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系統識別號 U0026-0812200915203962
論文名稱(中文) 直驅式輪轂馬達於輕型電動機車之整合設計
論文名稱(英文) Integrated Design of Direct-Drive Wheel Motor for Light Electric Scooters
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 機械工程學系專班
系所名稱(英) Department of Mechanical Engineering (on the job class)
學年度 97
學期 2
出版年 98
研究生(中文) 王伯恭
研究生(英文) Po-Kung Wang
電子信箱 n1795110@mail.ncku.edu.tw
學號 n1795110
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 74頁
口試委員 口試委員-黃世杰
口試委員-鄭銘揚
指導教授-蔡明祺
中文關鍵字 直驅式輪轂馬達  輕型電動機車 
英文關鍵字 Direct-Drive Wheel Motor  Light Electric Scooters 
學科別分類
中文摘要 直驅式輪轂馬達結構為馬達轉動件與輪圈整合一體之設計,由於直接傳動無需其它變速或傳動機構,所以稱作直驅式,特色是輕量化、效率高,因此適合應用於輕型電動機車。
有鑑於馬達設計流程繁複,本論文規劃一套設計流程,以輕型電動機車行車需求設計馬達性能,整合負載分析做為設計馬達性能的依據,評估電量使製造成本與使用需求維持合理性,選擇能真正提供電動機車的特性需求的馬達種類進行理論計算、建模分析與實物圖面製作,確保設計需求能落實於產品最終性能上。CAD的應用與FEA模擬分析結合,不但加快馬達設計效率,有效分析馬達性能額定點,而且垂直整合馬達設計模組成為一套完整設計流程。
英文摘要 This thesis presents a design procedure for direct-drive wheel motor on light electric scooter applications. The direct-drive wheel motor integrates the motor rotor and wheel to form a power unit, which has the advantages of light weight and excellent efficiency. Such types of motors can directly transmit power without any mechanical transmissions and hence it is suitable to be applied in light electric scooters.
Due to the complication of the electric motor design, this thesis develops a design flow for the electric motor performance to satisfy the driving requirement of light electric scooters. It not only integrates the load analyses, but also estimates the power consumption so as to balance the manufacturing cost and demand for light electric scooters. Additionally, the proposed design flow provides the choices of the type of electric motor for light electric scooters, theoretical calculations, model establishments, and prototype with designing draft to ensure the realization of the motor performance. In conclusion, this design flow accelerates the motor design process and the analyses of rated power in electric motors through the extensible application of CAD and finite element analysis (FEA) which provides a good reference of a complete design procedure for motor designers.
論文目次 中文摘要 …………………………………………………… Ⅰ
英文摘要 …………………………………………………… Ⅱ
誌謝 ………………………………………………………… Ⅲ
目錄 ………………………………………………………… Ⅳ
表目錄 ……………………………………………………… Ⅵ
圖目錄 ……………………………………………………… Ⅶ

第一章 緒論 ……………………………………………… 1

1.1 前言 ………………………………………………… 1
1.2 研究動機與目的 …………………………………… 4
1.3 論文架構 …………………………………………… 6

第二章 輕型電動機車的說明與探討 ………………… 7

2.1 電動機車的分類與介紹 …………………………… 7

2.1.1 輕型電動機車等級規格 ………………………… 8
2.1.2 輕型電動機車驅動方式 ………………………… 9

2.2 輕型電動機車性能規格的決定 …………………… 11

2.2.1 性能規格設計流程 ……………………………… 11
2.2.2 基本規設定 ……………………………………… 12
2.2.3 馬達功率決定 …………………………………… 13
2.2.4 電量評估 ………………………………………… 19
2.2.5 整車性能規格設定 ……………………………… 25

2.3 輕型電動機車問題探討 …………………………… 26

第三章 直驅式輪轂馬達於輕型電動機車的評估 … 28

3.1 馬達應用種類 ……………………………………… 28

3.1.1 同步馬達 ………………………………………… 29
3.1.2 非同步馬達 ……………………………………… 32

3.2 直驅式輪轂馬達介紹 ……………………………… 34
3.3 評估直驅式輪轂馬達的結構類型 ………………… 36

第四章 直驅式輪轂馬達結構設計 …………………… 39

4.1 設定性能規格,決定馬達參數設計值 …………… 41
4.2 磁路分析,決定設計尺寸 ………………………… 43
4.3 繞組設定,決定性能表現 ………………………… 49
4.4 公差幾何分析,評估性能落差 …………………… 52

第五章 系統化整合設計 ………………………………… 54

5.1 CAD設計、連結與發佈 …………………………… 55
5.2 CAE模擬分析 ……………………………………… 60
5.3 測試結果 …………………………………………… 67

第六章 結論與建議 ……………………………………… 70

參考文獻 …………………………………………………… 72
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