｜工研院單相馬達實驗室之建置介紹與國內外單相檢測標準之比較

摘要：工研院低壓單相感應馬達能效測試實驗室之成立宗旨，乃應主管機關經濟部能源局之委託而設立，將擔負起未來國內生產銷售高效率單相感應馬達能源效率測試之公正驗證機構角色。因此軟硬體之設計，完全依據目前國家標準CNS1057之要求而建立，並保留將來國際法規IEC與IEEE法規調和之需要而可擴充之。此外並考慮到現行國際節能減碳之目標，電動汽機車之推行，電動馬達性能開發研究測試所需，並可方便提供業者與研究單位之一個最佳的研究測試服務據點，同時省去了重複建置成本與負擔。

Abstract: The set up purpose of ITRI low-voltage single-phase induction motors energy efficiency testing laboratory was established on the commission of Bureau of Energy，Ministry of Economic Affairs, and will take the responsibility as an impartial certification body in the efficiency test for future domestic sales and product of high-efficiency single-phase induction motors. Therefore, its hardware and software designs were developed entirely in accordance with the requirements of current national standard CNS1057, and reserved for the need of regulation expansion for future IEC and IEEE international regulations mutual recognition. In addition, taking into account existing international energy savings and CO₂ reductions targets, the promotion run of electric motor vehicles, and in response to the requirement of research and development of electric motor performance test, we facilitate a best research and testing service base for the provision of industry and research institute, meanwhile eliminating their costs and burdens of duplication set of equipment.

關鍵詞：單相感應馬達、分相起動、電容器起動、推斥起動、滿載特性

Keywords：single -phase induction motors, split-phase start, capacitor-start induction-run, repulsion-start, full load characteristics

緣起
目前全世界尚未有一個國家真正在執行單相感應馬達之能源效率標準，現行國家標準僅供工業界產品之參考標準而已，未來全世界只有美國率先以法規執行，全面實施單相感應馬達之能源效率標準，並訂定有嚴謹的法規，作為執行的依據，且將於2015年2月正式生效並實施之。

國內外單相感應馬達法規比較

• ■ 我國單相感應馬達法規
  我國目前國家標準有關低壓單相感應馬達能效標準者為CNS1057與3618。
  兩種單相感應馬達之測試方法，其適用範圍，皆要求適用於額定頻率60Hz，額定電壓250V以下，周圍溫度40℃以下之測試環境，惟後者只適用於100瓦以下。
  
  又兩種測試方法之感應馬達分類前者分為：分相起動型，電容器起動型，電容器運轉型及電容器起動電容器運轉型四種;後者分為：分相起動型、推斥起動型、電容器起動型，電容器運轉型及蔽極型等五種。
  
  對於測試設備之精確度要求：無。
  ．性能測試方法：依據本標準需完成構造檢查，溫升試驗，滿載特性及起動電流試驗，轉矩試驗，噪音試驗與絕緣耐電壓試驗等6種試驗，但後者100瓦以下，不要求執行滿載特性及起動電流試驗。
  ．標準要求：每一單相感應馬達都有依其額定輸出及極數之不同，而有不同之特性要求標準。
  
  
• 日本單相感應馬達法規
  其適用範圍為4極連續額定之頻率為50Hz或60Hz，但不含或共有50Hz 或60Hz者，與電壓小於250V，具有一個保護系統IP2X（保護型）或IP4X（全閉型）者，是使用在冷卻溫度小於40℃的地方。測試馬達種類：依照起動方式，分為分相起動與電容器起動兩種。而其測試方法:分（1）結構測試、（2）溫度測試:又分為決定冷媒溫度法與電阻法兩種、（3）滿載特性與起動電流測試、（4）轉矩測試、（5）噪音測試、（6）誘電性之耐電壓測試。
  
  
• 美國單相感應馬達法規
  美國能源署（DOE）於2009年10月24日提出擬訂法規標準，2015年2月28日生效。
  適用範圍為電容器起動型，電容器起動電容器運轉型之所有馬達與馬達設備製造商，或進口到美國之進口商。測試馬達種類：分電容器起動型（CSIR），與電容器起動電容器運轉型（CSCR）兩種。而測試方法：測試程序是結合著，並參考電機及電子工程協會（IEEE）標準112-2004（測試方法A及測試方法B），IEEE標準114-2001及加拿大標準協會（CAN/CSA）標準C747-94。
  新的IEEE 標準 114-2010對於測試設備中儀器的選用有明顯的規範要求，參考環境溫度為25℃，所有電阻量測均應修正到此值，所需完成之測試項目包括:溫升、效率與功因、性能、堵轉、過負載、切斷電阻、風阻快速變化溫度、絕緣與耐壓等測試。
  
  ■ 節能減碳
  依據美國能源署之分析與評估，自2015年開始實施單相感應馬達之能效標準後，預估30年間（2015-2045），單就電容起動型（CSIR）馬達，累計可節省2.13的4次方倍能源，其計劃節省能源總數，相當於美國780萬公民一年所使用的總能源。對於環境效益，至2030年，可節省電力2049GW，二氧化碳（CO2）的減量為124.8百萬噸（Mt）（2015~2045年）。