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研究生: 蔡孟諺
Tsai - Meng Yen
論文名稱: 田口法應用於感應馬達特性分析之研究
Analysis of Characteristics of Induction Motor with Taguchi Method
指導教授: 黃世欽
Shyh-Chin Huang
陳億成
none
口試委員: 蔡高岳
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 76
中文關鍵詞: 田口法感應馬達
外文關鍵詞: flux2D
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  • 本文主要是以有限元素軟體Flux2D輔助分析與改善單相感應馬達之特性。此馬達由北譯精機馬達製造公司所提供,其輸出扭矩小,且運轉時溫升快且高為其缺點,因此本文首先將針對該馬達之扭矩與溫度問題探討,利用Flux2D建構馬達之幾何構造及建立電路迴路,模擬分析馬達的溫度與扭矩特性,再變更原始設計之匝數、電容、氣隙(Airgap)與積厚等參數,將模擬所得到的結果,取其中的匝數設計變更與馬達實際測試結果比較,得到模擬與實測結果雖然在數值上有落差,但兩者趨勢相當,因此模擬結果具可信度與參考價值。最後配合田口氏實驗計畫法預估各種組合的溫度與扭矩值,以最少的實驗次數獲得理想之設計參數組合,並根據模擬與實測結果之趨勢,以內插法推估此組合的可能實測結果,依新參數所得之扭矩與溫度特性將有所改善。本研究提出Flux2D分析單相感應馬達特性分析與改善之方法,可為工業界對於馬達特性改善之應用。


    This research mainly analyses and improves the characteristics of a single-phase induction motor via finite element software Flux2D supplied by PEEI. Because the output torque of this motor is small but the temperature is rising fast, it is required to improve its torque output with relative low temperature rising. The research employs Flux2D to create geometry model of the motor, to set up the circuit, and to analyze the temperature and torsion characteristic of the motor, via changing primary factors such as the circles of winding, capacitor, airgap and thickness of the core. The simulated results were then compared with the experiment results. There is discrepancy between them but the trends of curve are very similar. The simulated results are hence of important reference. The improvement of torque and temperature is then studied. At last, with the Taguchi method, the best achievable values of temperature and torque are estimated. This research provides a method to the analysis and improvement of the motor characteristics by Flux2D. This method can be used by industry for identifying and modification of motor characteristics.

    摘 要 I ABSTRACT II 誌謝 III 目錄 V 圖表索引 VIII 符號說明 XII 第一章 緒論 1 1.1 相關文獻回顧 1 1.2 研究動機與目的 2 1.3 研究內容概述 3 第二章 單相感應馬達原理與構造 5 2.1 單相感應馬達簡介 5 2.2 雙旋轉磁場理論 7 2.3 單相感應馬達的啟動方式 9 2.4 扭矩與溫度之影響參數 16 第三章 FLUX2D簡介與馬達模型及參數建立 17 3.1 FLUX2D簡介 17 3.2 2IK6GNA單相感應馬達規格簡介 18 3.3 建構幾何模型 19 3.4 建立電路迴路 21 3.5 材料與參數設定 24 3.5.1 槽阻 25 3.5.2 末端電阻、末端電感 25 3.5.3 端環電阻、端環電感 28 第四章 FLUX2D模擬結果與實測比較 29 4.1 決定設計變更參數 29 4.2 設計變更參數:匝數 29 4.3 設計變更參數:電容 35 4.4 設計變更參數:氣隙 37 4.5 設計變更參數:積厚 39 4.6 匝數設計變更模擬結果與實測結果比較 41 第五章 田口法介紹與實際應用於馬達之設計 46 5.1 田口方法之介紹 46 5.2 田口法應用之流程 47 5.3 決定控制因子及其水準並選擇直交表進行實驗 47 5.4 S/N比及回應圖 52 5.5 決定最佳水準組合並預估其結果 65 5.5.1 貢獻率之計算 66 5.5.2 A1、A2與A3實驗之最佳水準組合 68 第六章 結論與未來研究方向 71 6.1 結論 71 6.2 未來研究方向 72 參考文獻 73 作者簡介 76

