一般應用之馬達之設計方法，大多都以馬達長時間應用之操作點為設計條件做馬達設計，而在本研究中馬達應用於軸流式風扇。一般使用於長時間運作之需散熱場合，馬達之種類為永磁直流無刷馬達，但由於考慮到風扇之性能特性與實際應用時受到溫度、濕度、壓力及空氣密度等影響，實際應用之操作點並不會固定於一點。故本文先透過負載分析分析出軸流式風扇之性能負載曲線，再以分析出之結果作為馬達匹配設計之條件做設計，預期達到匹配應用及馬達效率提升之目的。於本研究中馬達性能之呈現方式都已開迴路的方式驅動本研究設計之馬達，以馬達最原始之性能特性匹配待應用之軸流風扇負載特性。而馬達設計之部分，則以有限元素模擬軟體輔助設計及分析，最後以特性不同之材料實作，並比較實際應用於軸流風扇之結果是否符合預期之目標。最後實作比對的結果為成功將馬達高效率區匹配設計在軸流式風扇之長時間運作範圍內，並提升風扇額定最大流量點9 %之馬達效率。

At the moment, the general motor design methods usually adopt the long operation at the using point as the design criterion. This research is targeted at the motor used in axial-flow fan and the general cooling system that required long operation time, and thus the permanent magnet brushless DC motor is utilized. According to the performance characteristics of the fan and also the influence factors in practical applications, such as air temperature, humidity, pressure and density, the using point of the practical application actually will not be a fixed one.

Therefore, this paper firstly analysed the performance characteristics of the axial-flow fan by load analysis, and then the analysed result is adopted in motor matching design to further realize the motor matching design and improve motor efficiency. The finite element simulation software is conducted in the design and analysis, the prototype is established, and finally the results of axial-flow fan of practical applications is compared and verified to be in line with the expected target.

Motor design of simulation results, accord the load analysis results of axial-flow fan. And the results of the measured, the high efficiency range matched the characteristic speed range of the axial-flow fan, speed at 5600 rpm to 7200 rpm, and the highest efficiency point raised by 9%.

Establish process matching design of permanent magnet brushless DC motor design and load analysis results, matching design of motor and improve the efficiency of motor applications.

Key words: Axial flow fan, fan motor, load analysis, BLDC motor, matching design.

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