經濟暨綠能發展處

面對國內溫室氣體減量及管理法修法與國際溫室氣體排放管制趨勢，推動製造部門溫室氣體減量刻不容緩。由於製程技術或設備導入須考量之因素眾多，為協助工廠順利進行低碳生產新技術或設備導入之前期規劃，經濟部產業發展署辦理「低碳生產技術彙編」，藉由各產業專家所建議低碳生產技術設備之技術介紹及實務案例，以協助企業排除技術篩選之困擾與障礙，順利導入低碳生產製程技術。 
本系列內容將介紹四種不同製程動力系統節能技術，本篇說明「永磁馬達」技術重點如下： 
 
製程動力系統節能技術：#1永磁馬達技術 
 
● 技術原理 
永磁馬達與感應馬達的基本結構，最主要的不同處在於轉子部。感應馬達的轉子是由鼠籠或繞線型式的銅或鋁等導電材質所構成，而永磁馬達的轉子則是有永久磁石，依磁石放置型式可分為表面型(Surface-mounted Permanent Magnet, SPM) 及內藏型(Interior Permanent Magnet, IPM) 轉子馬達。因永久磁石可在轉子建立磁場，不需如感應機需由二次導體感應電流建立，故無二次銅損且具有效率高、溫升低、體積小、重量輕等優勢。此外，依應用所需，若選配位置回授元件如編碼器(encoder)、解角器(resolver) 等，將非常適用於省能源、高響應及高精度的各式應用。 
 
● 技術特點 
製程動力系統運用永磁馬達技術節能效果顯著，與感應馬達相比主要特點有： 
1. 高效率：馬達效率符合IE4 等級，全轉速範圍效率均高於感應馬達，節能潛力高； 
2. 高精度：適合做定位定速控制； 
3. 高響應：為同步馬達，反應速度快； 
4. 低速高扭力：變頻應用時低速也可產生最大力矩。 
 
● 注意事項 
技術規劃設計應考慮因素包括： 
1. 永磁馬達相較於感應馬達，重量輕且體積小，因此在原來已安裝感應電機的機械設備中，汰換成永磁馬達並無問題，惟因相關安裝仍具有專業性，須先確認馬達安裝尺寸及重量，並委由相關專業人員執行； 
2. 永磁馬達不適用於含有大量鐵屑之製程現場，另高溫環境會使其磁鐵磁力與抗磁場能力下降，故不建議應用於製程環境有大量鐵屑( 如鋼鐵業煉鋼製程) 或高溫之區域( 依各廠商使用之磁鐵等級及馬達設計而有所差異，一般永磁馬達適用環境溫度約為-15~40℃ )； 
3. 永磁馬達安裝時與一般感應馬達無異，應考量環境為室內或室外、環境溫度高低等現場條件； 
4. 永磁馬達可搭配許多市售驅動器運轉，應用時可詢問永磁馬達設備廠商或相關驅動器廠商意見。 
 
● 建議應用場域 
永磁馬達技術可應用產業為具有風機、水泵、空壓機、送料機械、裁切機械、傳動機構…等動力輸出設備之製造業，若其他產業具有相同或類似設備者亦得斟酌參考與應用，惟含有大量鐵屑及高溫環境如鋼鐵業之煉鋼 
製程現場較不建議使用。 
 
●應用案例 
案例廠為紡織產業之紡纖製造廠商，原設有數百台定速感應馬達，主要驅動製程動力設備，因永磁馬達節能成效良好，具有降低能源成本及減少二氧化碳排放等多重實質效益，故陸續將廠內100 多台的送風動力設備全面替 
換為永磁馬達。依案例廠電力分析儀量測值估算全年節能量，改善後量測功率為20.32 kW，改善後之節能量為12,579 kWh/ 年，節能率約9%。