉子採用兩極表面型磁石、定子為無槽式，集中雙層繞。為了實現重量最輕的結構目標，利用有限元素法及遺傳演算法作馬達優化設計與分析。

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