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研究生: 李瑤
Yao - Lee
論文名稱: 五相永磁式同步電動機分析及設計
Analysis and Design of Five-phase Permanent-magnet Synchronous Motors
指導教授: 黃仲欽
Jonq-chin Hwang
口試委員: 葉勝年
Sheng-nian Yeh
吳瑞南
Ruay-nan Wu
劉傳聖
Chuan-sheng Liu
王順源
Shun-yuan Wang
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 66
中文關鍵詞: 五相永磁式同步電動機槽開口比例磁鐵形狀
外文關鍵詞: five-phase permanent-magnet synchronous motor, slot-opening ratios, magnet shapes
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  • 五相永磁式同步電動機的優點為故障容忍度高、可分散驅動功率轉換器輸出電流、高可靠度及電機安全性。本論文提出20極, 22槽,內轉型五相永磁式同步電動機的設計。文中以有限元素磁路分析套裝軟體Maxwell-2D進行電勳機之磁路、頓轉轉矩及感應電動勢之分析。
    本文永磁式同步電動機定子的外徑為220mm,以定子為20槽,轉子的磁鐵為16極、18極、22極、24極,以及就不同的槽開口比例與磁鐵形狀作分析及比較,並以感應電動勢及其諧波含量為指標,以完成優化的設計。為簡化製作過程,定子採用全開口的槽。在原勳機轉速為600 rpm且加五相等效電阻負載每相為2 Ω下,發電機模式運轉實測得感應電動勢的相電壓基本波峰值為18.40 V,負載端電壓基本波峰值為16.97 V,相電流基本波峰值為8.16 A。由實測結果算得其每相等效電感為0.858 mH,與分析的等效電感0.833 mH相接近。


    The advantages of five-phase permanent-magnet synchronous motor (PMSM) are high fault tolerance, dispersible power converter output current, high reliability and electrical safety. This thesis presents the design of a 20- slot 22- pole inner-rotor type PMSG. Finite element software package, Maxwell-2D, is used to analyze the magnetic circuit, the cogging torque as well as the induced electromotive force (EMF).
    The proposed 20-slot PMSM has its outer diameter of 220 mm. Analysis is conducted for rotors with 16, 18, 22 and 24 magnetic poles. Various slot-opening ratios and magnet shapes are evaluated and compared to obtain high induced voltage as well as its low harmonic contents. To simplify the production process, full opening of the slots on stator is adopted. Driven at 600 rpm by prime mover and loaded with per-phase resistance of 2 Ω, the measured peak values of EMF and phase voltage are 18.40V and 16.97V, respectively, with the corresponding phase current of 8.16A. The calculated equivalent inductance per phase is 0.858mH, which is close to the analytic result of 0.833mH.

    中文摘要 III Abstract IV 誌  謝 V 目  錄 VVI 圖表索引 VIII 符號索引 XI 第一章 緒論 1 1.1 研究動機及目的 1 1.2 文獻探討 2 1.3 本文特色 3 1.4 本文大綱 4 第二章 五相永磁式同步電動機模式 5 2.1 前言 5 2.2 五相永磁式同步電機在五相系統的模式 5 2.3 五相永磁式同步電機的交-直軸模式 8 2.4 每相等效電感 9 2.5 結語 10 第三章 五相永磁式同步電動機的設計 11 3.1 前言 11 3.2 五相永磁式同步電動機槽、極數及其接線 12 3.3 定子槽部及磁鐵形狀設計 16 3.3.1 槽部形狀選擇 16 3.3.2 磁鐵形狀的決定 16 3.4 五相電動機的分析及性能 20 3.4.1 靜磁的分析 20 3.4.2 感應電動勢的分析 25 3.4.3 性能評估 25 3.5 結語 27 第四章 五相永磁式同步電動機製作及實測 28 4.1 前言 28 4.2 五相永磁式同步電動機的製作 28 4.3 五相永磁式同步電動機的實測 32 4.4 結語 36 第五章 結論及未來研究方向 37 5.1 結論 37 5.2 未來研究方向 38 參考文獻 39 附錄A 五相20槽22極永磁式同步電動機的材料選用 42 A-1 永磁式同步電動機的結構說明 42 A-2 線圈材料 43 A-3 鐵心材料 44 A-4 磁鐵材料 45 附錄B 五相20槽22極外轉式永磁式同步電動機模擬分析 48

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    無法下載圖示 全文公開日期 2019/07/30 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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