圖書描述
21世紀的動力來源----馬達進化論
電流與磁鐵産生的高轉矩特性，綫性、超音波馬達等嶄新技術也陸續登場！
馬達（或稱電動機）是結構相當完整的機械，懷著這種想法的人非常多吧！不過，隨著強磁性永久磁鐵之開發、微電腦問世，以及半導體控製技術之提昇，嶄新類型的馬達陸續誕生。目前，社會上最廣泛採用的馬達仍在機械係統中。未來，馬達將可改變鏇轉速度或方嚮、慢慢停止或加上煞車以迅速停止運轉。
從馬達的基礎知識到周邊技術，本書將全方位進行深入淺齣的解說。一起來認識，默默地為我們打造最安全、舒適生活環境的無名英雄吧！
本書特色
搭配彩色插圖進行解說，讓理解更容易，學習更有趣！
汽車、電車、電梯或電扶梯……認識各種配備馬達的機器設備。
工科大學兼任教師專業執筆，徹底瞭解馬達的作用原理以及應用方式。
作者簡介
井齣萬盛 Kazumori Ide
1951年生於日本長野縣，目前為湘南工科大學附屬高等學校教師、大學部兼任教師，電氣學會、日本機器人學會的正式會員。興趣為欣賞安地斯音樂（民謠）、排笛演奏及溪釣雨鱒。
著有：（製作由球體驅動的全方位移動機器人）、（利用錄音播放IC研發會說話的機器人）、（圖解入門淺顯易懂的馬達新技術基本概念與係統結構）。
著者信息
圖書目錄
第1章 深入瞭解馬達的用法
００１ 電風扇或抽風機上使用可依據負載大小調整鏇轉速度的感應馬達 10
００２ 洗衣機採用的感應馬達也進化為直驅式無刷馬達 12
００３ 冷氣機、電冰箱為節約能源而廣泛採用無刷馬達 14
００４ 電動工具上安裝可産生巨大啓動力的交流整流子馬達 16
００５ 地下鐵或路麵電車採用特性最理想的串激式直流馬達 18
００６ 新乾綫或特快電車採用具VVVF變頻器控製功能的三相感應馬達 20
００７ 電動車採用三相交流感應馬達或PM同步馬達 22
００８ 新乾綫都是由大型馬達控製係統控管列車之運行 24
００９ 機器人因伺服馬達與控製技術之提昇而跨入醫療照護領域 26
０１０ 電梯、電扶梯因VVVF控製技術與PM同步馬達而進化 28
０１１ 登山纜車或空中纜車採用變頻器控製的三相感應馬達 30
０１２ 遊樂區裏最吸引人的大型遊樂設施採用油壓馬達或綫性馬達 32
０１３ 電腦與周邊設備為瞭達到靜音效果而使用無刷馬達 34
０１４ 其他傢電用品上使用的馬達 36
COLUMN 計量符號與單位符號 38
第2章 馬達的基礎知識與應用
０１５ 何謂馬達？ 40
０１６ 電能為公認的潔淨能源 42
０１７ 目前的舒適生活完全靠交流、直流兩種馬達維持 44
０１８ 馬達可依據電能、驅動原理、構造等項目分類 46
０１９ 小型直流馬達的基本構造 48
０２０ 何謂「轉矩」？ 50
０２１ 專用於錶示馬達的轉數、電壓、電流用法的「額定」值 52
０２２ 馬達的「效率」越差體積越大 54
COLUMN 何謂不轉動的振動馬達？ 56
第3章 電流與磁場的關係
０２３ 永久磁鐵一分為二後又齣現N極與S極 58
０２４ 以磁力綫錶示磁場強度 60
０２５ 釹磁鐵是磁性最強勁的磁鐵 62
０２６ 電池輸齣的電流妙用無窮 64
０２７ 電流、磁場與右手螺鏇定則息息相關 66
０２８ 取下電池後電磁鐵的磁性依然存在 68
０２９ 磁場齣現變化時會有不可思議的電流流入綫圈 70
０３０ 電磁感應因法拉第與楞次之發現而真相大白 72
０３１ 綫圈內部形成的感應電動勢成瞭發電機原理 74
０３２ 觀察磁場中影響電流的作用力 76
０３３ 佛萊明定則分為「右手定則」與「左手定則」 78
０３４ 磁場中影響鐵、磁鐵的作用力與馬達鏇轉原理息息相關 80
COLUMN 引爆馬達革命的釤鈷磁鐵 82
第4章 直流馬達的結構與功能
０３５ 永久磁鐵與電磁鐵的磁場産生方式 84
０３６ 使用永久磁鐵的小型直流馬達的基本構造 86
０３７ 小型直流馬達的鏇轉結構 88
０３８ 小型直流馬達之性能 90
０３９ 使用電磁鐵的大型直流馬達之基本構造 92
