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作者:詹瑞麟、沈宗福、吳江龍、盧江溪2013全球馬達節能推動現況與趨勢展望概述

馬達為主要用電設備，佔全球總用電的46 %，在工業用電中則高達64 %以上，為因應全球能源環境需求，各國於二十多年前已陸續推動馬達動力設備節能相關工作，本文針對2012年為止之全球推動現況與2013年以後之發展趨勢展望進行概要介紹，以協助各界了解並據以推動馬達動力設備節能與技術發展。

作者:蔡明發、李迪章、曾仲熙、陳譽元、林正軒、彭文陽軸向磁通永磁馬達之模型建構與向量控制設計

近幾年來，軸向磁通永磁馬達（Axial-Flux Permanent Magnet Motor, AFPM）因具有高效率、緊密結構與高轉矩密度等特性，吸引著工業界的注目，並已廣泛應用在電動車與飛輪儲能等系統上。在這些應用中，需要馬達平穩的運轉，以避免震動與噪音干擾，因此，精確的馬達模型與其控制器設計，使其性能優化是非常重要的。本文建立一個軸向磁通永磁馬達之模型並設計其向量控制器，首先推導此軸向磁通永磁馬達在三相靜止座標之數學模型，其中電磁轉矩方程式具有頓轉矩漣波，再利用PSIM模擬軟體所具備的電路元件、數學運算與轉移函數等功能來建構與驗證此模型，此模型具有三相電壓輸入端與負載轉矩輸入端，可以很方便直接地將此模型方塊連接到整體馬達驅動器的PWM變頻器；並做負載轉矩與馬達參數不準度和變化等整體馬達驅動器性能的評估與模擬，轉矩響應模擬結果並與利用ANSYS Maxwell有限元素分析法之結果做比較，以驗證其正確性。之後，進一步推導在同步旋轉座標之d-q軸模型，依此軸模型設計以轉子磁場為導向的向量控制器，包含PI解耦電流控制器與二自由度轉速控制器，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，並且馬達轉動慣量參數在 60 %的不準度時，仍有穩定的轉速響應，但在低轉速時可看出轉速響應上有明顯的漣波，是頓轉矩所造成，有待進一步設計更高階的控制器來消除此頓轉矩漣波效應。

作者:沈宗福、詹瑞麟、盧江溪、吳江龍、彭昌明、楊竣翔工廠馬達動力系統節能改善應用與2012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2012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，以作為國內廠商推廣馬達系統節能之參考。

作者:陳慧珠、鄭詠仁國際馬達能效管理現況與台灣推動措施

金屬雙極板具有低成本與高機械強度的特性，但是質子交換膜燃料電池的金屬雙極板因為操作在溫度較高的硫酸環境中，所以金屬板會遇到腐蝕的問題。透過雷射披覆碳膜於金屬雙極板上可提供抗腐蝕之保護。

作者:許晉謀、吳進發、東　高仁高精度RV減速機於複合雙驅式旋轉軸平台之應用

國內工具機已超越義大利，成為全球前三大出口國，為了提供國內工具機產業在兩軸頭關鍵模組的廣泛需求，未來將著重於發展高效能複合雙驅式旋轉軸驅動與控制系統平台技術，另一方面則將聚焦於提出能夠全面降低成本和提高效率的解決方案。

作者:陳志豪高速鑽孔攻牙中心機控制技術與實機應用開發

本篇旨在探討高速鑽孔攻牙中心機，除了需要加工路徑精準確，還需要的核心技術，高速剛性攻牙技術及熱溫升補償技術。高速剛性攻牙技術說明，從手動攻牙了解動作基礎，到CNC機台做剛性攻牙的技術要求及誤差，最後再實機驗證，及要追上國外技術，國內還需加強的重點。熱溫升補償技術說明，主要是確保機台在24小時運轉情形下，在內部、外部熱源的影響機台變形之下，還能夠利用軟體補償的方式，來確保加工精度。

