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高效率馬達之研發與推廣

高效率馬達之研發與推廣. ● 世界高效率馬達發展趨勢 ● 高效率馬達節能效益分析 ● 高效率馬達研發 ● 展望. 報告人 : 東元電機 康基宏. 2008.12.05. ELECTRICAL ENERGY ( Adopted from EPRI). EPRI ： Electric Power Research Institute. < < < < < < < < < < < < < <. < < < < < < < < < < < < < <. < < < < < < < < < < <

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高效率馬達之研發與推廣

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  1. 高效率馬達之研發與推廣 ●世界高效率馬達發展趨勢 ● 高效率馬達節能效益分析 ● 高效率馬達研發 ● 展望 報告人:東元電機 康基宏 2008.12.05

  2. ELECTRICAL ENERGY(Adopted from EPRI) EPRI：Electric Power Research Institute

  3. < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < 用電計費期間97年1月18日至97年3月19日 經常用電度數763度 < < < < < < < < < < < < 貴用戶本期用電排放CO2約487kg 敬請節約用量，降低地球暖化衝擊 487kg / 763度=0.638kg /度

  4. 環保與對抗地球暖化之貢獻

  5. 整數馬力馬達全球市場規模 單位：USD

  6. 美國1997.10.25.開始執行能源法案(EPAct)---強制性 美國電機業者協會NEMA(National Electrical Manufacturer Association) 於2001年5月提出了特級效率(Premium Efficiency)

  7. Imported Motors • Any covered motor imported into the United States, whether it is manufactured alone or as a component of another piece of equipment, must meet the energy efficiency requirements prescribed by EPAct. These motors must also comply with certification and labeling requirements set forth in the EPAct final rule (Federal Register 1999). The importer would be responsible for certifying compliance if the covered motor had not already been certified for compliance by the manufacturer or private labeler

  8. 美國商務部 NVLAP 實驗室認証

  9. 美國能源部 CC002A 能源效率認證

  10. Historic Efficiency Trend 2001~2013 Premium Other EPACT

  11. Labeling • The nominal full-load efficiency, as determined by testing or use of an AEDM, must be marked on the motor’s permanent nameplate. The CC number must be displayed on the permanent nameplate within 90 days of the number’s issuance by DOE. In addition, a manufacturer or private labeler has the option to mark its complying electric motors with the encircled lowercase letters "ee", as in the following example, or with some comparable designation or logo.

  12. 歐盟感應電動機節能預測

  13. 歐洲電機及電力電子製造者協會CEMEP (European Committee of Manufacturers of Electrical Machines and Power Electronics) 所提出的效率分級制,可以預見歐洲即將管制馬達效率

  14. 台灣地區提高工業馬達效率省電效益評估 • 輸出 • 銷售量 • 平均 • 平均 • 效率 • 節省 • 節省 • 每度 • 電價 • 範圍 • 台/年 • 輸出 • 效率 • 修訂 • 電力 • 電量 • 電價 • 節約 • (HP) • (HP) • (%) • (%) • (kW) • (千度) • (元) • M/Y • 1以下 • 307,000 • 0.5 • 71 • 74.3 • 10,250 • 25,625 • 2 • 51 • 1.1~5 • 200,000 • 3 • 82 • 85.3 • 25,380 • 63,450 • 2 • 127 • 5.1~20 • 120,000 • 10 • 85 • 87.5 • 34,272 • 85,680 • 2 • 171 • 20.1~50 • 20,000 • 30 • 89 • 91 • 12,500 • 31,250 • 2 • 63 • 50.1以上 • 3,000 • 100 • 92 • 93.6 • 4,560 • 11,400 • 2 • 23 • 合計 • 650,000 • 86,962 • 217,405 • 435 參考資料:能源委員會委託大電力試驗中心之研究報告 (假設每台馬達每年運轉2500小時)

  15. 行政院第2640次院會通過(1999.8.5) • 台灣能源會議結論具體行動方案 • 2000年1月前修訂完成三相電動機效率之國家標準 • 2002年1月實施新標準檢驗,使效率提高至美加水準 • ※能源委員會協調工業局、檢驗局及馬達業者 2003年1月1日起正式實施

  16. 台灣地區馬達效率演變 - 1/2

  17. 高效率馬達總損失降低比例 Base -30.1% -33.3% -43.3% -45.5% -53.7%

  18. 鐵損 一次銅損 機械損 雜散損 二次銅損

  19. 矽鋼片發展方向 高導磁 薄矽鋼片 低鐵損

  20. Slot fill greater than standard (120~150%)

  21. 馬達 發電機 技術 挑戰 機構系統 電磁分析 絕緣系統 應力 / 熱傳 / 流力 / 振動 / 噪音

  22. 冷卻風路示意圖

  23. 產生電磁聲的原因 噪音 電磁力分佈　　 結構受力變形

  24. 電費計算 仟瓦(KW) ‧小時 ＝ 1 度 ＜例＞ 37 KW的馬達，效率92.4% 輸入 = 37 KW / 0.924 = 40 KW 每小時用電40度

  25. 電費節省計算 E1：標準效率，E2：高效率 (1)總成本＝初置成本＋運轉成本 (2)每年運轉電力成本節省(改 E1→E2時) ＝KW X(100/E1－100/E2) X 運轉時數/年 X 電價/度 (3)省電計算方式: 例：37KW,4P，年使用8,000hr時， 改標準型效率92.4%→高效率95%時； 年節省金額為： 37 X (100/92.4－100/95) X 8,000 X 2.5＝ 21,918元

  26. 高效率馬達成本模式

  27. Stator Winding Stator Winding Stator Stator SecondaryConductor Permanent Magnet Rotor Rotor 永磁馬達特點  : Superior,  : Standard *both motor are 37kW, under identical conditions *numbers in parenthesis () show the ratio between both motors Reference: Proposal for Energy Conservation, Yaskawa

  28. Total Solutions in Driving system Market Demands Application of Technology Solutions IPM MotorDrive systems Ultra Compact Motor High speed IPM motor (max 8000min-1) Direct Drive IPM Motor Energy Saving Maximum Torque Efficiency Control Vector Control without PG More Reliable Online Tuning Adoption of General Purpose Inverter Technology Price Reduction System Downsizing Reference: Proposal for Energy Conservation, Yaskawa

  29. IPM Motor Example of Drive Systems Constitution Compressor Example Controller Inverter ’01/12/31 23:59 Operation monitoring Pressure 1 9.99 Mpa Pressure 2 9.99 Mpa Pressure 3 9.99 Mpa Temperature 1 999.9 ℃ Temperature 2 999.9 ℃ Ambient temperature99.9 ℃ Current 999 A Operation time 99999 h Reference: Proposal for Energy Conservation, Yaskawa

  30. 空調產品研發主軸-節能變頻省能趨勢 COP 高COP DC變頻/R410A 實績能力 5.10 (超越標準) 3.85 (2016標準) AC變頻/R22 3.45 (2011標準) DC變頻/R410A 定頻/R22 2.97 (2002標準) 國家標準 2.83 定頻/R22 2.32 (1979) 1999~2006 2007~ 1991~1998 1986~1990 1971~1985

  31. 每度電之產值

  32. Thanks Thanks Thanks Thanks Thanks Thanks 敬 請 指 教 東元電機 康基宏 地址: 台灣中壢市安東路11號 E-mail：kang@teco.com.tw URL：http://www.teco.com.tw

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