本論文中根據線性感應電動機之設計概念，建構出欲應用於鋼鐵廠中的無接觸式鋼板搬運系統，此系統的目的在改善傳統運用滾軸運送鋼板時造成的巨大噪音與摩擦問題，而藉由同時能提供懸浮、推進和自動導向力的線性感應電動機來取代之。首先利用簡單磁路分析粗略了解系統的基本懸浮能力，並將機械設計理念落實到實體平台的製造。再透過三維有限元素分析套裝軟體FLUX 3D探究系統之靜態和類動態電磁場特性，得到系統激磁電流和空氣隙對所產生的懸浮力之關係。進而根據電磁理論配合有限元素分析結果建立此系統之數學模型，以Matlab/Simulink數值軟體模擬系統之動態操作特性。最後並經由基本驅動硬體和量測電路，完成系統初步之實際驗證。透過本論文之模擬分析與實驗結果，清楚證實了此無接觸式鋼板搬運系統之發展是確實可行的。

Based on the design concepts of linear induction motors, a non-contacting steel plate conveyance system for steel mill application has been constructed. To reduce the noise and friction from conventional roller conveyance system, the designed system is aimed to simultaneously provide adequate lift, propulsive, and guide forces to the steel plate. At first, the preliminary understandings of the characteristics of lift force have been gained through the simple magnetic circuit analyses, and together with other mechanical concepts develop the laboratory prototype. Then, through three-dimensional finite element analyses and state model developments, the system’s static and quasi-dynamic/dynamic operational characteristics are investigated. Finally, the validity of this system has been verified by experimental measurement. Thus, the analyses and results of the experiment clearly show that the designed non-contacting steel plate conveyance system is certainly feasible.

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目錄… … … … … … … … … … … … … … … … III
圖形目錄… … … … … … … … … … … … … … … V
表格目錄… … … … … … … … … … … … … … … VIII
第一章緒論… … … … … … … … … … … … … … … … … 1
1.1 研究動機與目的… … … … … … … … … … … … … … 1
1.2 研究重點與方法… … … … … … … … … … … … … … 4
第二章無接觸式鋼板搬運系統之電動機架構… .… … … … … … 6
2.1 設計構想與估算… … … … … … … … … … … … … … 6
2.2 電動機架構… … … … … … … … … .… … ..… … … 14
第三章靜態與類動態電磁場分析… … … .… .… … .… … … … 16
3.1 有限元素法及應用軟體介紹… .… … … … … … …… … … 16
3.2 電動機幾何結構與參數設定… … … … … … … … … … … 18
(a) 幾何結構… … … … … … … … … … … … … … … … 18
(b) 物理特性… … … … … … … … … … … … … … … … 18
(c) 網格劃分… … … … … … … … … … … … … … … … 20
(d) 求解… … … … ..… … … ...… … … … … … … … … 21
3.3 電磁結果分析… … … … … … ...… … … … … … … … 23
IV
第四章系統動態特性分析… … .… … … … … … … … … … …31
4.1 數學模型推導… … … … … … … .… … … … … … … …31
4.2 利用有限元素分析結果建立系統電感矩陣… … … … … … … 36
4.3 數值模擬建構與參數設定… … … … … … … … … … … 46
4.4 動態模擬與特性分析… … … … … … … … … … … … … 48
第五章實驗架構與系統實測… … .… .… … … … … … … … 56
5.1 實驗系統架構… … … … … ...… … … … … … … … … 56
5.2 控制器與驅動電路… … … ...… … … … … … … … … …58
5.3 週邊電路… … … … … … … … … … … … … … … … 61
(1) 電流感測電路..… … … … … … … … … … … … … … 61
(2) 力量量測元件..… … … … … … … … … … … … … … 63
5.4 系統實測與分析比較… … … … … … … … … … … … … 67
第六章討論與結論… … … … … … … … … … … … … … … 74
參考文獻… … … … … … … … … … … … … … … … … 77

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