马达的原理可以简单地用图一来解释

马达的原理可以简单地用图一来解释。

(1)马达结构简述:以内转子马达而言，马达外圈有所谓的定子，定子是将激励线圈绕在导磁材料上的绕线结构，当交流电流通过激励线圈以后，在定子上会形成如图一所示的磁北极(简称N极)或磁南即(简称S极)。

马达内圈则是会转动的转子，一般是以感应电流的方式或永久磁铁的方式来形成N极或S极。

(2)马达的转动:我们都知道，N极与S极都会产生同极互相排斥，异极互相吸引的作用力，所以在下图图二的排列状态，两者会产生互相推斥的力量，而形成相对运动。如果其中一个是定子，一个是转子，则转子一定会转动。

由图二的说明，转子因互斥力而转动，产生转动惯量，当转动到图三的排列状态，两者间的交互力变成互相吸引的力量，此时转子会顺着转动惯量，沿着原来的转动方向继续转动。如此斥力、吸力一直周而复始地作用于彼此间，使得马达不停地转动。

(3)定子的结构:传统的定子是一个圆柱体，如图四。中间有很多开口槽，是用来缠绕“激励线圈”的“线槽”，“线”要穿过“线槽”，如果不用人工加上慢工出细活的方法，很难把线绕满。“线槽”的“占槽率”低，必须增加定子的体积，来补偿“占槽率”低导致的负面效应，如此，整个马达的体积就会很大，无法应用在某一些场合，所以为了要缩小马达体积，“占槽率”必须提升。

为了提升占槽率，可将定子矽钢片分割成 N 等份的“单体定子矽钢片”，然后将每一个“单体定子矽钢片”绕线绕满成“单体定子”，再将所有的“单体定子”组合成一个完整的定子，如图五。如此，“绕线占槽率”便可大幅提升，使整个马达的体积缩小。（单独的“单体定子矽钢片”的外型，很容易就可以用自动化的方式把线绕满。）

(4)分割式定子组合精度:将“单体定子”组合成一个圆形，放进一个金属框中（马达的外框），要使得圆形定子内径“真圆度”与“圆柱度”的精度一次到位并不容易，一般的制造商大多在组合后，再用车床进行二次加工才能达到要求，但增加二次加工的工序，会衍生出其他的问题，所以，如何在不需要二次加工的情况下，便可达到很高的精度，是一个很有价值的议题。当然，在制作的过程中，有很多困难必须克服，例如“零件精度”、“制程精度”等，有非常多的细小环节，都必须一一克服。

值得一提的是“中框热配”制程，在制作分隔式定子的过程中，需将外壳加热变大，然后将定子放进去，然后降温，借由外壳变小，让外壳与定子扣紧在一起。我们可以想像得到，这个过程必须是很细腻的，不能有任何的差错。假如发生扣得太紧、太松、温度梯度不对称等问题，都会影响到组合精度，产生不可逆的后遗症。整个制程的关键技术就是如何控制温度，这是书本上是绝对没有的知识。

为了要快速找到合理的制程参数，我们的工程师们借由多次理论的推导、模拟软件的检验、实体实验的验证，自己建立了一个演算模型，借由这个演算模型，可以帮助我们减少实验的次数，快速地得到组合过程中的每一个制程参数。要找出这些制程参数并不容易，因为参数间有交互作用，而且是非线性的动态参数，我们之所以能够找到这些参数，是因为我们花了很多时间建立了这个演算模型，借由演算模型的建模，再搭配实验验证，才能得到精准的结果。

很值得大家注意的是，制造这种可分割定子马达的机械是我们工程师设计的，主要负责的工程师其实是学电机的，他的工作经验使他感觉到机械的重要性，也就跳入机械的行业，而且成为了一个相当不错的机械工程师。由于他当年在物理上面的知识，使得他能够具备建模能力。我们年轻工程师还是要把基础的学问学好，这样才可以很容易地转行，使自己更有竞争力。

国家要有这种观念，那就是自己的机械，自己开发。我们也应该知道如何使用马达，更要知道如何制作马达。很希望国人能够在马达的制作上一直进步，因为绝大多数的厂房里都在使用马达的，效率高的马达对整个国家的能源供应都十分重要。