陽毅平臺灣大學：機械工程學研究所廖碩鯤Liao, Shuo-KunShuo-KunLiao2007-11-282018-06-282007-11-282018-06-282006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/61577　　本研究目的為改善馬達各項性能表現，提升輸出扭力、拓寬運轉範圍並增進效率。並根據電動車輛的動力需求，嘗試規劃出一套最適合的控制策略，以提升車輛的整體性能。 文中針對實驗室研發的直驅式軸向磁通直流無刷馬達，主要提出三種方式來改善馬達性能。第一，使用反電動勢作為驅動電流波形以得到最大的輸出力矩。第二，藉由馬達繞組串並聯的切換來滿足行車時低速與高速下不同的動力需求。最後，使用激磁相位超前角達到弱磁控制的效果，其定功率的操作使馬達的轉速範圍再一次得到延伸。 本文中的實驗數據是經過實驗設計得來的結果，實驗導入統計中隨機化與重複的觀念，目的是為了消除外來因子造成的影響並得到實驗誤差之估計值，而賦有統計意義的實驗結果將更為精確與可靠。The objective of this research is to improve the performance of axial-flux wheel motor. We attempt to scheme out a set of control strategy to maximize the driving torque, rated speed and efficiency. This optimal performance control strategy composes of three parts. First, the driving current waveform is proven to be the same as the back EMF to produce maximum torque. Second, the series and parallel connections of motor windings constitute various gears. The low speed or accelerating operation consumes larger current while the high speed or crusing mode needs higher voltage but less current. With appropriate electric gearshift on motor windings, one can fulfill these driving conditions. Last, the back EMF can be reduced by adjusting advanced conduction angle. Thus the motor operating region extends once again and leads to achieve constant-power operation. In this paper, the experimental data are obtained carefully as the result of design of experiments. Randomization and replication are adopted to average out the effects of extraneous factors and obtain an estimate of the experimental error. With the concept of statistics, the experimental results will be more accurate and reliable.致謝 I 中文摘要 II Abstract III 目錄 IV 圖表目錄 VI 符號說明 IX 第1章 導論 1 1-1 研究動機與目的 1 1-2 文獻回顧 2 1-3 章節摘要 8 第2章 電動汽車直驅式馬達介紹 11 2-1 車輛規格與動力需求 11 2-2 馬達設計製造參數 15 2-3 馬達幾何結構與規格 17 第3章 驅動與控制系統 24 3-1 整體架構 24 3-2 電流型驅動器 25 3-2-1 全橋驅動電路 26 3-2-2 保護電路 29 3-2-3 隔離電路 32 3-3 數位控制器 34 3-3-1 類比數位訊號轉換 35 3-3-2 數位濾波器 36 3-3-3 命令與迴授訊號 39 3-3-4 電流波形控制原理 40 3-3-5 PWM訊號產生器 42 第4章 最佳驅動波形與弱磁控制 44 4-1 馬達力矩方程式 44 4-2 最佳驅動電流波形 46 4-3 激磁相位角弱磁控制 51 4-4 有限元素分析 54 4-4-1 輸出力矩分析 54 4-4-2 不同相位下的力矩分析 56 4-4-3 馬達散熱分析 58 第5章 電子換檔機制 63 5-1 馬達繞組結構對性能的影響 63 5-1-1 繞組結構與輸出力矩之關係 64 5-1-2 繞組結構與馬達極速之關係 65 5-2 繞組型式與性能推算 68 5-3 馬達繞組型式的選擇 73 5-4 兩側定子繞組切換策略 74 第6章 實驗結果分析與討論 76 6-1 實驗設備 76 6-2 實驗規劃與設計 80 6-3 實驗結果與討論 84 6-3-1 反電動勢波形量測 84 6-3-2 電動汽車馬達性能實測 87 6-3-3 相位角弱磁控制實驗 97 6-3-4 馬達溫升實驗 104 第7章 結論與未來展望 109 7-1 結論 109 7-2 未來展望 111 參考文獻 1132546408 bytesapplication/pdfen-US直驅式馬達最佳電流波形電子換檔弱磁控制有限元素分析In-Wheel MotorOptimal Current WaveformElectric GearshiftField-Weakening ControlFinite Element Analysisthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/61577/1/ntu-95-R93522812-1.pdf