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　　日本微型精密马达全球市占率第一！
　　这本书的作者，是居于领导世界地位的公司——日本电产サーボ株式会社。它的母公司——日本电产株式会社。
　　2019年日本电产买下台湾上市柜公司超众科技，便是看中超重的散热技术，有助于马达运转过程发热等损耗问题。

　　日本电产市值270亿美元，在2018年美国福比士富豪榜上，公司创办人永守重信以51亿美元身价，居日本富豪榜第四。（第一Uniqlo柳井正身价249亿美元，第二软银孙正义。）

　　举凡我们生活中所用的家电用品，如果要求品质，都是指明要求日本产品，以耐用度、损耗率、精细度、品质等，都是最好的选择。在家电用品中，凡是有「动作」的机器，其中都有马达的存在，即使是再小的笔记型电脑、相机、手机等，里面都装有许多颗马达，而一台汽车里面的马达数量更是高达三百多颗马达。最热门的无人机、机器人等AI的未来，就在马达！

　　因此不仅就生活面、市场面、投资面，马达都是你不能不注意、不认识的机器。

　　生活中，手机的震动是来自震动马达，电动汽车装置有数百个马达，维持便利生活最不可缺乏的马达，隐藏于各种大小型的电力设备中。

　　本书以图解与解说，快速认识：马达的运转原理、基本构造，以及马达的种类与未来的发展远景。喜爱机械构造的读者绝不可错过！

　　从高铁到精巧的手机，几乎所有的机械设备内部都装有各式马达。少了马达，人类将无法享受高科技的生活。

　　让我们用全新眼光，透过本书一起来看认识人们容易忽略的马达，我们将从电磁感应定律开始，认识马达转动的原理，整流子和电刷如何运作？额定和转矩是什么？直流马达交流马达的分类和特性？如何选择马达？

　　想要开始学习马达的读者，透过本书，马上就能清楚掌握马达的全貌！
 

作者简介

日本SERVO株式会社（日本サーボ株式会社）

　　1949年4月设立。原总公司设立于日本东京都千代田区，隶属于日立制作所系统，是东京证券交易所市场东証2部股票上市公司。2007年日本电产实施股票公开买卖（TOB）取得，现更名为日本电产サーボ株式会社（NIDEC SERVO CORPORATION）。是日本最早从事伺服马达的开发、制造等，以高技术开发力闻名，同时也制造高性能无刷直流马达、有刷马达、步进马达、同步马达等，月产微型精密马达3百万台，2018年营业额230亿日币，全球无刷直流马达市占率第一。

审订者简介

叶隆吉

　　大同大学机械工程学系教授，大同大学机械工程研究所博士。专长：机电整合（Mechatronics）、切削加工（Cutting Process Analysis）、自动化机构设计与分析（Automation Mechanism Design）。

译者简介

游振桁

　　1968年出生于台湾省宜兰县罗东镇。1989年毕业于国立台北工专。曾旅居日本。有多年在日本企业或台湾企业从事机械、机构等相关日文领域的工作的丰富的实务经验及知识。
 

第1章马达驱动的基本原理
1 日常生活中不可或缺的马达
2 马达利用磁力产生机械能
3 产生磁力的永久磁铁和电磁铁
4 三种永久磁铁的特性
5 磁场方向和电流方向的关系
6 电子、电力、电流的不同
7 马达的旋转结构
8 连续旋转，整流子和电刷的运作
9 电流的电磁作用和电磁感应定律的发现
10 表示电流、磁场、电磁力方向的弗来明定则
11 马达和发电机具有相同的结构
12 电线的绕线方式会影响马达的性能
专 栏 马达内部不可或缺的电线
 
第2章  马达的基本构造和控制方法
1 马达的基本构造
2 马达的基本构造
3 变压器和整流器的功能
4 提高电力，可增加电磁铁强度
5 表示马达性能的「额定」
6 表示马达驱动力的转矩
7 起动转矩、负载转矩和转矩的测量方法
8 马达转速的简单控制方式
9 结合比例、积分、微分的 PID 控制
10 改变转速、转矩、旋转方向的齿轮
11 马达的输出＝输入 损失
12 直流（DC）马达和交流（DC）马达
13 各种不同输出方式的马达
专 栏　　「モータ」和「モーター 」两个写法皆正确
 
