馬達是工業與民生產品當中,最重要的動力元件,應用馬達的系統,雖然可替人類帶來自動化的便利,但是隨著各種相關器具使用量的增加,也相對地消耗全球大量的能源。目前就整個工業用電狀況來看,馬達相關系統用電量早已超過一半,因此提高馬達系統的能源效率,遂成為各國一直大力推動的重點工作,希望藉由馬達能源效率的推動與改善,以達到整體國家最終節能的目的。而國際組織提升馬達效率規範的制訂,蔚為風潮,直接影響到馬達的製作與設計,此將引爆「高效率馬達時代」的來臨,並且大部分傳統馬達終將被淘汰。

在制定馬達最低效率的延續性詳細限制當中,目前各國已實施類似歐盟的能效法規,多數地區限制當地低能效馬達的銷售與使用。美國已從2010年底執行,約等於IE3等級的N EMA(美國全國電器製造商協會)標準,目前也有IE4等級的Super Premium產生。歐盟已規定被列管的馬達自2011年6月16日起,效率不得低於IE2的等級,IE3則預定在2015-2017年分階段實施。

2011年台灣馬達產量約1億台,產值約新台幣210億元,因此在考慮各種節能方案中,改善馬達及其驅動系統效率,所產生的效益十分可觀。綜觀國內外馬達應用設備的使用狀況,經調查其耗用電力約占總售電量的一半以上,其中更占工業部門耗電量的70%,因此對於應用馬達的設備而言,馬達的應用技術對於是否能有效節能就扮演著舉足輕重的角色。目前先進國家大多以能源效率標示制度,作為指定耗能設備或器具,能源效率管理的重要策略工具,藉由強制要求廠商於進口或販售產品時,揭示產品能源效率資訊,引導消費者購買高能源效率產品,以達到節能減碳的政策目標。

因應工業節能風氣的到來,為解決馬達產業所面臨的各項技術缺口,作者提出下列各項策略說明:首先,在系統設計與整合匹配技術開發方面,由於我國驅動IC設計產業與馬達產業缺乏整合,馬達業者專注於馬達生產之際,無法掌握馬達關鍵的驅動控制系統,以致於難以配合我國應用產業之需求,開發出符合我國應用產業需求之馬達。所以藉由整合我國已具有競爭優勢之半導體產業,與馬達業者共同開發驅動器控制系統,實為帶動我國整體工業升級的契機。

其次,在關鍵材料技術開發方面,磁石與矽鋼片為馬達最關鍵元件,製造材料稀土受中國大陸掌握,日本已朝向無稀土以及省稀土材料開發。我國應與日本同屬資源缺乏國家,朝向無稀土、省稀土材料開發,為擺脫關鍵材料受制於人的必要方法,台灣可與日本策略聯盟,或技術合作生產,共同擴展兩岸高性能、低成本的耐熱永磁馬達商機。

另外,直流無刷馬達的研究及技術開發,亦是當今馬達產業最熱門的項目,馬達設計最佳化、矽鋼片電磁性提升、永久磁鐵磁場特性提升、繞線技術改良、電子控制技術精進,都是馬達及上中下游廠商,必須努力達成的研發目標。

另外,在製程與自動化技術開發方面,由於材料、系統整合以及製程與組裝自動化技術設備缺乏,以致於我國馬達設計以及製造仍存有相當的缺口,所以藉由整合我國自動化產業之能量,將原來使用於半導體與FPD產業之自動化技術與馬達產業結合,開發馬達專用之伺服繞線機、組裝機、與線上監控系統等,以提升我國馬達生產的效率與規模。

最後,在驅動控制技術開發與檢測驗證技術方面,馬達驅動控制裝置以微處理器為硬體核心,藉由整合我國半導體設計與製造技術,補足我國馬達產業所缺乏的驅動控制技術,建構完整的產業鏈。國內新公告的CNS14400的馬達能源效率值已與國際接軌,未來應積極落實新版能效要求,以促進業界持續改良產品,推升我國馬達產業的技術層次。

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