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技術(shù)文章

率馬達高速化與精密化的發(fā)展

閱讀：545發(fā)布時間：2009-5-20

　馬達為各種機械的動力源，是各種機構(gòu)動作傳動*的一環(huán)，馬達可說是機械的心臟，隨著產(chǎn)業(yè)分工細密化、機械精密化及效率化，業(yè)者研制符合自動化、高速化、精密化等率馬達，成為國內(nèi)馬達產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)銷方向。目前產(chǎn)業(yè)界普遍使用的馬達約可分為：直流馬達及交流馬達，因各產(chǎn)業(yè)機具設(shè)備的適用性不同，所采用的馬達傳動也不同，配合“適性適用”的各種馬達傳動，不僅延長機器的使用年限，并發(fā)揮zui大的傳動效能。
　　國產(chǎn)馬達發(fā)展已超過50年，馬達是各種自動化機械及家電用品重要的傳動源，多年來隨著自動化工業(yè)及精密設(shè)備的發(fā)展，業(yè)者不斷推陳出新，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)面臨轉(zhuǎn)型，各種AC及DC交、直流馬達已進入高度競爭市場，因產(chǎn)品日益多樣化、自動化、高速化、精密化及率化，除泛用型馬達外，發(fā)展型、伺服馬達與向量控制型馬達即線性馬達己成為近年的主要趨勢。
　　早期國產(chǎn)馬達制造廠除東元、大同等幾家大廠外，均屬中小企業(yè)，同業(yè)間少有整合、垂直分工與交流，因此，在硅鋼片的材質(zhì)及槽型等各不相同，后來為提高顧客使用的便利性，逐漸有業(yè)者制定較完整的規(guī)格標準，便于生產(chǎn)遵循。
　　馬達在應(yīng)用上，交流馬達可分為三相交流馬達及單相交流馬達，無論三相或單相交流馬達對電源頻率有的依存性，以四極交流馬達為例，無論馬力多少，其zui高速度約為1,360RPM左右，而只是馬力大的扭力大、馬力小的扭力低的差別而已。
　　直流無刷馬達效用高
　　其中，直流無刷馬達是結(jié)合直流馬達率及易控制性，并舍棄碳刷與整流子傳統(tǒng)作法，采用*的磁感應(yīng)組件（HALL-SENSOR）與場效晶體管（MOS-FET）來代替碳刷與整流器，因而具備高電源利用率、低噪音、高轉(zhuǎn)速、扭力及使用年限和交流馬達一樣具有半*性年限的優(yōu)點，無刷馬達系統(tǒng)的應(yīng)用，包括各種工業(yè)用、汽車空調(diào)及自動門機等。
　　直流無刷馬達是結(jié)合直流馬達率及易控制性，并舍棄碳刷與整流子傳統(tǒng)作法，采用*磁感應(yīng)組件（HALL-SENSOR）與場效晶體管（MOS-FET）來代替碳刷與整流器，因而具備高電源利用率、低噪音、高轉(zhuǎn)速、扭力及使用年限和交流馬達一樣具有半*性年限的優(yōu)點，無刷馬達系統(tǒng)的應(yīng)用，包括各種工業(yè)用、汽車空調(diào)及自動門機等。
　　直流馬達之率（理論值90%以上），其轉(zhuǎn)速容易控制（改變電樞電壓即可改變轉(zhuǎn)速），國內(nèi)早期產(chǎn)業(yè)界均大量采用，不過其動子的勵磁線圈電流須由正、負電極石墨（碳刷）經(jīng)整流片導(dǎo)入，因而，馬達在運轉(zhuǎn)中碳刷整流片處于摩擦狀態(tài)，時間一久碳刷被磨耗殆盡，該馬達不能再運轉(zhuǎn)。
　　線性馬達應(yīng)用更普遍
　　隨著線性工具機特色發(fā)展，為滿足未來高速、高切削工具機及高精密產(chǎn)業(yè)需求，線性馬達具備高位移速度、定位精度、提高控制頻寬、降低回轉(zhuǎn)噪音等特性，更容易達到高精度的加工要求，線性馬達的應(yīng)用將更普遍與重要。
　　線性馬達中的馬達本體、本體與基座、本體與位置傳感器之結(jié)構(gòu)剛性皆具重要性，設(shè)計時應(yīng)注意所有機械原件皆有較高之剛性與阻尼，且移動部分與固定部分之重量比例要越小越好。但線性馬達的應(yīng)用應(yīng)有整體考量，不似一般組件只是單純使用而已，必須搭配整機的設(shè)計，否則無法發(fā)揮線性馬達特性。
　　如變頻馬達即以能穩(wěn)定控制速度與同步連動達到控制效果，在要求中心卷取、比例連動、張力控制等機械特性的塑料機、印刷機、染整設(shè)備及伸線機上已被廣泛采用。此外，針對氣體及易燃物產(chǎn)業(yè)的防氣爆、塵爆馬達，在業(yè)者研發(fā)下也有不錯的成果。
　　無碳刷馬達漸受重視
　　在馬達控制系統(tǒng)部份，在90年代以前，直流控制是主流，但過去無碳刷馬達未普及之前，直流碳刷馬達在換向片會產(chǎn)生火花等維護上的問題，因而使得維護成本相對較低，無碳刷馬達并不亞于直流控制的交流控制系統(tǒng)，自90年代起已漸受市場重用。
　　雖然市場不斷變化，但傳統(tǒng)泛用型馬達仍是大廠的天下，再投入的中小型業(yè)者若無法建立自有特色，要在市場上脫穎而出并不容易，這也是國內(nèi)馬達業(yè)者積極投入型馬達、無碳刷馬達、氣動馬達、伺服馬達及線性馬達研發(fā)的主因，業(yè)者為確保競爭力、持續(xù)研發(fā)以建立核心技術(shù)，如永元、協(xié)興、富田、明椿、晟昌、五翰、尚義、彰毅及通又順等數(shù)十家專業(yè)馬達制造廠，在各產(chǎn)業(yè)馬達均有很好的成績。
　　另一方面，產(chǎn)業(yè)界機電整合的趨勢，使得能取代簡易伺服系統(tǒng)的向量控制馬達變成發(fā)展重點，一旦向量控制用馬達量產(chǎn)并商品化，將可提供機電整合系統(tǒng)從控制系統(tǒng)著手的有利條件，有助于節(jié)省時間、提率及提升產(chǎn)品功能與精度，增加國產(chǎn)機械的附加價值，也有助推動產(chǎn)業(yè)升級。

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