系統識別號 U0026-0908201010294600 論文名稱(中文) 永磁馬達特性快速檢測系統設計 論文名稱(英文) Design of a Fast Characteristics Measurement System for Permanent Magnet Motors 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 98 學期 2 出版年 99 研究生(中文) 吳建諭 研究生(英文) Chien-Yu Wu 學號 n1797110 學位類別 碩士 語文別 中文 論文頁數 76頁 口試委員 指導教授-蔡明祺口試委員-鄭銘揚口試委員-陳世樂口試委員-王明賢 中文關鍵字 永磁馬達  永磁馬達系統模型  永磁馬達參數估測  量測系統 英文關鍵字 permanent magnet motors  permanent magnet motor model  motor parameters  measurement system 學科別分類 中文摘要 永磁馬達具有體積小效率高等優點，需求量十分龐大；為了維持生產品質，得依賴馬達特性量測設備進行檢驗。由於傳統量測儀器測試時間冗長，不足以應付現今量產速率；本論文提出一套永磁馬達快速檢測系統，以符合產業界所需。 由於馬達特性量測技術已具有明確規範，故本論文於IEEE標準中分類比較出最具效益之量測方式，做為本論文量測系統主軸。從永磁馬達能量轉換著手，分析各種損失情況，重新定義永磁馬達系統模型。提出新式永磁馬達參數估測技術，可求得永磁馬達反電動勢常數、轉矩常數、損失轉矩、速度損失係數及慣量；搭配量測數據繪製馬達特性曲線圖，完成永磁馬達特性檢測。 本量測系統以LabVIEW為介面，加入偏差評估及錯誤判斷，具有自主審查功能。實驗採用三種不同類型之永磁馬達測試，證實本量測系統具有良好的適用性。將量測結果與其他量測方式進行比較，驗證本量測系統為凖確且可信。 英文摘要 Permanent magnet motors are highly demanded in industry for their distinct advantages such as high efficiency and small volume. For the purpose of quality management, measurement of motor characteristics is necessary to ensure the performance of motors. The traditional testing system, which requires long testing times, is unable to meet the industry’s needs for quick fabrication. Therefore, this thesis proposes a fast characteristics measurement system for permanent magnet motors, which is suitable for industry’s high production rate demands. Four types of IEEE standard test procedures were compared in this thesis, of which the most beneficial result was obtained from the measurement system. The definition of a new permanent magnet motor model with power loss condition was redefined, which is produced by the energy transformation. A novel technique for estimating the motor parameters, e.g., back-EMF constant, torque constant, torque loss, speed loss and inertia, was proposed. The motor characteristics can be calculated with the motor parameters and measurement data. The measurement system, whose interface is programmed by LabVIEW, possesses the function of deviation count and error logic. Three types of permanent magnet motors were utilized to verify the feasibility of the measurement system in the experiment. The effectiveness of the presented measurement system was verified as valid by comparing the estimated result with that of other measurement systems. 論文目次 目 錄 中文摘要 II 英文摘要 III 誌謝 V 目錄 VI 表目錄 IX 圖目錄 X 符號表 XIV 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 2 1.2 研究背景與文獻回顧 4 1.2.1 量測輸入法 4 1.2.2 加速度法 5 1.2.3 輸入法 6 1.2.4 直接量測法 6 1.2.5 轉子慣量 8 1.3 論文架構 10 第二章 永磁馬達系統架構分析 11 2.1 永磁馬達標準模型 12 2.2 永磁馬達損失分析 14 2.2.1 電壓降損 14 2.2.2 銅損 15 2.2.3 鐵損 16 2.2.3.1 磁滯損 16 2.2.3.2 渦流損 17 2.2.4 摩擦損 17 2.2.5 黏滯損 19 2.2.6 風損 19 2.3 永磁馬達模型建立與定義 21 第三章 永磁馬達參數與特性量測 24 3.1 永磁馬達參數估測 24 3.1.1 減速區分析 25 3.1.2 穩速區分析 26 3.1.3 加速區分析 27 3.2 永磁馬達特性量測 27 3.2.1 轉矩特性分析 27 3.2.2 輸出功率特性分析 29 3.2.3 輸入電流特性分析 30 3.2.4 輸入功率特性分析 31 3.2.5 效率特性分析 32 3.3 永磁馬達特性量測流程規劃 33 第四章 量測系統架構與實驗結果 35 4.1 實驗系統架構與軟硬體介紹 35 4.2 永磁馬達特性量測實驗結果 39 4.2.1 有刷直流永磁馬達 39 4.2.2 無刷永磁馬達 47 4.2.3 伺服馬達 52 4.3 永磁馬達特性量測系統實驗結果 54 第五章 永磁馬達特性量測系統驗證 56 5.1 永磁馬達系統參數驗證 56 5.1.1 產品規格比較 56 5.1.2 MATLAB模擬比較 58 5.1.3 慣量塊測試 61 5.1.4 已知慣量法比較 63 5.1.5 永磁馬達系統參數驗證結果 65 5.2 永磁馬達特性曲線驗證 65 5.3 永磁馬達特性量測系統驗證結果 68 第六章 結論與未來研究建議 70 6.1 結論 70 6.2 未來研究建議 71 參考文獻 72 自述 76 參考文獻 [1] 經濟部能源局，http://www.moeaec.gov.tw/。 [2] 薛乃綺，探討綠能環境風潮下車用馬達市場的發展前景，馬達科技數位學習網，馬達電子報，第382期，2010。 [3] IEEE Guide Test Procedures for Direct-current Machines, ANSI/IEEE Std 113-1985. 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