臺灣博碩士論文加值系統

本論文旨在研究鼠籠式感應馬達對於不同轉子導體材料對於馬達特性之影響，實驗過程中分別以鑄鋁轉子以及鑄銅轉子對鼠籠式感應馬達進行安裝，並使用變頻器以相同的方式驅動兩顆感應馬達，在不同轉速條件下量測馬達的相電流以及輸入功率，並量測感應馬達於長時間運轉條件下之溫度變化，來分析轉子導體材料對感應馬達之影響。
本文主要選擇以2極、370 W之感應馬達進行實驗，分別以鑄鋁轉子及鑄銅轉子進行感應馬達之安裝，最後由實驗之結果得知，鑄銅轉子感應馬達在相同的轉速下的平均輸入功率為鑄鋁轉子感應馬達的93.3 %，而平均相電流大小則為97.8 %，且經由1小時的馬達無散熱風扇運轉實測，鑄銅轉子感應馬達之表面溫度較鑄銅轉子感應馬達低0.7 ℃。

In this thesis, the effect of different rotor conductor materials for the motor characteristics is studied. During the experiment, two induction motors are drived to measurement, a induction motor are installed by aluminum rotor and the other one is by copper rotor, and an inverter is used to drive them to operate at various speeds to measure the motor phase current as well as the size of the input power, and the measured induction motor in the long-term operation under conditions of temperature changes, to observe the rotor conductor material for induction motor.
A 2-pole, 370 W induction motor is choose, which installed by aluminum die-cast rotor and copper die-cast rotor induction motors respectively. By the experiment results, the average input power of die-cast copper rotor induction motor is 93.3 % to die-cast aluminum rotor induction motor, and the average phase current is 97.8 % to die-cast aluminum rotor induction motor. Finally, when motor operate one hour without cooling fan, the temperature of die-cast copper rotor induction motor is lower 0.7℃ than die-cast aluminum rotor induction motor.

中文摘要 ii
Abstract iii
謝 誌 iv
圖目錄 vii
表目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 國際馬達能源效率現況 4
1.3 論文架構 8
第二章 文獻探討 9
2.1 三相感應馬達簡介 9
2.2 定子與轉子構造及特性 15
2.3 鼠籠式感應馬達之損耗分析 21
第三章 實驗設計 25
3.1 鑄銅轉子與鑄鋁轉子之比較 25
3.2 實驗設計及規劃 28
3.3 實驗設備探討 33
第四章 實驗結果 37
4.1 馬達規格與實驗相關參數 37
4.2 馬達於各種轉速之測試結果 44
4.3 馬達工作溫度變化之測試結果 49
第五章 結論 55
5.1 結論 55
參考文獻 57

圖目錄
圖1-1 IEC60034-30馬達效率曲線圖 7
圖2-1 低壓三相鼠籠式感應馬達結構圖 10
圖2-2 定子鐵心實體圖 10
圖2-3 鼠籠式馬達轉子鐵心 11
圖2-4 鼠籠式馬達轉子導體 12
圖2-5 鼠籠式馬達轉子實體圖(鑄鋁轉子) 12
圖2-6 繞線式感應馬達 13
圖2-7 轉子電阻變動時對轉矩-速度曲線之影響 14
圖2-8 感應馬達定子常用槽形 15
圖2-9 深槽型轉子與其等效電路 16
圖2-10 雙鼠籠型轉子結構圖 17
圖2-11 各級鼠籠式感應馬達轉子剖面圖 18
圖2-12 各種轉子設計等級的轉矩-速度特性曲線 20
圖2-13 定子線圈滿槽率示意圖 22
圖3-1 馬達輸入功率及電流量測架構圖 29
圖3-2 馬達輸入功率及電流量測實驗流程圖 30
圖3-3 感應馬達側視圖 31
圖3-4 馬達溫度變化測試圖 32
圖4-1 感應馬達實體圖 37
圖4-2 感應馬達分解圖 38
圖4-3 鑄鋁轉子與鑄銅轉子實體圖 39
圖4-4實驗項目與馬達運轉時間關係圖 40
圖4-5 相電流量測實體圖 41
圖4-6 輸入功率量測實體圖 41
圖4-7 馬達位移量量測實體圖 42
圖4-8 變頻器之V/F曲線 43
圖4-9 銅轉子之啟動相電流 44
圖4-10 鋁轉子之啟動相電流 45
圖4-11 功率-轉速曲線圖 47
圖4-12相電流-轉速曲線圖 47
圖4-13 位移量-轉速曲線圖 48
圖4-14 鑄銅轉子感應馬達-5分鐘 50
圖4-15 鑄銅轉子感應馬達-30分鐘 50
圖4-16 鑄銅轉子感應馬達-60分鐘 51
圖4-17 鑄鋁轉子感應馬達-5分鐘 51
圖4-18 鑄鋁轉子感應馬達-30分鐘 52
圖4-19 鑄鋁轉子感應馬達-60分鐘 52
圖4-20 馬達散熱殼中心溫度曲線圖 54
圖4-21 馬達散熱殼末端溫度曲線圖 54
表目錄
表1-1 國內電力消費表 2
表1-2 IEC60034-30與各國馬達效率規範 6
表2-1 鼠籠式電應馬達轉子各級特性 20
表3-1各種金屬參數表 26
表3-2 轉速計規格表 34
表3-3 振動計規格參數表 35
表4-1 感應馬達銘牌規格參數表 38
表4-2 變頻器之設定參數 43
表4-3 功率及電流測試結果-鋁轉子 46
表4-4 功率及電流測試結果-銅轉子 46
表4-5 馬達溫度測試結果表 53

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