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分段式定子軸向馬達之矽鋼片捲繞設計
作者 李泓毅、蔡明祺、謝旻甫、黃柏維
摘要 在環保與健身的風潮下,騎乘電動自行車可以同時兼顧減少碳排放與日常運動的訴求。電動自行車的輪轂(In-Wheel)馬達外型扁平,適合採用軸向磁通永磁馬達(Axial Flux Permanent Magnet Motor, AFPMM)的設計,並且可以利用無軛鐵分段式定子(Yokeless And Segmented Armature, YASA)的構型降低馬達重量並提升扭矩。 本研究提出將矽鋼片捲繞的設計,把矽鋼片應用在YASA馬達的鐵芯之中,改變以往使用矽鋼片的方法。相較於其他導磁材料,高飽和磁通密度以及分層堆疊的特性,可以降低電流消耗、減少鐵損,將捲繞的設計用於直驅式輪轂馬達,可以提升電動自行車的續航力。 為了將各個分段定子準確組裝結合,本研究提出利用定子靴部的外型設計,將結構組合並降低齒槽扭矩。本研究運用捲繞的方法,測試不同厚薄的矽鋼片捲繞結果,最後結合導磁靴部設計,將捲繞的矽鋼片鐵芯組裝成馬達,以實測確認捲繞設計的馬達性能。
關鍵字 捲繞矽鋼片、分段式定子、輪轂馬達