馬達智財聯盟 Motor Intellectual Property Alliance

永磁無刷馬達電磁力與振動之研究

作者	陳航生、蔡明祺
摘要	近年來，隨著人們對生活品質的要求提昇，創造舒適的生活空間一直是家電與馬達業者所努力的目標，而馬達之振動噪音也因此逐漸受到重視。本論文針對電磁力對於永磁無刷馬達振動之影響進行研究，包含四個主要的研究議題，分別為：一、切線電磁力；由於切線方向電磁力之擾動易造成輸出轉矩不穩定，進而形成轉矩漣波、造成馬達振動。本項研究針對永磁無刷馬達之反電動勢波形，進行實利與分析，並提出雙段（Two-segment）轉子結構，可降低頓轉扭矩，並消除反電動勢高次諧波，以減少轉矩漣波之產生。二、徑向電磁力；此電磁力沿著半徑方向直接作用於馬達定子與轉子，易於馬達運作時，造成馬達形變而引起振動。由於徑向電磁力深受馬達結構影響，本研究則以定子細部尺寸做變化，以電磁力執跡圖觀察馬達運轉時，定子之受力狀況，並找出可降低馬達征向電磁力，仍能維持額定轉矩輸出之最佳尺寸。三、馬達偏心；此為馬達製造上常見的問題，造成馬達機械與電氣之不平街，進而使馬達振動。本論文則針對馬達偏心程度的不同，分析轉矩漣波及徑向力之變化，並採用不同燒組連結方式以降低轉矩漣波，同時分析馬達各項電氣參數，以了解馬達偏心對性能所造成的影響。四、馬達對稱與不對稱結構；由於馬達切線與控向電磁力皆影響馬達振動量，因此分別針對對稱與不對稱之馬達結構，進行轉矩漣波與柱向電磁力分析，並模擬與實測馬達之振動大小，以釐清真正主要影響馬達振動的電磁力。
關鍵字	永磁無刷馬達、切線力、徑向力、靜態偏心、馬達振動