    [1] H. Huang, E. F. Fuchs and J. C. White, “Optimal placement of the run capacitor in single-phase induction motor designs,” IEEE Trans. Energy Conversion, Vol.3, No.3, Sept, 1988, pp.647-652.
    [2] E. Vassent, G. Meunier, J. C. Sabonnadiere, “Simulation of Induction Machine Operation Using Complex Magnetodynamic Finite Elements,” IEEE Trans. Magnetics, Vol.25, No.4, July 1989, pp. 3064-3066.
    [3] Edward Randolph Collins, “Torque and Slip Behavior of Single-Phase Induction Motor Driven from Variable-Frequency Supplies,” IEEE Trans. on Industry Applications, Vol. 32, No. 3, 1992, pp. 710-715.
    [4] E. Muljadi and T. A. Lipo, “Adjustable AC capacitor for a single-phase induction motor,” Industry Applications Society Annual Meeting, Vol. 29, No. 3, 1993, pp. 479-485.
    [5] H. L. Baek, K. G. Oh, K. M. Sung, Y. S. Lim, I. S. Cha and H. A. Park, ”Starting Characteristic by Auxiliary Winding Sequence Control for a Single-Phase Induction Motor,” IEEE Industrial Electronics, Control, and Instrumentation, Vol. 2, 1996, pp. 1222-1227.
    [6] A. H. Bonnett, “Reliability Comparsion Between Standard Energy Efficient Motor,” IEEE Tran. on Industry Applications, Vol. 33, No. 1, 1997, pp. 135-142.
    [7] Jose F. M. de Almeida, “Fuzzy Logic Based Maximum Torque Control for a Single-Phase Induction Motor,” IEEE Industrial Electronics Society, Vol.2 , 1999, pp. 619-624.

    [8] J. Faiz, M. Ojaghi and A. Keyhani, “PSPECE simulation of single-phase induction motors,” IEEE Trans. Energy Conversion, Vol. 14, No. 1, March 1999, pp. 86-92.
    [9] M. Enokizono and T. Miyazaki, “Study on torque improvement of single-phase induction motor by using FEM,” IEEE Trans. Magnetics, Vol. 35, No. 5, Sept. 1999. pp. 3703-3705.
    [10] H.T. Wang, Z.J. Liu, S.X. Chen and J.P. Yang, “Application of Taguchi Method to Robust Design of BLDC Motor Performance,” IEEE Trans. Magnetics, Vol. 35, No. 5, Sept. 1999. pp. 3700-3702.
    [11] 林浤偉、王寶鋒、張永華、陳功,田口法應用於永磁同步馬達之控制器設計,中正嶺學報,第三十三卷,第一期,民國93年11月。
    [12] S. Williamson and C. I. McClay, “Optimization of the Geometry of Closed rotor Slots for Cage Induction Motors,” IEEE Trans. on Industry Applications, Vol. 32, No.3, 1996, pp. 560-568.
    [13] R. W. Fei, “Design and Test Analysis of Single-Phase Induction Motors with 4-8 Pole Common Winding,” IEEE Tran. on Industry Applications, Vol. 31, No. 6, 1995, pp.1437-1440.
    [14] 張英彬、曹登發、曾相彬著,電機機械,文京圖書有限公司,2000。
    [15] 程福秀譯,感應電動機設計與製造,五洲出版社,1976。
    [16] 許溢适譯,實用電動機設計手冊,文笙書局,1996。
    [17] 陳金全著,感應電動機設計及工作法,大中國圖書公司,1967。
    [18] 劉克琪著,實驗設計與田口式品質工程,華泰書局, 1985。
    [19] 李輝煌著,田口方法-品質設計的原理與實務,高立圖書有限司, 2000。
    [20] 張嘉銘,開關式磁阻馬達的設計與特性分析,逢甲大學電機工程學系碩士班碩士論文,民國93年6月。
    [21] 簡旭佑,嵌入式永磁馬達的設計與分析,逢甲大學電機工程學系碩士班碩士論文,民國93年6月。
    [22] 陳恭賜,單相感應發電機與單相感應馬達之特性分析,國立成功大學電機工程研究所碩士論文,民國91年7月。

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