一颗过时、传统、耗能的马达，除了砍掉重练之外，还有没有机会让他头好壮壮变成更有效率的产品？全世界做不到的，工研院化身现代科技黑杰克，为马达进行开心手术，让弱鸡变成高效率的肌肉猛男。
以马达为核心驱动的产业机械，是目前工业界中最大的耗电设备，包括机床、泵浦、空压机、风机等工业通用设备，用电量约占全球总用电的 55％，已经不符当今产业走向节能减碳的设计逻辑。
为了提高马达运转效率，最直接的作法就是导入新材料，例如以稀土元素为主关键材料的永磁马达，这也是各国产业主要采用的作法，但此元素为受管制材料，让稀土成本逐年高升带动永磁马达价格居高不下，又成为产业另一个难题。
制造要便宜、运转要环保、最好还不要增加成本，这就是当今业者的难题，也是全世界研究者难以攻克的门槛，直到“磁通旋变同步感应电机技术（RoftSIM）”这设计理念出现后，难题终于不再成为难题了。同时，让马儿不吃草，又要马儿跑得快的新概念成形了。
“就市面可见技术来看，马达业者若要从 IE2 跨越到 IE3，往往都需付出不小的代价，除了磁性材料、驱动器成本外，业者还必需重开马达模具，种种支出就拖慢了台湾马达业者朝节能高效率马达发展的脚步，”工研院机械与机电系统研究所组长彭文阳表示，“我们希望新的马达技术不要反而创造了高不可攀的门槛，如此才能刺激厂商采用意愿，与现有马达供应生态链无缝接轨。”
▲工研院“磁通旋变同步感应电机技术（RoftSIM）”与传统感应电机使用的材料和机构完全相同，与现有马达供应生态链无缝接轨。（图片来源：工研院）
导入工研院开发的“磁通旋变同步感应电机技术（RoftSIM）”，使新马达的制造成本与传统马达相同，甚至更低。这是如何做到的？工研院机械所先进马达技术部研究员徐铭懋说：“开发的新马达技术，透过创新的磁路旋变设计达到极低铜损产生；同时，于外型尺寸上和传统感应马达相同，若仅是从外观来看，完全无法分别，具有高取代的优势。”
说得更详细点，磁通旋变同步感应电机与传统感应电机使用的材料和机构完全相同。在机构上，仅有转子钢片的磁通拓朴形状有所差异，其他包含外壳、绕组、定子、轴承、导体条等皆相同，且在相同功率下，也采用相同的尺寸大小。此外，这个新马达不需要驱动控制器，可以实现自启动（Line-Start）运转，相较于需要驱动器的永磁马达，工研院的开发成果更能快速取代目前将近七成，不采用驱动器的马达市场；“如果搭配专属的驱动控制策略，更可达到全域负载点高效率的特性，助于可以切入高阶电动汽车、高阶马达机床应用等。这是一个兼具同步和异步特性的双模态马达。”徐铭懋得意地说。
磁通旋变同步感应电机技术使用简单、磁通设计巧妙、利用无驱动的方式，提升现有马达效率，且具有独立的线性启动，可直接替代传统感应马达。由于效能优异，可直接替代传统马达，入围 2017 全球百大科技研发奖，目前台湾多家业者已表达兴趣，工研院也积极透过技术开发案的方式与相关业者合作。
文章授权来源：磁通旋变调控高效电机
