｜磁力優化技術改善馬達耗能的關鍵

摘要：面對近年來世界各國貿易保護主義高漲，其最常運用的工具不外乎以「節能減碳」為名，築起非關稅壁壘，同時實施產業補貼政策。對於台灣以出口為主的電子電機產業而言，尤應緊跟此潮流，才不致淪為受制裁對象，還能順勢掌握各國政府補貼商機。對於多年來持續在台灣主導節能減碳技術發展的工研院而言，其不僅透過其專業服務團隊，深入各民間企業輔導節能，更已開發出薄型馬達、磁力優化等多項關鍵零組件與專利技術，可望擴散至馬達等相關產業。

關鍵詞：磁力優化、薄型馬達

Keywords：Flux merge, Thin motor

前言
在全球節能趨勢引導下，工業馬達雖屬發展近百年以上的成熟產業，供應鏈相當完整，向來只被視為標準零配件之一，卻因其龐大節能潛力與技術成熟度而備受關注。根據國際能源總署（IEA）調查，現今馬達系統電力消費量約占全球終端用電量46 %，工業部門用電量64 %，為電力終端使用最大單一耗能來源。於是各國乃利用最具成本效益的政策工具，實施最低能源使用效率標準（MEPs），紛紛透過立法要求境內上市馬達之能源效率，應達到法定的最低能效標準。隨著美國、歐盟、日本、南韓與中國大陸等大國相繼將工業馬達MEPs標準提高及擴大實施範圍等策略影響，刺激馬達產業附加價值提升及節能技術開發，成為驅動產業成長的主要動能。依工研院IEK預估明（2014）年工業馬達市場規模將達到263.5億美元，比今年成長6.1 % [1]。

由於馬達產業鏈發展至今已相當成熟，導致國內馬達製造廠商也以生產泛用（標準）品為主，未必都能滿足個別使用者須放置在狹窄短小空間等特殊要求。即便客製化，也僅增加部份框架型號或參數，使用者若希望交由國外大廠解決，則擔心須負擔高額修改經費。因此，2011年工研院機械所成立研發團隊，投入研發高附加價值的薄型（扁平式）馬達。加上馬達為了增加磁通密度，提高效率需採用內含稀土元素的永久磁鐵，但占全球9成稀土產量的大陸卻管制出口，導致馬達成本居高不下，讓各國必須積極尋求產品能減少稀土用量的方法，機械所先進馬達技術部林正軒博士表示，其要件不外如下：

1. 改變永久磁鐵材料，從材質上減用稀土。
2. 回收內含稀土廢棄產品，再重新精煉。
3. 改善馬達設計以減少稀土用量。

因此深入研究如何在不影響馬達效率與輸出扭矩下，提昇馬達效能，或改變構型角度，讓馬達主體更薄、更小，減少稀土用量（圖1），即便使用等量稀土，也能比同級產品輸出扭矩更高，提升馬達效率，進而使能源使用效率提昇，達到節能的目的（圖2）。