資料來源:2008年5月8日經濟日報馬達專刊
■陳己文(秀波電子公司 / 技術副總) 經濟日報 2008/05/08
常用的傳統直流馬達有相當多的優點,如快速響應、較大的動轉矩、外加電壓與轉速的線性變化等,傳統直流馬達在市場上占有率不小,但有一個很大的缺點:電刷與換向片的高速滑動,造成電刷與換向片磨擦甚鉅,甚至石墨橫飛,產生異常電弧。
如 此會引起不必要的電氣障礙與故障。每隔一段時間就需再調整或檢修,造成維修成本增加。無刷直流馬達改進此缺點,取掉引起毛病的電刷與換向片,改以電子元件 代替,但原有直流馬達的優點仍能保留。無刷直流馬達是傳統直流馬達改進而成,少了電刷與換向片,卻也增添一些傳統直流馬達沒有的特性:如慣性小、瞬間加 速,也能適應ON/OFF頻繁的動作。目前VTR、FDD、HDD等大部份都採用無刷馬達。
過去馬達通常只被使用於連續運轉的場合,且大部份是採機械連軸裝置帶動負載,只有運轉和停機兩種應用。現在馬達應用的範圍急速擴大,而且在各種不同的使用情況下,所要求的標準有很大的差異,如在資訊電腦產業所使用的馬達要求響應速度快、定速、定位準確、起動時間短、解析度高、小形化。
因為無刷馬達沒有機械性的整流機構,所以有各種優點,如:沒有機械的雜音、沒有碳刷和換向器的磨損、壽命長、不產生火花、不產生電氣雜訊等。但為了把 DC馬達無刷化,必須使用半導體技術,採用轉子的磁極檢知器和驅動電路,因而提高成本。從以上理由來看,必須從裝置的要求性能來決定使用無碳刷馬達的判斷 基準。其主要用途是使用在需要無雜音的裝置,要求超高速(或高速)旋轉的裝置和需要壽命長的裝置上。例如,一般都使用在高速轉軸馬達、VTR的磁鼓馬達、 雷射印表機的掃描用馬達、醫療器的手動拾取器、電腦的終端機、電腦散熱風扇及其他一般性應用等。
直流無刷馬達有內轉式及外轉式兩種,除 了採用燒結NdFeB磁石外,鐵氧磁體因價格便宜也被大量採用。在內轉式直流無刷馬達可採用極異方性或輻射配向的鐵氧磁體。而外轉式直流無刷馬達大都採用 NdFeB燒結磁石(採鑲入式)或是輻射配向的鐵氧磁體,最新技術也有運用NdFeB MQ-Rubber(釹鐵硼複合膠片)來取代。
秀波已能大量生產直流無刷馬達用的極異方性及輻射配向鐵氧磁石及NdFeB MQ-Rubber 磁石。此關鍵材料逐漸取代過去的進口磁石材料,將可增加國內馬達業界的競爭力。
無刷馬達具備高效率、高扭力,輕、薄、短、小的特性,未來發展潛力無窮,且未來發展趨勢有下列幾點:
1.驅動器內置小型化;對於1馬力以下的小型馬達、驅動器內置、體積小型化,操作簡單化是潮流。
2.機電整合複合化;如齒輪馬達,電梯主機馬達,馬達本體與減速機構一體設計,可大幅縮小體積,降低成本。
3.操作控制網路化;如無塵室風機濾網無刷馬達,將藉由網路連線達到中央監控、群組控制的功能。另外,冰水主機中央空調群組及辦公大樓中央空調群組的監控系統皆可為之。
政府的電力政策向來都著重在如何開發電源,在環保意識抬頭,地方激烈抗爭情況下,仍執意蓋核電廠水庫之餘,為何不靜下心來想想如何節流呢?高效率馬達的使用一來可解決用電問題,二來又可刺激台灣的傳統產業逐步向高科技產業前進。
在21世紀的初期,知識經濟抬頭,如何維持台灣的競爭力,將是全民重要的課題。
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