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高效率马达诉求高速化与精密化

高效率马达诉求高速化与精密化 2011年12月09日 来源： 马达为各种机械的动力源，是各种机构动作传动不可或缺的一环，马达可说是机械的心脏，随着产业分工细密化、机械精密化及效率化，业者研制符合自动化、高速化、精密化等高效率马达，成为国内马达产业的产销方向。目前产业界普遍使用的马达约可分为：直流马达及交流马达，因各产业机具设备的适用性不同，所采用的马达传动也不同，配合“适性适用”的各种马达传动，不仅延长机器的使用年限，并发挥最大的传动效能。

国产马达发展已超过50年，马达是各种自动化机械及家电用品重要的传动源，多年来随着自动化工业及精密设备的发展，业者不断推陈出新，国内产业面临转型，各种AC及DC交、直流马达已进入高度竞争市场，因产品日益多样化、自动化、高速化、精密化及高效率化，除泛用型马达外，发展专用型、伺服马达与向量控制型马达即线性马达己成为近年的主要趋势。

早期国产马达制造厂除东元、大同等几家大厂外，均属中小企业，同业间少有整合、垂直分工与交流，因此，在硅钢片的材质及槽型等各不相同，后来为提高顾客使用的便利性，逐渐有业者制定较完整的规格标准，便于生产遵循。

马达在应用上，交流马达可分为三相交流马达及单相交流马达，无论三相或单相交流马达对电源频率有绝对的依存性，以四极交流马达为例，无论马力多少，其最高速度约为1,360RPM左右，而只是马力大的扭力大、马力小的扭力低的差别而已。

直流无刷马达效用高

其中，直流无刷马达是结合直流马达高效率及易控制性，并舍弃碳刷与整流子传统作法，采用先进的磁感应组件(HALL-SENSOR)与场效晶体管(MOS-FET)来代替碳刷与整流器，因而具备高电源利用率、低噪音、高转速、扭力及使用年限和交流马达一样具有半永久性年限的优点，无刷马达系统的应用，包括各种工业用、汽车空调及自动门机等。

直流无刷马达是结合直流马达高效率及易控制性，并舍弃碳刷与整流子传统作法，采用先进磁感应组件(HALL-SENSOR)与场效晶体管(MOS-FET)来代替碳刷与整流器，因而具备高电源利用率、低噪音、高转速、扭力及使用年限和交流马达一样具有半永久性年限的优点，无刷马达系统的应用，包括各种工业用、汽车空调及自动门机等。

直流马达之高效率(理论值90%以上)，其转速容易控制(改变电枢电压即可改变转速)，国内早期产业界均大量采用，不过其动子的励磁线圈电流须由正、负电极石墨(碳刷)经整流片导入，因而，马达在运转中碳刷整流片处于摩擦状态，时间一久碳刷被磨耗殆尽，该马达不能再运转。

线性马达应用更普遍

随着线性工具机特色发展，为满足未来高速、高切削工具机及高精密产业需求，线性马达具备高位移速度、定位精度、提高控制频宽、降低回转噪音等特性，更容易达到高精度的加工要求，线性马达的应用将更普遍与重要。

线性马达中的马达本体、本体与基座、本体与位置传感器之结构刚性皆具重要性，设计时应注意所有机械原件皆有较高之刚性与阻尼，且移动部分与固定部分之重量比例要越小越好。但线性马达的应用应有整体考量，不似一般组件只是单纯使用而已，必须搭配整机的设计，否则无法发挥线性马达特性。

如变频专用马达即以能稳定控制速度与同步连动达到控制效果，在要求中心卷取、比例连动、张力控制等机械特性的塑料机、印刷机、染整设备及伸线机上已被广泛采用。此外，针对气体及易燃物产业的防气爆、尘爆马达，在业者研发下也有不错的成果。

无碳刷马达渐受重视

在马达控制系统部份，在90年代以前，直流控制是主流，但过去无碳刷马达未普及之前，直流碳刷马达在换向片会产生火花等维护上的问题，因而使得维护成本相对较低，无碳刷马达并不亚于直流控制的交流控制系统，自90年代起已渐受市场重用。

虽然市场不断变化，但传统泛用型马达仍是大厂的天下，再投入的中小型业者若无法建立自有特色，要在市场上脱颖而出并不容易，这也是国内马达业者积极投入专用型马达、无碳刷马达、气动马达、伺服马达及线性马达研发的主因，业者为确保竞争力、持续研发以建立核心技术，如永元、协兴、富田、明椿、晟昌、五翰、尚义、彰毅及通又顺等数十家专业马达制造厂，在各产业专用马达均有很好的成绩。

另一方面，产业界机电整合的趋势，使得能取代简易伺服系统的向量控制马达变成发展重点，一旦向量控制用马达量产并商品化，将可提供机电整合系统从控制系统着手的有利条件，有助于节省时间、提高效率及提升产品功能与精度，增加国产机械的附加价值，也有助推动产业升级。

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