作者:黃仲欽、高瑋澤、吳家驊、李瑤、許家章、劉佳恩五相永磁式同步電動機的設計與驅動器研製
五相永磁式同步電動機的優點為故障容忍度高、可分散驅動功率轉換器輸出電流、高可靠度及電機安全性。文內提出20極22槽,內轉型五相永磁式同步電動機的設計,其定子的外徑為220 mm。並以有限元素磁路分析套裝軟體Maxwell-2D進行電動機之磁路、頓轉轉矩及感應電動勢之分析,完成優化的設計。定子採用全開口的槽,可簡化製作過程。
五相永磁式同步電動機之驅動系統,其功率轉換器採用五相五臂型變頻器,控制策略以線性霍爾效應元件偵測轉子角位置信號,並利用數位霍爾效應元件的信號作轉速之估測。此外,本文內所述之系統亦藉電流感知器偵測相電流,且以上述的回授信號完成轉速及各相電流閉迴路控制,提高轉速響應、降低電流諧波含量與增進系統效率。本文採用32位元數位信號處理器TMS320F28069作為控制核心,在驅動系統中,轉速及相電流控制策略皆由軟體完成。本系統之直流鏈輸入電壓為70 V,在轉速800 rpm及電磁轉矩8.16 Nm時,整體效率為84.4 %,電流總諧波失真率為1.47 %,實測結果驗證了本文控制策略的可行性。