近年來各國都在提倡節能減碳與提升各種能源使用率，而在提高能源效率的方法中，馬達絕對是佔比最大的電氣負載，因馬達廣泛地應用於各種家電與工業工具中，而和傳統有刷直流馬達相比，無刷直流馬達使用了電子電路換向裝置，取代了傳統有刷直流馬達的電刷及整流子，因此無刷直流馬達有無雜訊雜音、壽命長、免保養等優點。本論文旨在分析及設計使用量最大之小容量、高效率、高平均轉矩與低轉矩漣波的無刷直流馬達。
本研究以目前市場上主力產品作為研究對照組，探討應用於電動起子時之效率提升與改進方向，分析並改善使用於電動起子上之四極六槽直流無刷馬達，利用ANSYS Maxwell_2D進行磁路分析、頓轉轉矩分析、加載分析等，本文改變馬達極數與槽數，發現六極九槽馬達比四極六槽馬達，在各種性能上都有明顯的優勢，並在不改變馬達定子與轉子內外徑之條件下，採用田口實驗方法改善六極九槽馬達，以高效率、高平均轉矩、低轉矩漣波為目標，藉由直交表設計交叉實驗，由變異數分析選出最佳的馬達設計尺寸組合，先成功地在效率和平均轉矩數值上大幅提升；但在轉矩漣波並沒有明顯降低。再藉由改變S/N比權重係數比例，加強降低轉矩漣波趨勢，順利找出在提升效率、平均轉矩與降低轉矩漣波的表現都兼顧之馬達最適化設計組合。效率方面由四極六槽原型機76.5 %提升至86.49 %，平均輸出轉矩也從0.57 Nm上升到0.695 Nm，頓轉轉矩從0.095 Nm降低至0.045 Nm，轉矩漣波比從11.66 %下降到7.03%，因此可以有效降低啟動電流，減少能源浪費。

Recently, many countries are promoting about energy saving, carbon reduction and energy efficiency etc. projects. Motor has played an important role in increasing energy efficiency, since it has been widely used in all kinds of household appliances and industrial equipment. The fact that brushless dc motor (BLDC) has lower noise, longer lifespan and maintenance-free makes it superior to conventional brushed motor. The BLDC motor used the newer electronic commutation system to replace the brush and the commutators, commonly used in conventional brushed motor. The purpose of the thesis is to analyze and design a better BLDC motor with high efficiency, high average torque and low torque ripple performances.
The study is initiated to improve a four-poles six-slots BLDC motor used in the electric screwdriver. The mathematical model of motor was analyzed via ANSYS Maxwell_2D to understand the properties about the magnetic circuit, torque ripple and the load test. The newer six poles nine slots motor, better performances than four-poles six-slots motor, was proposed to enhance the six-poles nine-slots BLDC motor by Taguchi method, while maintaining the same geometric dimensions such as total volume, radiuses of the stator and rotor. The optimal structures with the maximum efficiency, maximum average torque and minimum torque ripple of the six poles nine slots BLDC motor were achieved using the analysis of variance method. However, the torque ripple has not be reduced yet. The modification of adjusting S/N ratio was aids to lower the torque ripple. The operating simulations proved that the newer design configuration of the motor would cause less power consumption and better performances.

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