作者:蔡孟勳、羅任添、粘濠偉、李建毅工業用串列通訊介紹-以EtherCAT協定為例

本文首先介紹常用之工業通訊協定並比較各種協定之性能，然後針對EtherCAT通訊進行詳細的介紹，其中包括整體架構、協定及各個功能模組的說明。透過整合DSP 28335與EtherCAT ET1100網路晶片，我們成功開發了具EtherCAT網路通訊之馬達驅動系統，並透過實驗驗證此驅動器系統能達到多軸馬達同步控制之目的。最後，為了驗證所開發的主站程式能夠應用於商用驅動器，我們介紹CANopen over EtherCAT（CoE）的概念，並以此概念撰寫主站通訊程式以成功地與具有EtherCAT模組的Yaskawa Σ-Ⅴ驅動器進行連線控制。

作者:蔡明發、曾仲熙、陳俊漢、楊竣翔同步磁阻馬達之單位電流最大轉矩控制器設計

同步磁阻馬達是一種同步機，比感應馬達有較高的能源轉換效率，它的轉子不像一般的永磁同步馬達安裝磁鐵，故不會有馬達因經年累月運轉造成轉子磁鐵磁性減弱的問題，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，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。精確的馬達模型及控制器設計，使其性能優化是非常重要的。

本文設計同步磁阻馬達的單位電流最大轉矩（maximum torque per ampere, MTPA）控制器，是向量控制器設計的延伸，得出d軸電流參考命令與q軸電流參考命令的關係，MTPA控制的q軸電流命令是由轉速控制器產生；d軸電流命令是q軸電流命令的負值，如此可得到最佳化的設計，提高效率。模擬結果顯示在相同的轉速命令與負載轉矩之下，在MTPA控制情況下，可得最小定子電流大小的值，因此是最佳化的設計，在加載情況下，對給予的轉速命令有理想的轉速與電流響應。

作者:吳昱勳、邱國麟、張正敏、彭昌明高效率感應馬達複合轉子材料設計

本研究旨在針對感應馬達轉子複合導體材料之製程與效率，轉子導體採用鋁與銅二種複合材料組成，研究過程中利用有限元素分析，探討鑄鋁以及銅鋁複合轉子對感應馬達電流密度與效率的影響，分別以鑄鋁及銅鋁複合製作馬達實體進行測試，最後對馬達的效率進行討論。

作者:黃雅琪永磁與磁阻馬達市場發展機會與挑戰

感應馬達具有低成本、環境耐受度高等優點，長期獨霸工業用馬達市場。然而，近年隨各國政府陸續提高馬達最低能效標準，以及國際電工會（International Electronics Committee, IEC）公布IE5標準，感應馬達逐漸面臨技術極限。近期國際大廠所發表效率滿足IE4、IE5的馬達產品，大多為永磁或磁阻馬達，顯見在高效率趨勢下，同步馬達市場商機已開始浮現。本文首先說明全球馬達MEPS政策趨勢，其次分析永磁與磁阻馬達優勢與挑戰、市場規模，以及廠商技術佈局動態，藉此一窺永磁與磁阻馬達市場與產業發展趨勢。

作者:詹瑞麟、沈宗福、吳江龍、盧江溪2017全球馬達節能推動現況與趨勢

作者:王明德磁力優化技術改善馬達耗能的關鍵

面對近年來世界各國貿易保護主義高漲，其最常運用的工具不外乎以「節能減碳」為名，築起非關稅壁壘，同時實施產業補貼政策。對於台灣以出口為主的電子電機產業而言，尤應緊跟此潮流，才不致淪為受制裁對象，還能順勢掌握各國政府補貼商機。對於多年來持續在台灣主導節能減碳技術發展的工研院而言，其不僅透過其專業服務團隊，深入各民間企業輔導節能，更已開發出薄型馬達、磁力優化等多項關鍵零組件與專利技術，可望擴散至馬達等相關產業。

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