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專欄

馬達的演變及其種類

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據說尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)在1888年發明了交流馬達。從那時起,由於各種元素創新,例如馬達的組成材料(磁鐵、鋼板等)、半導體元件的材料、零件技術和控制技術等,使馬達有了長足的發展。例如,在1900年代初期研發的輸出功率為5馬力的感測馬達,在2000年代初期已將這個感測馬達尺寸和重量減小到約1/5。(注1)

而現在,全世界的馬達年產量約為100億台,其功耗約占全世界總耗電量的50%。對馬達的常見和基本要求是“小型輕量”、“高效率”、“低噪音”和“低振動”。除此之外,根據各領域市場(資訊、家電、住宅裝置、工業、汽車等)的應用特性而研發適合馬達的努力仍在繼續。未來,由於單個馬達的特性提升以及與驅動控制電路相結合的技術發展,應用範圍將會繼續擴大,並且對馬達的需求將繼續增長。特別是家電和工控裝置馬達的節能法規,和以北美和歐洲為中心的汽車市場環保法規的實施,促進了汽車領域HV、EV、PHV、FCV、48V輕度混合動力車等研發和市場推廣,預計馬達的數量將會進一步增加。

如前所述,儘管對馬達的需求持續增長,傳統上對馬達的分類還是根據驅動電源的種類(AC、DC)進行分類的。然而,作為近年來的技術趨勢,驅動電路和馬達一體化(機電一體化)的情況越來越多,僅透過簡單的AC和DC電源對馬達進行區分,已經越來越不適合實際情況。考慮到這種多樣化趨勢,可以從“根據目的選擇馬達”的角度出發,根據①電源種類、②轉矩產生原理、③結構、④應用和特性等,將馬達分類如下:

注1:摘自2010年12月號的《日立評論》。

For Beginners

尼古拉·特斯拉:
Nikola Tesla(1856年~1943年)有許多與電有關的發明,例如交流電系統、無線控制、日光燈和特斯拉線圈等。磁通密度的單位“特斯拉”也源於他的名字。與愛迪生之間有一場有名的“電流大戰”(AC vs DC)軼事。
HV、EV、PHV、FCV:
使用馬達的汽車型式縮寫。HV=混合動力車,EV=電動車,PHV=插電式混合動力車(可透過外部電源充電的HV),FCV=燃料電池車

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