宜蘭大學積極投入創新高效率節能機電技術　為產業淨零轉型助攻

國立宜蘭大學積極投入創新高效率節能機電技術　為產業淨零轉型助攻

2022-10-04

國際產學聯盟

聯合國政府間氣候變遷專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC）已於今年4月公告第六次評估報告（The 6th Assessment Report, AR6）的第三工作小組（Working Group III, WGIII）「氣候變遷減緩」報告；中華民國行政院也在3月30日公布「臺灣2050淨零排放路徑及策略總說明」報告，因此高效率設備導入、節能、低碳製造（製程改善）等，儼然成為企業營運不可或缺的重要環節。

今年國立宜蘭大學《國際產學聯盟》於「2022台北國際自動化工業大展」之參展技術即以「創新高效率、節能機電技術開發應用」為主軸，展出兩項技術成果，分別為「IE4/IE5高效率（無磁石）同步磁阻馬達」及「磁浮軸承系統」，並積極與企業進行產學合作鏈結、授權／技術移轉專案與專業諮詢輔導，協助推動產業淨零轉型，為2050淨零排放目標助攻。

《國際產學聯盟》夥伴及參展師生團隊

IE4/IE5高效率（無磁石）同步磁阻馬達

機械與機電工程學系先進動力與能源實驗室（Advanced Power & Energy Center, APEC）研究團隊所開發的「IE4/IE5高效率（無磁石）同步磁阻馬達」技術，是透過獨特的轉子結構設計，創造高輸出功率及高效率，可達到馬達額定效率IE4/IE5能效標準，以節省能源浪費，此項技術適用於須要高效率調速及負載變動的應用場域。同步磁阻馬達製程較感應馬達精簡，且生產過程環保，同時也能與感應馬達共用入線製程和定子，因此對於企業產品轉型而言，無須額外增加產線建置費用。再者，其轉子材料無需使用繞線、鑄銅、鑄鋁或永久磁鐵，只須將高導磁材料矽鋼片進行自動鉚合堆疊。因此，與其他工業馬達相比，結構簡單、堅固且成本低，同時可擺脫稀土原物料深受中國大陸掌控的不穩定料源及價格變動大等因素影響。由於同步磁阻馬達是藉由特殊轉子幾何設計所產生的磁阻轉矩（Reluctance Torque）而轉動，不像永磁同步馬達的轉子磁鐵，在經年累月運轉後，容易產生磁性減弱，或因溫度過高而造成去磁的風險。

當前，宜蘭大學「IE4/IE5高效率（無磁石）同步磁阻馬達」技術已與國內多間知名企業進行產學合作、共同開發、授權／技術移轉專案與專業諮詢輔導，為次世代高效率馬達產業提供高性能效率、節能、低碳、低成本的一站式全方位專業解決方案。

宜大「IE4/IE5高效率（無磁石）同步磁阻馬達」研究團隊解說產品技術特色

宜大「IE4/IE5高效率（無磁石）同步磁阻馬達」一站式全方位專業解決方案

磁浮軸承系統

機械與機電工程學系展出的另一項技術「磁浮軸承系統」，則是由邱信霖助理教授研究團隊所開發，透過磁浮力將物體懸浮，達到完全零接觸的特性。傳統軸承結構是藉由滾珠／滾柱降低轉子與定子之間的摩擦力，然而，當轉子旋轉時，接觸式軸承會有持續性磨耗、熱變形、產生碎屑汙染等現象。雖然可透過加入潤滑膏以降低磨耗，然而此方式卻易造成額外的阻力、能量耗損和汙染，且有定期補充潤滑膏或是替換已磨耗軸承之維護需求。

由於磁浮軸承具有零物理接觸之特性，其優勢為：零磨耗，無靜電，無需潤滑、維修或更換軸承，不產生顆粒，低震動、低噪音、低能源消耗（整體能耗約為接觸式軸承的10%）。此外，還能即時監控轉子狀況及主動式調整軸承剛性與阻尼（Damping），以跨越系統共振頻率，可大幅提升軸承使用壽命和降低維護成本，適用於高精密或須高潔淨度之產業，或具高轉速、低振動需求之領域，如：再生能源發電機、冰水主機、主動式抑振高速主軸、高轉速離心機、遊艇抗橫傾系統、浮動平台減搖系統、飛輪電池、渦輪分子幫浦等。

目前宜蘭大學「磁浮軸承系統」技術與國內多間企業進行產學合作、共同開發與專業諮詢輔導，提供具高性能效率、節能、低碳、低維護成本效益的客製化開發服務。