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研究生:王翊仲
研究生(外文):Yi-Chung Wang
論文名稱:應用於柴油引擎啟動機之混合激磁型 直流馬達特性分析與設計
論文名稱(外文):Analysis And Design of Hybrid Excitation DC Motor Used on Diesel Engine
指導教授:蕭弘清蕭弘清引用關係
指導教授(外文):Horng-Ching Hsiao
口試委員:王順源胡能忠蕭鈞毓
口試委員(外文):Shun-Yuan WangNeng-Chung HuChun-Yu Hsiao
口試日期:2019-07-31
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:電機工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2019
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:91
中文關鍵詞:啟動馬達有限元素法混合激磁型馬達輸出功率功率密度
外文關鍵詞:Starter MotorFinite Element Analysis MethodHybrid Excitation MotorOutput PowerPower Density
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本論文先以市售之應用於柴油引擎起動機之串激式直流馬達進行還原,發現與廠商實測結果有誤差;遂而提出一永磁式直流馬達進行比較,發現兩者模擬結果皆與實測存在誤差。推測可能原因為減速機之機械損導致,因此透過理論計算得到減速機之效率,並與有限元素分析軟體之馬達模擬結果搭配,以更貼近實測結果。
本論文在不改變體積之條件下以提升輸出功率為目標,對串激式、永磁式及混合激磁型直流馬達做設計,並對其輸出功率、功率密度、馬達重量及材料成本進行評估。
根據有限元素分析軟體模擬結果,永磁式直流馬達相較於原本串激式直流馬達,其最大輸出功率提升1.12 kW、功率密度提升1.15倍、馬達重量下降0.6 kg、材料成本減少2.02 USD;混合激磁型直流馬達相較於原本串激式直流馬達,其最大輸出功率提升1.39 kW、功率密度提升1.18倍、馬達重量上升0.12 kg、材料成本上升4.37 USD。
The simulation of the commercially available series-excited DC motor for diesel engine starter was proposed at the first of this thesis. It was found that there is an error between the simulation results and the measured results by the manufacturer, therefore a simulation of the permanent magnet DC motor is proposed for comparison, and we confirmed that the errors do exist in both experiments.
It is speculated that the possible cause is due to the mechanical loss of the reducer, so the efficiency estimation of the reducer was proposed to increase the precision of the motor simulation results with the finite element analysis software.
The thesis discussed ways to improve the output power without changing the volume. We compared the electric performances among three DC motor structures, thus series exciting, permanent magnet; and hybrid exciting.
According to the finite element analysis software simulation results, the output power of the permanent magnet DC motor has increased 1.12 kW, a power density has risen 1.15 times, a motor weight reduction is 0.6 kg, and a material cost reduction is 2.02 USD. Comparing with the original series DC motor, the excitation type DC motor has increased the maximum output power of 1.39 kW, a power density has risen 1.18 times, a motor weight increase of 0.12 kg, and the material cost increase of 4.37 USD.
目錄
摘要 I
ABSTRACT II
目錄 III
圖目錄 VI
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 1
1.3 文獻回顧 2
1.4 論文大綱 5
第二章 直流馬達介紹 6
2.1 前言 6
2.2 直流馬達結構 6
2.2.1 機殼 7
2.2.2 主磁極 7
2.2.3 電刷 8
2.2.4 換向器 8
2.2.5 鐵心 10
2.3 電樞繞組 10
2.3.1 極距與線圈節距 10
2.3.2 複分數(multiplex) 11
2.3.3 並聯路徑數 12
2.3.4 疊繞與波繞 13
2.3.5 髮夾式扁銅線(hairpin winding) 14
2.4 直流馬達原理 15
2.4.1 反電動勢公式 15
2.4.2 轉矩公式 16
2.4.3 等效磁路 17
2.5 結語 20
第三章 行星齒輪減速機 21
3.1 行星齒輪結構 21
3.2 行星齒輪效率 23
3.2.1 齒輪之嚙合 24
3.2.2 滑動速度(sliding velocity) 25
3.2.3 摩擦係數 26
3.2.4 齒輪嚙合效率 27
3.3 效率計算 28
3.4 結語 30
第四章 直流馬達原型機之有限元素法建模與分析 31
4.1 前言 31
4.2 原型機規格 31
4.2.1 幾何結構 32
4.2.2 原型機材料 34
4.2.3 電路設計 36
4.3 有限元素法軟體分析 37
4.3.1 馬達建模 37
4.3.2 馬達磁路分析 38
4.3.3 馬達特性分析 40
4.3.4 原型機輸出特性模擬與實測比較 40
4.4 永磁式直流馬達 43
4.4.1 幾何結構 44
4.4.2 馬達建模 45
4.4.3 馬達特性分析 46
4.4.4 永磁式直流馬達輸出特性模擬與實測比較 46
4.5 結語 49
第五章 混合激磁型直流馬達介紹 50
5.1 前言 50
5.2 混合激磁型直流馬達原理 50
5.2.1 混合激磁型直流馬達之結構設計與組成 50
5.3 新型機規格 51
5.3.1 磁鐵尺寸決定 51
5.3.2 幾何結構 53
5.4 有限元素法軟體分析 54
5.4.1 馬達建模 54
5.4.2 馬達磁路分析 54
5.4.3 馬達特性分析 55
5.4.4 氣隙磁通密度分析 57
5.5 結語 61
第六章 馬達效益評估 62
6.1 前言 62
6.2 功率密度比較 63
6.3 馬達重量與成本比較 64
6.3.1 馬達結構重量分析 64
6.3.2 馬達結構成本分析 68
6.4 效能提升評比 69
6.5 結語 70
第七章 結論與建議 71
7.1 結論 71
7.2 建議與未來研究方向 72
參考文獻 73
作者簡介 76

參考文獻
[1]http://www.taipower.com.tw/,台灣電力公司,104年台電系統發電量佔比。
[2]行政院環保署,交通工具空氣汙染物排放標準,民國105年。
[3]紀翔瀛,從汽車輕量化探討汽車扣件發展趨勢,金屬中心,民國104年10月。
[4]https://www.nytimes.com/2012/10/12/automobiles/for-lightweight-cars-a-race-among-steel-aluminum-and-carbon-fiber.html?_r=0, The New York Times, For Lightweight Cars, a Materials Race, Oct. 11, 2012.
