從氣候變遷看馬達變頻器的節能減碳效應

中央研究院於107年10月29日一場開放活動，由中研院院長廖俊智主講的「環境變遷九局下半」演講中提到：「地球表面及海面溫度不斷上升，每年全球的平均溫度也逐年增加」。自1900年、近百年來全世界年均溫上升0.8°C，台灣則上升1.3°C，明顯高於全球平均。在颱風出現頻率方面，雖然颱風生成數會降低，但若颱風生成，將會是強烈颱風的等級。 氣候變遷衝擊各地生態及產業，恐殃及人類健康。極冷、極熱、強降雨與乾旱除了影響社會，每個個體也將遭受波及。

　馬達在電能扮演著最耗能的角色，因此在動力系統裡如何讓變頻器結合馬達，讓電力系統有效應用，是值得大家重視的課題。而變頻器在馬達省電上非常有感，更是工業上傳動系統節能的首選。

　簡單說，交流電動機的轉速是由工作電源頻率和馬達的極數決定，基本感應馬達每分鐘轉速（Ｎ）公式為Ｎ＝120f/p（f:電源頻率,p:馬達級數），所以變頻器的工作原理是藉由改變供給馬達電源頻率來改變馬達轉速，而馬達消耗功率與轉速三次方成正比，也就是在同樣的流體負載下，轉速減半時，所消耗的功率約降為原來的1/8。

　早期空調系通都是壓縮機，風機以額定轉速運轉，於出風口用擋風板來控制冷氣出風量大小，造成大量能源浪費，如改用變頻器，視需要來改變壓縮機運轉轉速和出風口風扇轉速，則可節省大量能耗。另外一個節能方式是變頻器在減速時能使馬達進入發電機模式，將減速動能回收到電源系統，這對於常須加減速系統更可收到節能效果。

　台灣電力電子產業如電腦電源、不斷電供應器已在世界名列前茅，因此變頻器在產官學研不斷的深耕之下，也將在世界市場逐漸占有一席之地。國產變頻器為了協助客戶提升競爭力，突顯其「變頻器遠端操作、智慧連網再升級」的理念，推出全新的App，以手機即可輕易達成遠端操作、參數設定等功能優勢，讓使用者不再受限於狹小的機台空間或複雜的通訊接線，已具有很好的發展優勢。

　電能屬於一種相對的潔淨能源，越來越受到民眾的歡迎使用，如電動車在未來將大幅取代汽車，在電能需求越來越快速成長下，如何讓電能有效的運用愈來愈重要。目前家中使用的電器設備如變頻式空調、冰箱、洗衣機、自來水加壓機等隨著群眾的認知愈來愈普及，期待台灣變頻器業者能為節能減碳發展出更好的產品，不只在交流感應馬達用的變頻器，還需擴展到更高效率直流無刷馬達變頻驅動器，業者們更需好好結合變頻器與馬達的運用，為節能減碳的大氣環境盡一份心力。（本文作者陳慕平先生：曾任肯福達科技有限公司執行長、工研院能資所能委會計畫主持人）