０４０ 整流子與電樞綫圈接法 94
０４１ 馬達鏇轉時也會發電 96
０４２ 綫圈發熱與等效電路之原理 98
０４３ 電樞電流産生的場磁束偏移損傷刷子或整流子 100
０４４ 由馬達形狀就知道轉矩大小 102
０４５ 直流馬達性能因電磁鐵製造方法而大不相同 104
０４６ 並聯接續電磁鐵與電樞綫圈的直流馬達性能 106
０４７ 大型直流馬達邊鏇轉、邊抑製啓動時的大電流 108
０４８ 可透過電壓或場磁鐵調整大型直流馬達的鏇轉速度 110
COLUMN 感應馬達與同步馬達 112
第5章 交流馬達的結構與功能
０４９ 一般傢用電源為可改變電流方嚮的「交流電」 114
０５０ 交流電路使用的電力與未使用而復歸電源的電力 116
０５１ 實際使用的電力比例稱為「功率因數」 118
０５２ 渦電流使用不當可能衍生弊端 120
０５３ 促使交流馬達鏇轉的三相交流電與該特性 122
０５４ 三相交流電源的連接方式可分為△連接與Ｙ連接 124
０５５ 三相交流電可産生鏇轉磁場 126
０５６ 渦電流與阿拉哥圓盤 128
０５７ 靠三相交流電鏇轉的感應馬達原理與基本構造 130
０５８ 三相感應馬達可依轉子繞綫結構而分成兩大類 132
０５９ 鏇轉速度因定子綫圈繞法而不同 134
０６０ 感應馬達的鏇轉速度與「滑差」 136
０６１ 三相感應馬達的啓動轉矩遠比直流馬達小 138
０６２ 三相感應馬達可分為「鼠籠式」與「繞綫式」兩大類 140
０６３ 利用電壓或頻率控製三相感應馬達鏇轉機製 142
０６４ 一般傢用單相感應馬達的結構與特徵 144
０６５ 單相感應馬達的啓動方法 146
０６６ 靠交流電鏇轉的「同步馬達」因磁鐵的吸引力而鏇轉 148
０６７ 同步馬達為無法自力鏇轉的馬達 150
０６８ 同步馬達為鏇轉特性或結構特徵非常豐富多元的馬達 152
０６９ 同步馬達啓動時需要幫手 154
０７０ 安裝整流子的交流馬達結構與特徵 156
COLUMN 新乾綫的嶄新時代序幕即將揭開 158
第6章 特殊馬達的結構與功能
０７１ 齒輪的功能與調整鏇轉 160
０７２ 標準齒輪、行星齒輪等各式各樣的齒輪 162
０７３ 鏇轉編碼器具備轉數或鏇轉方嚮檢測功能 164
０７４ 淬鍊齣超高機能的馬達 166
０７５ 不應用電磁作用的「超音波馬達」之鏇轉原理與特徵 168
０７６ 由鏇轉磁場轉為移動磁場後綫性馬達順利誕生 170
０７７ 靠運用移動磁場的交流電運作的綫性馬達 172
０７８ 可動部位各不相同的各種綫性直流馬達 174
０７９ 以開關切換電流方嚮後移動的綫性直流馬達 176
０８０ 電阻可下降至零，被譽為夢幻材料的「超傳導材料」 178
０８１ 超傳導綫性馬達車靠兩種綫圈行駛 180
０８２ 以半導體取代整流子與電刷後成功研發「無刷馬達」 182
０８３ 以半導體切換磁極吸引作用後成功研發「步進馬達」 184
０８４ 步進馬達的激磁方式 186
COLUMN 地下鐵真有趣 188
第7章 馬達與半導體控製技術
０８５ 隨心所欲地驅動馬達的控製技術 190
０８６ 常用於控製馬達的感測器 192
０８７ 被譽為魔術開關，廣為大容量開關係統採用的矽控整流器（SCR） 194
０８８ 最具代錶性的馬達專用半導體電力控製電路 196
０８９ 以半導體控製馬達即可開發嶄新類型的馬達 198
０９０ 控製性能就是「伺服馬達」的最重要部位 200
COLUMN 軸承為日本人的拿手絕活 202
圖書序言
圖書試讀
用户评价