第3章  直流马达的种类和特性
1 使用永久磁铁的直流马达种类
2 有槽式直流马达的特性
3 有槽式直流马达的结构
4 无转矩不均匀的无槽式直流马达
5 无铁心式无心直流马达
6 杯型、平面型无心马达的结构和用途
7 定子使用电磁铁的绕组磁场直流马达
8 转子和定子线圈串联的串激式马达
9 转子和定子线圈并联的并激式马达
10 兼具串激式和并激式马达两者特性的复激式马达
11 无电刷和整流子的无刷直流马达
12 转子配置永久磁铁的无刷直流马达
13 磁场感应器是无刷直流马达的重要元件
14 无刷直流马达的种类
15 转动既定角度即停止的步进马达
16 步进马达的旋转结构
17 转子和定子为齿轮状的 VR 型步进马达
18 转子使用永久磁铁的 PM 型步进马达
19 结合 VR 型和 PM 型的 HB 型步进马达
专 栏  马达的寿命和维修
 
第4章  交流马达的种类和特性
1 交流电源旋转的交流马达
2 可任意使用的感应马达
3 利用阿拉哥圆盘的感应马达
4 感应马达的种类──鼠笼型和线圈型
5 变频器装置，控制「滑动」
6 同步速度旋转的同步马达
7 转子是永久磁铁的 PM 型马达
8 转子是强磁性体的磁阻型马达
9 转子是磁滞材料的磁滞型马达
10 转子和定子线圈串联的通用马达
11 利用相位差旋转的蔽极线圈型马达
专 栏  变频器和逆变器
 
第5章  其他特殊马达的种类和特性
1 搭载控制机构的伺服马达
2 转子和定子具有凸极的开关式磁阻马达
3 无电磁作用的超音波马达
4 超音波马达的驱动结构
5 转换成直线运动的线性马达
6 线性马达的种类
7 线性马达车：高速行驶的祕密
8 防止爆炸而进行研究的防爆马达
9 利用静电相吸相斥力的静电马达
专 栏  如何选择马达
 
第6章  生活中常见的马达和马达产业的未来
1 促使洗衣机进化的马达
2 汽车是马达的集合体
3 要求大转矩的电车马达
4 个人电脑中的精密微型马达
5 手机也有马达在运转
6 马达生产据点的转移
7 亚洲是世界的马达工厂
8 日本的马达制造商代表
9 生产许多特殊马达、世界第一的公司
10 微型化．轻量化发展
11 经济．环保的马达技术
专 栏  驱动马达的电池
 
索引

6表示马达驱动力的转矩

在马达的世界中，转矩一词会经常的被使用到。转矩即是旋转的力量（也称旋转力或驱动力）。弗来明左手定则（请参照 28页）的「电磁力」即相当于转矩。

以力的大小（符号 F，单位牛顿 N），以及旋转轴的中心到作用点间的垂直距离（符号 r，单位公尺 m）的乘积来表示转矩（符号 T，单位牛顿米 N．m）。例如，从距离马达转轴 1 m 的作用点处，施以10 N的垂直力（垂直于半径），转矩即为10 N．m。从距离旋转轴 2m的作用点处，施以 5N的力，转矩也为 10N．m。也就是说作用力愈大，若从转轴的中心到作用点间的距离也愈大，转矩也愈大。

◎转矩和旋转数的平衡很重要

转矩和马达的转速有很密切的关系，我们可以求得，转速上升的同时转矩也变大，以及当转速超过一定的数值时，转矩会变小，画出抛物线的曲线。此关系表示「转速与转矩特性」，是决定马达性能的重要条件。

当马达在一定的电压或频率下，所得到最大的转矩称为「最大转矩」或「制动转矩」。一般而言，转矩愈大的马达转速愈慢，转矩愈小的马达转速愈快。因此，马达也可以依转速大致区分为高转速（低转矩）和高转矩（低转速）两种。

但是，同步（Synchronous）马达（请参照 114 页）的转速是依据电源频率而决定的，这种马达转矩的大小和转速之间并没有关系。

作用点：使物体的运动状态发生变化的参考点。

7起动转矩、负载转矩和转矩的测量方法

马达运转时，理论上，先以「起动转矩（马达开始运转的转矩）」使马达开始旋转。

然而，因为大部份的马达输出轴，都有惯性负载（旋转体为了维持原来运转状态的力量大小，以惯性力矩MOI表示或摩擦负载（马达驱动机械时自身的摩擦力，又称为反抗转矩）所形成的「负载转矩」。因此，起动转矩需克服负载转矩，马达才会开始旋转。

负载转矩的广义定义为「马达为了驱动所负载的机械，而必须具备的转矩」。

输出轴的负载若比起动转矩大，此时马达无法起动。例如，只能举起 10kg重物的马达，若强迫其举起 20kg重物时，将无法顺利举起。因此，要使用马达去驱动惯性负载非常大的电车时，起动转矩必须要更大（必须比起动时的转矩更大）。因此，无论如何都必须使用大输出的大型马达。

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