臺灣博碩士論文加值系統

本論文主旨是設計符合電動機車使用之馬達與無段變速系統(Continuously Variable Transmission, CVT)共構的普利盤馬達，此普利盤馬達特性在於離心力造成普利珠外甩，使得外轉子位移，進而造成外轉子磁鐵與定子矽鋼片重疊的位置有所變化，致使轉速也跟著變化，在此設計下轉速除受電流影響外，也受外轉子位移影響，再加上透過CVT的無段變速，讓普利盤馬達對於不同外加施力自動做出機械性的轉速與扭力調整。
本論文先針對普利盤馬達在無裝置CVT後端負載狀況下，量測普利盤馬達的位移、電流、以及轉速間的關係並進行分析，再進一步針對普利盤馬達於裝置CVT後端負載後，量測CVT前端普利盤馬達位移量、CVT前後端轉速、以及電流間的關係並進行分析，最後，針對CVT後端在加有外力的狀況下，量測CVT前端馬達轉速、CVT後端轉速、以及電流間的關係並進行分析。
依據量測結果驗證，本論文所提之普利盤馬達，不需靠電控方式，僅靠機械構造利用離心力外甩內部普利珠即可讓外轉子產生位移，而結合CVT系統後，除了有無段變速功能外，也會因應外加施力的不同，產生不同的扭力輸出。

This thesis aims at designing a Pulley plate motor that is co-constructed with the continuously variable transmission (CVT) system of motorcycle. The centrifugal force from the steel balls in the Pulley plate forces the rotor to move outwards, decreasing the overlapping area between rotor’s magnets and the stator and increasing the rotor’s speed. The speed of Pulley plate motor now can be controlled not only by the input current but also by the displacement of the rotor. Furthermore, with the help of CVT, the speed and torque of the presented Pulley plate motor becomes more adaptive to the load than those of the other commercial motors of electric motorcycles.
In this thesis, the relationships of speed vs. current and rotor displacement vs. speed were tested and analyzed first under the condition that the CVT rear plate is not mounted on the Pulley plate motor. More tests were conducted and analyzed after the CVT rear plate was mounted on the Pulley plate motor: speeds of front and rear ends vs. current and rotor displacement vs. current. Different external mechanical torques were also applied to the CVT rear end of the presented Pulley plate motor to measure the relationships of CVT front-end/rear-end speeds vs. current.
According to the test results, the presented Pulley plate motor is able to have rotor displacement without using any electrical control method, just with the mechanical centrifugal force from the steel balls in the Pulley plate motor. Co-constructed with CVT, this Pulley plate motor not only has the ability of continuously variable transmission, but also can adaptively provide different torques for different external loadings.

致 謝 2
摘要 3
Abstract 4
目錄 5
表目錄 8
圖目錄 9
圖目錄 9
第一章 緒論 13
第一章 緒論 13
1.1 研究動機與目的 13
1.2 文獻回顧 14
1.3 研究步驟 15
1.4 市面上電動機車 16
1.5 優缺點比較 18
1.6 論文架構 21
第二章 機車動力結構 22
2.1 機車動力構造 22
2.2 機車動力(傳動) 24
2.3 CVT元件功用 28
2.3.1 普利盤、普利珠、風葉盤及壓板 28
2.3.2 開閉盤 29
2.3.3 離合器 30
2.3.4 大彈簧 31
2.4 小總結 32
第三章 永磁式直流電動機特性 33
3.1 轉矩特性曲線 34
3.1.1 分激式電動機之轉矩特性 34
3.2 轉速特性曲線 36
3.3 永磁式電動機各元件特性 37
3.3.1 磁鐵材質 37
3.3.2 鐵心材質 38
3.3.3 定子槽數、相數及永磁極數的選擇 39
3.3.4 繞組線材選用 40
3.3.5 集中式繞組與分佈式繞組 40
3.4 小總結 44
第四章 實体設計與性能測試 45
4.1 設計條件 45
4.1.1 條件一：電池 45
4.1.1 條件二：體積 45
4.1.3條件三：極速 46
4.1.4條件四：地形 46
4.2 電池 46
4.2.1 鉛酸蓄電池 47
4.2.2 鋰電池 48
4.2.3 鋰離子電池 51
4.2.4 鎳鎘電池 51
4.2.5 鎳氫電池 52
4.2.6 質子交換膜燃料電池 53
4.3 設計構想 54
4.4 實際設計與製作 55
4.4.1 外轉子套筒 56
4.4.2 抵板 60
4.4.3 軸心 61
4.4.4 支架 62
4.5 測試 63
4.5.1 無裝置CVT後端負載 67
4.5.2加裝CVT後端負載及有外力狀況下之測試 70
4.6 小總結 81
第五章 結論與未來展望 82
5.1 結論 82
5.2 未來展望 83
參考文獻 84
附件 86

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