馬達智財聯盟 Motor Intellectual Property Alliance

無轂環驅式推進器之整合設計與實現

作者	葉雨涵、謝旻甫、陳政宏
摘要	本論文主要目的在於針對抗流型多功能水下遙控載具（Remotely Operated Vehicle, ROV），研發高性能推進系統，並以無轂環驅式推進器(Hubless Rim-driven Thruster)為目標，以系統化方法設計其螺槳及驅動馬達，達成電機控制、流力性能與機械結構之推進器整合設計。本論文利用螺槳升力線理論設計螺槳幾何，並以磁路理論設計無刷直流馬達結構，藉由疊代整合上述兩者，以求得最佳化設計。此設計結果輔以流場有限元素軟體Star-CD及電磁場有限元素軟體ANSOFT Maxwell模擬分析。最後進行無轂環驅式雅進器原型機之實測，以驗證所設計結果。無轂環驅式推進器設計目標為：當輸入電壓310V，推進器轉速可達到2000rpm,並在船速2.06m/s時，整體推進器輸出推力266N；而馬達設計規格為：在上述轉速下，可輸出功率2.5kW、輸出轉矩13.9N-m之三相16極15槽無刷直流馬達。整體而言，本研究建立一套完整有效之無轂環驅推進器研發流程，亦將螺漿幾何、馬達細部尺寸及推進器組件實體機構化，以實驗量測螺漿性能及馬達性能，量測結果符合雅進器整合理論設計，達成推進器整合設計研發之目的。
關鍵字	馬達設計；螺槳設計；永磁直流無刷馬達；無轂環驅式縲槳；環驅式推進器