馬達介紹：永磁馬達 ( I )

理論上，有使用永久磁鐵的，就可以被稱為永磁馬達(Permanent Magnet Motor)，直流馬達(DC Motor)其實也可以被稱為永磁馬達；但如今提到永磁馬達，都是專指永磁無刷馬達(Permanent Magnet Brushless Motor)，並不包括直流有刷馬達(Brush Motor)。

實際上，永磁無刷馬達雖然少了探刷及整流子的換相機構，仍然需要做換相的行為。而用永磁馬達的換向原則就簡單多了，只要用異極相吸，同極相斥的規則就可以說明。永磁無刷馬達會把磁鐵的置於轉子當中，而定子處擺放漆包線圈，將漆包線圈視為電磁鐵，可以使用電控來決定漆包線圈生成N極或是S極；下圖為內轉式的永磁馬達。當我們希望轉子順時鐘旋轉時，則對於圖中旋轉箭頭處的N極磁鐵來說，就必須在它順時鐘旋轉的前方，產生一組S極的磁吸力，而後方則是產生N極的推斥力，就會迫使箭頭處的N極磁鐵順時針旋轉。

因此有刷及無刷馬達，其實都要換相，才能順利運轉，只是從有刷馬達的機械式換相機構改為無刷馬達電子式的控制電路。在馬達上衍生的變化是有刷馬達的線圈是繞在轉子上面，磁鐵則是定子固定不動；無刷馬達是完全顛倒，線圈是繞在定子上面，磁鐵則是安裝於轉子上。在零件配置、生產製程甚至是生產設備其實都不同了，因此直流馬達與永磁馬達開始脫勾，也就變得合理多了。

此外，由於永磁無刷馬達，採用電子式換相電路，因此直流馬達機械式換相機構的壽命及火花問題，就變得不存在了。原本機械式換相機構的碳刷會有磨損的壽命限制，目前大多是一萬小時；但在電子式換相電路這壽命限制，會轉換成電路版上的電容壽命，改以完全充放電的次數計算，標準為6000次。假設都以一天工作8小時計算，則機械式換相機構可支撐3.4年，電子式換相電路可支撐16.4年，工作壽命大幅延長。

但在良率的計算標準來看，機械式換相機構內有碳刷、彈簧、連接線、碳刷架這四個元件；但一塊電路版上的元件數量絕對超過30件以上，若以每一個元件良率99%來計算，則機械式換相機構良率為96%，電子式換相電路的良率僅為70%。當然實務上電子零件的良率為PPM (百萬分之一)，但只要零件數多，不良的風險就是增加，因此電子式換相電路的故障率會提高。且電子式換相電路的價格也遠高於機械式換相機構，價差為10倍以上。

而在抵抗異常狀態的表現上，機械式換相機構的強度也比較高，短時機內至少3倍以上的超規格使用，也不會對馬達造成損傷；只要在馬達溫度還未過熱燒毀之前停止使用，之後都會完全恢復。但電子式換相電路只要過載，就是電子元件燒毀，無法再次使用。

而在總綱中有提到，使用永久磁鐵作為磁場來源，其輸出的TN曲線為線性的，因此在馬達驅動控制上，十分方便。此外，在永久磁鐵的磁力越來越強的情況下，造成相同負載時，永磁馬達會有體積小，重量輕等優勢。且在壽命上的表現也十分良好，因此永磁馬達近年為發展的主流，市佔率逐漸侵食掉其它類型的馬達市場。但仍需注意電子式換相電路所帶來的價格壓力及風險，才能站穩市場。

重點整理： 有好就會有壞，不能光看優點而不看缺點。

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