DC motor
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線性馬達 馬達 旋轉馬達
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磁阻馬達 步進馬達
永磁式同步馬達 同步馬達
感應馬達 交流馬達
永磁式 並激式 串激式 直流馬達
馬達
馬達的分類
馬達的應用 : 電動車輛，工業製程，電梯，航空機械，
鐵道機車，電腦周邊，車上馬達
馬達控制內容 : 轉動原理，變速原理，驅動器，數學模 式，轉速控制，正反轉控制，PID控制，強健控制……
馬達的用途
直流馬達轉動原理
磁場 – 媒介 Field armature
A t A
e A
I K I
K
K K
E
=
=
=
= φ τ
ω ω
φ
control field
control armature
V
K
I R V
I R
A
A A A
A A
V K
I R
K
I R
E V
A
A A
A A
A A
ω φ ω
ω φ
φω
ω φ
∝ 1
•
∝
•
= −
⇒
−
=
⇒
+
=
+
=
轉速控制原理
DCM 暫態等效電路
黏滯摩擦係數 轉動慣量
轉速
摩擦係數 反電勢
: B
: : : J
:
J eg ω
L g a
a a
a a
f g
f
dt B J d
dt e i L d
i R V
i K e
i
τ ω ω
τ
ω τ
+ +
=
+ +
=
=
= K i )
(轉矩 a
定值 不計
若
為正
=
⇒
=
⇒
=
↓
⇒
<
↑
>
⇒
>
⇒
>
−
=
⇒ + +
=
ω α
τ τ
ω τ
τ
ω ω α
τ ω τ
τ ω τ
ω
τ ω ω
τ
0
0
B
L L L
L L
dt d
dt J d
dt J d
dt B J d
0 ...
機械功率 電功率
=
=
=
∗
=
=
ω ω
φ
φω T
I K
I K
I E
A
A A
g
* ) (
) (
DC driver 優點 : 變速容易 響應快 缺點 : 保養不易
火花
) (
1 ) 1 (
) (
V
a
control field
I
control Armature
K I R V
f
a a a
α φ ω
α ω
ω = − φ
兩磁鐵垂直實力矩最大
f a a
f
i ki i
i
Sin T
=
⇒
∝
⇒
∝
τ τ
φ θ )
( 固定
若
ω ω
τ τω
τ
τ τ τ
ω ω
ω
∝
⇒
=
⇒
=
=
=
⇒
=
⇒
=
=
=
=
⇒
=
=
⇒
>
max max
max max
max max
,
constant
If
constant .
1
P P
P
I I k
I i
i
I i k i
i k
V I i
fr ar
ar a
a
fr a f
a
a fr f
b
b b
1
constant
If
constant
. 2
max max
max
max ,
ω τ ω
τ ω
ω ω
ω
∝
=
⇒
=
=
=
⇒
=
⇒
=
=
=
=
⇒
=
=
⇒
>
P P
I V P
P P
I i
i
i V i
V P
i
V V
ar ar
ar mac
a a
a ar a
a
f
ar a
b
b b
的能力曲線 DCM
speed base
b : ω ωb
ωb
Constant torque
Constant power
改變直流電壓的方式
A.可控整流器
Va
B.截波器(Chopper)
1.單象限截波器
Va
Ia
SW
2.兩象限截波器
Ia Va
3.四象限截波器
Va
☆ 使用單象限截波器的速度控制架構
