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。 
 
本系列內容將介紹六種不同製程動力系統節能技術，本篇說明「永磁變頻螺旋式真空泵技術」，重點如下： 
 
製程動力系統節能技術：#4永磁變頻螺旋式真空泵技術 
 
🎬 技術原理 
永磁變頻微油螺旋式真空泵螺旋轉子的設計以相反方向運轉做為真空泵的本體結構，非接觸式油潤轉子且無旋片結構，因此不會發生旋片顫振及磨損，可降低長期運轉後抽氣效率衰退的風險。永磁變頻馬達本身具有效率高、啟動電流小、材積小重量輕等多項特性，再藉由變頻調控，可於負載低時降低運轉噪音與油氣排放、改善作業環境。另 
搭配智慧觸控面板，以參數進行演算法運算，再透過多樣化的連線通訊模式能精準反映與回傳真空設備的運行狀況，確保設備效能極大化。 
 
永磁變頻微油螺旋式真空泵可根據負載控制頻率，調整轉速以減少不必要的能源耗用。傳統定頻式無論真空需求高低，定頻真空泵仍全速運轉；而變頻真空泵則依真空需求調控轉速，可減少無謂的能源浪費。永磁變頻真空泵在全頻率範圍內有高抽氣效率，優於IE4 能耗表現的永磁式變頻馬達與變頻控制，平均能耗比傳統定頻式真空泵少20~50%，無論負載如何變化，相較於定頻真空泵之真空壓力呈現波動，變頻真空泵可維持穩定之真空壓力提供製程所需。 
 
🎬 技術特點 
製程動力系統運用永磁變頻微油螺旋式真空泵技術及監測聯控系統有下特點：： 
1. 永久磁鐵輔助型同步馬達是永久磁石代替繞線設計，具體積小、重量輕、啟動電流低等特性，屬變頻設備中最有效率的技術；其油冷式馬達可避免定頻馬達外掛變頻器時散熱效果受限的缺點，冷卻機油也可同時用於潤滑軸承，減輕保養負擔。 
2. 以變頻器搭配智慧監測系統，可藉由不同轉速維持製程真空度；視覺化的控制系統與演算邏輯，依據參數進行自我調整與運轉最適化，因應需求降低能耗，達到智慧製造與環境友善的雙重目的。 
3. 永磁變頻微油螺旋式真空泵可藉由聯控系統統一調整運轉狀態，以單點壓力回授再由演算法找出多台設備併聯運轉的最適點，確保真空系統穩定與能耗最佳化。 
 
🎬 注意事項 
技術規劃設計應考慮因素包括： 
1. 真空系統負載需求與主備機的運轉考量，以整體性規劃達到最佳運轉效益； 
2. 因應不同製程時所吸入氣體或粉塵特性，須選用合適的前置過濾器( 如旋風分離桶、氣液分離罐)，良好有效的設計可再延長設備運轉生命週期； 
3. 現場安裝需預留合適的保養空間，正確的冷卻方式與工作環境都可以確保設備效能不衰退； 
4. 使用變頻器時可能會產生電磁干擾(Electro Magnetic Interference, EMI)、電流諧波(Harmonic) 等問題，建議選用符合IEC 規範( 如61800-3) 的設備；若造成電力、負載等系統穩定度之影響，需以裝設諧波抑制器等方式進行改善。 
🎬 建議應用場域 
自動化吸放、塑膠成型、玻璃製瓶、金屬製罐、除氣脫泡、真空保鮮、印刷裝訂、紙塑造紙、真空包裝等不同製程均可評估，建議應用產業包含半導體業、面板業等 
 
 
🎬 應用案例 
國內某家半導體封測廠商廠內原有6台60 hp定頻水封式真空泵(4台使用2台備用)，因廠內製程需求增加，需常態性地再啟動第5台定頻式真空泵投入。經評估後，將其中3台替換為50 hp永磁變頻微油螺旋式真空泵。透過替換永磁變頻微油螺旋式真空泵，投資金額約為450萬(含土木工程、管材閥件、電力供應系統、安裝工程等項目)，節能效率可達45%以上，每年可節省260萬電費，減碳量可達456噸CO2e，預估僅需1.7年即可回本。