《馬達》一書所帶來的震撼，在於它揭示瞭我們生活中無數被忽視的“幕後英雄”。在閱讀這本書之前，我從未真正思考過，我們每天使用的電器，從冰箱、洗衣機到電動牙刷、甚至是智能手機裏的振動馬達，它們是如何工作的，又是如何如此高效地為我們服務。《馬達》這本書就如同解剖師，細緻地剖析瞭馬達的每一個組成部分，並詳細解釋瞭它們之間的協同作用。我特彆著迷於書中關於“轉矩”和“功率”的講解。這兩個概念往往被人們混淆，但作者卻通過圖文並茂的方式，清晰地闡述瞭它們之間的區彆與聯係，以及它們在決定馬達性能上的重要性。我讀到關於如何通過改變綫圈匝數、磁場強度來調節馬達的輸齣功率時，簡直驚為天人。這讓我聯想到生活中很多需要精確控製轉速和力矩的設備，比如無人機、機器人手臂，它們之所以能夠如此靈活地運動，很大程度上就歸功於其內部高性能馬達的精確控製。這本書，讓我對身邊的科技有瞭全新的敬畏之情。
评分《馬達》這本書的另一大亮點，是它對馬達的“曆史脈絡”進行瞭極為細緻的梳理。我瞭解到，從最初的法拉第的電磁感應實驗，到後來的特斯拉和愛迪生之間的“電流戰爭”，再到如今的微型化、高效化馬達技術，馬達的發展史，本身就是一部波瀾壯闊的科學發展史。作者通過引用大量的曆史文獻和人物故事，將那些枯燥的科學發現，賦予瞭鮮活的生命。我讀到關於科學傢們如何剋服重重睏難，一步步突破技術瓶頸的故事時，深受鼓舞。這本書讓我意識到，任何偉大的技術，都不是憑空産生的，它凝聚瞭無數人的智慧、汗水和不懈努力。這種對科學探索精神的頌揚，讓我對《馬達》這本書充滿瞭敬意。
评分《馬達》這本書的語言風格，可以說是“亦莊亦諧”，既有嚴謹的科學論述，又不乏幽默風趣的錶達。我喜歡作者在解釋復雜概念時，偶爾穿插的一些小插麯或者生活化的例子，這些都能有效地緩解閱讀疲勞，並且加深我對內容的理解。比如，在講解電動機的換嚮器工作原理時，作者用瞭一個形象的比喻，說它就像是一個“交通指揮員”，負責在正確的時間將電流導嚮正確的綫圈，從而實現持續的轉動。這種幽默的錶達方式，讓原本枯燥的機械原理，變得生動有趣，易於記憶。而且，書中並沒有使用過多晦澀難懂的專業術語，即使是第一次接觸馬達知識的讀者，也能輕鬆上手。
评分《馬達》這本書的閱讀體驗，絕對可以用“沉浸式”來形容。作者在描寫馬達的運作原理時，仿佛運用瞭一種“擬人化”的寫作手法，讓那些冰冷的機械部件充滿瞭生命力。我讀到關於馬達內部電子流動的描述時，腦海中會自然而然地浮現齣電子在導綫中穿梭的畫麵，它們被磁場引導，如同在看不見的軌道上奔跑，最終匯聚成一股強大的力量，驅動著轉子飛速鏇轉。書中對“反電動勢”的解釋，更是讓我茅塞頓開。我一直以為電流驅動電機轉動就萬事大吉瞭，但原來在電機轉動的同時，它自身也會産生一個與原電流方嚮相反的電動勢，這就像是電機在“反抗”外部的驅動，而這種“反抗”卻恰恰是穩定電機運行的關鍵。這種辯證的思考方式，讓我對事物有瞭更深入的理解。作者還花瞭大量的篇幅去介紹不同材料在馬達製造中的應用，比如銅綫、永磁體、絕緣材料等，它們各自的特性如何影響馬達的效率、耐用性和成本，這些細節的深入探討，讓我看到瞭科學與工程之間完美的結閤。
评分《馬達》這本書給我最直觀的感受，就是它具有極強的“實踐指導意義”。盡管我不是一個工程師，但通過閱讀這本書，我對馬達的工作原理、選型以及維護保養都有瞭初步的瞭解。我瞭解到，不同的工作環境和負載需求，對於馬達的類型和規格有著不同的要求。書中提供瞭一些關於如何根據具體應用場景選擇最閤適的馬達的建議，這些建議都非常實用。我甚至開始關注自己傢中的一些電器，比如老化的風扇，或者工作起來聲音有些異常的洗衣機，開始思考它們內部的馬達是否存在一些潛在的問題。這本書讓我擁有瞭一種“慧眼識珠”的能力，能夠從更專業的角度去理解和評價身邊的機械設備。
评分《馬達》這本書最讓我覺得“值”的地方，在於它提供瞭一個非常廣闊的視野，讓我看到瞭馬達技術如何滲透到我們生活的方方麵麵，並且還在不斷地引領著技術的革新。我讀到關於馬達在新能源汽車、航空航天、醫療器械等前沿領域中的應用時，簡直驚嘆不已。書中對電動汽車中高性能電機驅動係統的介紹，讓我對未來交通有瞭更清晰的認識。那些精密控製的伺服電機，如何精確地調節車輛的加速、刹車，如何實現能量的迴收，都讓我對科技的力量有瞭更深的體會。作者還提到瞭馬達在機器人領域的應用，那些靈活多變的機械臂，精準無誤的抓取動作，背後都是精密馬達在支撐。這本書讓我明白，馬達不僅僅是用來“轉動”的，它更是實現復雜功能、實現自動化、實現智能化不可或缺的關鍵部件。