[5]http://www.saecce.org.cn/CN/newsDetail/?id=45,中國汽車工程學會年會暨展覽會,新材料、新技術助推汽車輕量化新未來!,民國107年6月9日。
[6]https://www.shop2000.com.tw/sunhuatravel/product/p20517166,內燃式引擎簡介。
[7]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9B%E5%86%B2%E7%A8%8B%E5%BE%AA%E7%8E%AF,維基百科,四行程循環。
[8]http://electricinfo16.blogspot.com/2015/08/electrical-motor.html, Electrical Information.
[9]https://www.quora.com/What-are-the-main-parts-of-a-DC-generator-and-their-functions, Quora.
[10]劉祐維,電動車窗用永磁有刷直流馬達之設計與分析,逢甲大學電機工程系碩士論文,民國102年6月。
[11]https://www.nidec.com/zh-CN/technology/rd/innovative_motor/?prt=1,日本電產株式會社,革新馬達的基礎技術。
[12]http://www.ihsin.com.tw/IMAGE/pdt.htm,億新精機廠。
[13]黃銘,電工機械,台科大圖書股份有限公司,民國98年6月。
[14]汪永文、劉啟欣,電工機械I,龍騰文化出版社,民國104年。
[15]連勝元,直流電機總整理,五南出版社,民國六十三年。
[16]Dae-Sung Jung, Yong-Ho Kim, Un-Ho Lee and Hyeoun-Dong Lee, "Optimum Design of the Electric Vehicle Traction Motor Using the Hairpin Winding," IEEE 75th Vehicular Technology Conference, May. 2012.
[17]https://www.myodesie.com/wiki/index/returnEntry/id/3032, Odesie.
[18]呂理雄、何文德,電機設計,全華出版社,民國88年。
[19]D. C. Hanselman, brusheless permanent magnet motor design. The Writers’ Collective, 2003.
[20]http://www.delcoremy.com/find-a-part/product-details/8200308, 39MT New Starter.
[21]林英隆,行星齒輪傳動機構簡介及運動分析,台灣發展研究院智能機器人研究所,民國99年。
[22]張哲誌,行星齒輪傳動機構簡介及運動分析,精密機械研究發展中心,民國99年。
[23]蔡有藤、黃澤世、范晉瑞,行星齒輪傳動機構運動分析,2016精密機械與製造科技研討會論文集,德霖技術學院機械系,民國105年。
[24]http://benchtophybrid.com/PG_Efficiency.html, Efficiency of Planetary Gearsets.
[25]郭曉薈,正齒輪對與行星齒輪系之傳動效率分析與測試,國立虎尾科技大學機械與機電工程研究所碩士論文,民國101年。
[26]https://khkgears.net/china/pdf/%E9%BD%BF%E8%BD%AE%E6%8A%80%E6%9C%AF%E8%B5%84%E6%96%99.pdf,小原齒輪工業,齒輪技術資料。
[27]Earle Buckingham, Analytical Mechanics of Gears, McGraw-Hill, 2011.
[28]日本工業規格,「電気機械用ブラシの寸法」JIS C2802-2003。
[29]V. Pugačevs and J. Dirba, "Design Optimization of Cylindrical Magnetic Coupler Based on Calculations of Magnetic Field", Riga Technical University Faculty of Power and Electrical Engineering Institute of Power Engineering, 2015.
[30]兵器工業無損檢測人員技術資格鑑定考核委員會,常用鋼材磁特性曲線速查手冊,機械工業出版社,2003年6月。
[31]Nippon Steel Corporation, "Non-Oriented Electrical Steel Sheets."
[32]Eclipse Magnetics, "Sintered Neodymium Iron Boron (NdFeB) Magnets."
[33]E. Spooner, S. A. W. Khatab and N. G. Nicolaou, "Hybrid excitation of AC and DC machines," Fourth International Conference on Electrical Machines and Drives, pp. 48-52, 1989.
[34]U. K. Mudhigollam, U. Choudhury and K. Hatua, "A new Rotor Excitation Topology for Hybrid Excitation Machine," IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems (PEDES), pp. 1-6, 2016.
[35]Z. Chen, Y. Sun, and Y. Yan, "Static characteristics of a novel hybrid excitation doubly salient machine," International Conference on Electrical Machines and Systems, vol. 1, pp. 718-721, 2005.
[36]H. Zhang, Q. Li, Z. An and R. Tang, "Theory and design of hybrid excitation permanent magnet synchronous generators," Proceedings of the Fifth International Conference on Electrical Machines and Systems, vol. 2, pp. 898-900, 2001.
[37]趙朝會、張卓然、秦海鴻,混合勵磁電機的結構及原理,科學出版社,2010年3月。
[38]簡廷宇,小容量永磁無刷直流馬達之最佳化設計,國立臺灣科技大學電機工程系碩士論文,民國105年。

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