超圖解馬達技術入門：從馬達的種類、運轉原理到應用方式，一本完整掌握！ 「モーター、マジわからん」と思ったときに読む本

內容簡介

詳盡解說×豐富圖解×最新技術

跟著工學博士輕鬆讀懂基礎知識、定律和應用，

從生活醫療、交通娛樂到產業發展，掌握馬達的全貌！

 

　　試著想像一下你一天的生活。

　　早晨，智慧型手機會發出聲音與震動，

　　手機的震動功能就是靠內部的超小型馬達實現。

　　起床後要洗臉。在馬達驅動泵浦後，泵浦才能將自來水往上抽至家中。

　　洗完臉後，從冰箱中拿出冰牛奶與穀片當作早餐，

　　冰箱內的冷氣需要靠馬達驅動。

　　出門上班。車站內的電扶梯需要靠馬達驅動，電車也需要靠馬達驅動。

 

　　抵達公司後啟動電腦。按下電源後，電腦會發出呼──的聲音，

　　這是馬達驅動風扇旋轉以冷卻電腦的聲音。

　　回家時搭乘計程車。不管是電動車還是引擎車，都會搭載數十顆馬達。

　　回家後打開電視，看到無人機的空拍影像。無人機沒有馬達的話就飛不起來。

 

　　不管是智慧型手機、各種電動車，甚至是廣泛應用於

　　工程、科學和醫學領域的微機電系統，

　　「馬達」都是不可或缺的重要驅動裝置。

　　被喻為「工業心臟」的馬達到底是如何運作的？

　　各式各樣的馬達又有什麼不同的功能與用途？

 

　　DC馬達、無刷馬達與AC馬達有何不同？

　　次世代的主流是磁阻馬達？

　　如何判斷馬達的性能？

　　本書結合了淺顯易懂的文字說明和完整豐富的插圖，

　　讓不懂理科的零基礎讀者也能輕鬆閱讀，

　　並理解馬達的運作原理、種類與使用方式。

　　

　　曾有一份研究調查結果顯示，

　　「台灣整體工業用電約有70％的電力都用於馬達」。

　　也就是說，一半以上的電力都用來讓某個東西運動。

　　這表示，如果我們能改善馬達的效率，減少電力的使用，

　　就能減少發電量，改善CO2排放等環境問題。

　　馬達不只是生活中不可或缺的機械，

　　也是幫助我們打造出美好社會的利器，

　　不妨現在就翻開本書，一起認識生活中無所不在的「馬達」吧！

 

本書特色

 

　　★工學博士親自講解，內容深入淺出，一本完整掌握生活中無所不在的「馬達」！

　　★從7大面向解說65個與馬達相關的知識，超好懂的馬達技術入門書！

　　★沒有艱澀的專業術語與計算公式，完整圖解說明，輕鬆易讀，零概念也不用擔心！

森本雅之

 

　　MoriMotoR Lab.代表。工學博士。電氣學會會員。

　　日本東海大學前教授（2005年～2018年）。

　　曾於三菱重工業負責馬達與電力電子學的研發工作（1977年～2005年）。

 

　　著作包括《馬達設計入門（入門 モータ設計）》、《開始學習電力電子學（はじめてのパワーエレクトロニクス）》、《馬達控制入門（入門 モータ制御）》（皆由森北出版），中文譯作則有《世界第一簡單馬達》（世茂出版）、《電力電子學圖鑑》（東販出版）。

Chapter 1　馬達是什麼？

1　馬達是「能轉動其他東西的機械」2

2　沒有馬達就無法正常生活！4

3　磁鐵之力＝磁力6

4　電流周圍會產生磁場8

5　由電力與磁力構成的電磁力10

6　為什麼馬達會旋轉？12

7　馬達轉動時會發電14

8　旋轉的力量，轉矩是什麼？16

9　瞭解馬達的輸出與單位18

10　馬達轉動的對象叫做負載20

專欄1 風扇與馬達23

11　瞭解馬達的種類24

專欄2　磁化是什麼？26

 

Chapter 2　馬達的基礎！DC馬達

12　馬達的結構與3種馬達

專欄3 智慧型手機所使用的極小DC馬達

13　為什麼DC馬達會旋轉？

專欄4  DC與馬達與角速度

14　電刷與整流子的運作

15　DC馬達的旋轉速度與電壓的關係

專欄5 馬達的控制與家電①冷氣

16　我們可以用各種曲線表示DC馬達的性能

17　使用永久磁鐵的馬達與使用電磁鐵的馬達

專欄6 馬達的控制與家電②冰箱

18　控制DC馬達比較簡單嗎？

19　電樞反作用是什麼？

20　截波器控制是什麼？

21　DC馬達的缺點在電刷上嗎？

 

Chapter 3　克服缺點！無刷馬達

22　運用電子學知識改變電刷

23　為什麼無刷馬達會旋轉？

24　無刷馬達的旋轉速度有上限嗎？

25　無刷馬達的電流切換

專欄7 愛迪生發電機

26　無刷馬達的優點

27　轉子使用的永久磁鐵會大幅影響馬達的性能

28　鐵芯並不是單純的線圈軸

專欄8 使用電晶體作為開關

專欄9 無人機與無刷馬達

 

Chapter 4　目前的主流！AC馬達

29　直流、交流、三相交流分別是什麼？

專欄10 吸塵器的超高速旋轉

30　磁場的旋轉

31　AC馬達為什麼會旋轉？

專欄11基礎建設與AC馬達

32　AC馬達的轉速與交流電的頻率

專欄12 停電時也不能使用自來水

33　AC馬達的詳細分類

專欄13 馬達分類複習

34　單相也能旋轉的AC馬達原理

專欄14 電流戰爭

專欄15 電燈用或動力用

 

Chapter 5　進化後的AC馬達

35　磁鐵、電力電子、電腦的進化

36　永磁同步馬達的出現

專欄16 電動車的種類與馬達

37　SPM與IPM的永久磁鐵位置不同

專欄17 油電混合車

38　IPM馬達所產生的磁阻轉矩

39　以逆變器控制感應馬達

專欄18 引擎車的馬達

40　逆變器如何控制馬達？

專欄19 電車的馬達與再生

41　以向量控制進行更精密的控制

專欄20 電力電子學

 

Chapter 6　更多馬達！各式各樣的馬達

42　步進馬達以脈衝驅動

專欄21 脈衝是什麼？

43　各式各樣的步進馬達

專欄22 為什麼電梯不會搖晃？

44　次世代的主流是磁阻馬達？

45　大轉矩的SR馬達

專欄23 電扶梯的速度控制

46　通用馬達為交流直流通用

專欄24 活躍於大廈與公寓的馬達

47　只靠線性馬達是浮不起來的

48　直接轉動負載的直驅馬達

49　由回饋控制的伺服馬達

50　小而便利的主軸馬達

51　低速卻有大轉矩！齒輪馬達

52　醫療機器中常使用的超音波馬達

53　活躍於微機電的靜電馬達

54　過去曾廣泛使用的各種馬達

專欄25 位置、速度、加速度

 

Chapter 7　有助於挑選馬達的知識

55　試著將馬達直接接上電源

56　如何判斷馬達的性能？

57　轉矩與電流成正比，轉速與電壓成正比

58　馬達要如何節能？

59　用截波器改變直流電的電流與電壓

60　用逆變器控制馬達的轉速

61　為什麼可以用逆變器產生交流電？

專欄26 工廠中到處都是馬達

62　瞭解逆變器裝置的運作機制

63　瞭解回饋控制的運作機制

64　制動器上的馬達

65　啟動馬達的技術

專欄27 馬達的測定

 

索引