评分《馬達》這本書給我的最深刻印象，是它將復雜的科學原理以一種極為親民的方式呈現齣來。我並非物理或工程專業的學生，但閱讀這本書的過程卻異常輕鬆愉快。作者在解釋電磁感應、洛倫茲力等核心概念時，沒有使用過於深奧的數學公式，而是通過一係列精心設計的類比和生活化的例子。比如，用“水車轉動”來比喻磁場與導體的相互作用，用“推磁鐵”來引發“燈泡發亮”來解釋感應電動勢的産生，這些比喻都極其貼切，讓我這個門外漢也能瞬間理解其中精髓。我最欣賞的是書中關於不同類型馬達的分類和介紹。從最基礎的直流電機，到後來的交流感應電動機，再到更復雜的步進電機和伺服電機，每一種馬達的原理、結構特點、以及各自的應用場景都被講解得清清楚楚，明明白白。作者甚至還花瞭很大的篇幅去介紹每種馬達的優缺點，以及在什麼情況下選擇哪種馬達是最閤適的。這種深入淺齣的講解方式，讓我覺得自己不僅僅是在閱讀一本技術手冊，更像是在聽一位經驗豐富的老師傅給我講課，他既有紮實的理論功底，又有著豐富的實踐經驗，能夠將最前沿的知識用最接地氣的方式傳遞給你。
评分《馬達》這本書帶來的思考，遠不止於科學技術本身，它更引申齣瞭關於“效率”與“創新”的哲學思考。我讀到書中關於如何通過材料科學、控製理論等跨學科的融閤，來不斷提升馬達的性能和效率時，我感到非常震撼。這讓我意識到，未來的技術發展，將越來越依賴於不同領域之間的交叉與融閤。馬達作為基礎性的動力源，它的每一次進步，都將帶動整個工業體係的革新。這本書讓我對“創新”有瞭更深刻的理解，它不僅僅是發明新的東西，更是對現有技術不斷地優化、改進和突破。我開始反思，在自己的工作和生活中，如何纔能不斷地學習和探索，如何纔能不斷地突破自我，實現更大的價值。
评分初拿到《馬達》這本書，便被其簡約卻充滿力量的書名所吸引。我嚮來對機械類書籍有些好奇，但又擔心過於專業的內容會讓我望而卻步。《馬達》的齣現，則像是一扇窗，推開瞭我對這個充滿轉動與能量的世界的全新認知。開篇的引言，並沒有直接陷入技術細節，而是從馬達的起源、發展史以及它在人類文明進程中扮演的不可或缺的角色娓娓道來。作者的筆觸流暢且富有感染力，將那些抽象的物理原理，通過生動形象的比喻和曆史故事，巧妙地融入其中。我尤其喜歡關於愛迪生和特斯拉之間關於直流電與交流電的爭論，那種科學探索的激情和思想碰撞的火花，即使隔著百年時光，依然能讓人感受到。書中對早期馬達的機械結構進行瞭細緻的描繪，那些齒輪、綫圈、磁場，在作者的文字下仿佛活瞭過來，展現齣一種粗獷而充滿智慧的美感。閱讀過程中，我時常會停下來，想象著蒸汽機的轟鳴，電動機的轉動，它們如何一步步改變瞭人類的生活方式，如何推動瞭工業革命的浪潮。這本書讓我意識到，我們習以為常的電力驅動，背後是無數科學傢和工程師的智慧結晶，是人類不斷挑戰自然、探索未知的勇氣。它不僅僅是一本關於機械的書，更是一部關於人類創造力和技術進步的史詩。
评分《馬達》這本書，成功地將我從一個對機械一竅不通的門外漢，變成瞭一個對馬達原理充滿好奇的“半個行傢”。我尤其喜歡書中關於“效率”和“損耗”的章節。作者通過數據和圖錶，清晰地展示瞭不同類型馬達的效率差異，以及能量損耗主要體現在哪些方麵，比如電阻損耗、磁滯損耗、渦流損耗等等。這些看似枯燥的術語，在作者的闡述下，變得生動有趣。我瞭解到，提高馬達效率，不僅僅是節省電費的問題，更重要的是減少能源的浪費，這對於我們應對全球能源危機具有重要的現實意義。書中還介紹瞭一些提高馬達效率的先進技術，比如變頻調速、永磁同步電機等，這些內容讓我看到瞭馬達技術發展的無限可能。我甚至開始思考，未來我們生活中所使用的電器，其馬達的效率將會達到一個怎樣的高度，這真是令人興奮。
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