馬達智財聯盟 Motor Intellectual Property Alliance

高扭矩密度對沖式伺服馬達設計

作者	何冠德、謝旻甫、黃柏維
摘要	隨著工業自動化的發展，機械手臂等生產設備需求增加，因此伺服馬達的用量與日俱增，對其性能之要求亦愈來愈高。其中轉矩特性、操作區間，乃至於體積大小與重量等，皆為伺服馬達之重要指標。在此需求下，如何提升馬達之轉矩密度與操作區間將是伺服馬達產業一大課題。本文透過對沖式馬達轉子結構，利用其高磁束集中因數之特性，來改變馬達磁、電裝載之分配，以縮小馬達體積，提升其轉矩密度。本文首先探討對沖式馬達之磁路特性，針對馬達高磁束集中與高漏磁比例特性進行優化，並探討其非線性飽和現象及其對馬達設計的影響，以提出設計修正，提高設計精準度。此外，在對沖式馬達之設計中，磁路的降漏磁設計會影響馬達之結構強度，故本文導入磁固耦合模擬，以確認馬達之結構強健度，並根據馬達磁路與結構等參數提出整體設計流程，以有效率且精準的設計出高扭矩密度對沖式伺服馬達。最後再以有限元素模擬搭配實作加以驗證馬達之設計。
關鍵字	對沖式馬達、漏磁量化、高扭矩密度、磁束集中因數、磁固耦合模擬