东元电机_超节能IE4永磁马达简介1(TSH)_20190813

使用高等級磁石
• 提升產品品質 • 減少維修保養 • 提升滿意度
永磁馬達優點 效率高 溫度/噪音低 體積小重量輕 同步轉速 TN曲線範圍大 抗突波能力強
效益 超省電 安全，安靜 輕量化 精度高 變速範圍大 壽命長
永磁馬達 各項損失
定子銅損
---(少了轉子損失)
鐵損
雜散損
少了轉子損失 •馬達溫升低 •低噪音(約75A)
購買超高效率馬達差價回收年限＜2年 回收年限與使用狀況、採購量相關
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超高效率變頻永磁馬達：回收年限
電價：2.84NTD/度；年使用(小時)：8,000.
6P-60Hz-18.5kW
kW*(100/E1-100/E2)*每年運轉時數*(電價/度)
馬達 馬達效率等級 出力 (nominal value)
永磁馬達_水泵變速應用： 確實能大幅節能
22
22
東元永磁馬達系統效率比較-不同變頻器
東元產品是最節能得組合 東元產品是最節能得組合
變速應用： 採購整組產品 可擁有最佳化特性
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抗突波能力強
(品質壽命遠高於一般馬達當變頻馬達用)
Rated Voltage
Item
General Purpose Motor
Typical voltage response at motor
terminals
24
使用情況 : 每天平均運轉時間12小時
使用馬達 (37 kW)
感應馬達(IE1+) 永磁馬達(IE4)
運轉 (kWh)
單月耗電量 (26天)
408
10,608
363.12 單月節省電費 年節省電費
9,441
電費單價 $/kWh
3.02 元
單月電費 $பைடு நூலகம்
32036 元 28,512 元 -3,524元 -42,288 元
馬達 出力
馬達效率等級 (nominal value)
入力 (kw)
度/年
電費 (元/年)
11kW (15HP)
IE1
89.0
AEEF
($18,990)
IE2
90.2
AEHM
($22,070)
IE3
91.7
AEHF
($25,374)
IE4 (永磁式) 93.0 DVEN
($28,665)
12.3596 12.1951 11.9956 11.8280
19.6599
164,080 465,987 161,396 458,365 159,140 451,958
157,279 446,674
電費價差(元/年) 回收效益年限
Base
--
--
-7,622
Base
--
0.77年
-14,029 0.87年
-6,407 0.99年
Base
-19,313 -11,691 -5,284 0.91年 0.99年 1.01年
[註] 感應馬達85dBA 11
IEC-60034-30-1-2014-54-E
(歐美已導入市場應用)
產品差異化 取得市場優勢
超高效率變頻永磁馬達：回收年限
電價：2.84NTD/度；年使用(小時)：8,000.
6P-60Hz-11kW
kW*(100/E1-100/E2)*每年運轉時數*(電價/度)
DVEN(自冷式)_無回授
1. 變轉矩應用(無精度要求) -風水力機應用 -產業加工機械
應用範例
裁紙機
磨床機
鼓風機 空壓機 水泵
伸線機
射出機 (全電)
金屬鋸床
砂光機
2-1-8
電機設計方向：感應馬達各部位損失
機械損
內、外扇、軸承 外扇縮小化
鐵損
矽鋼片 採高導磁矽鋼片
一次銅損
定子線圈 提高滿槽率
雜散損
98,877 97,561 95,965 94,624
280,811 277,073 272,541 268,731
電費價差(元/年) 回收效益年限
Base
--
--
--
-3,738 Base
--
--
0.82年
-8,270 -4,532 Base
--
0.77年 0.73年
-12,080 -8,342 -3,810 Base 0.80年 0.79年 0.86年
來源：聯合國跨政府氣候變遷專家小組 IPCC 2007
提高能源使用端的效率 是維持環境的重要關鍵
4
一. 能源消耗狀況
馬達用電佔約全球的46%，其中工業用馬達佔46%總體馬達 能源消耗的87%
因此，各國陸續開始實施馬達最低能效標準(MEPS)政策
馬達節能 & 馬達動力系統節能
10%
46% 5
變速應用： 大幅縮短回收年限 差價可0.5年↓
買高效率馬達價差 2年↓可回收
永磁馬達變速應用 節能效益>>感應馬達(IE3)
2-1-15
永磁馬達應用節能案例 – 風力機械(1)
使用情況 : 每天運轉時間24小時
使用馬達 (22kW)
感應馬達(IE1+) 永磁馬達(IE4)
運轉 (kWh)
單月耗電量 (26天)
二次銅損
轉子Bar 壓鑄品質提升
2-1-9
超高效率IE4永磁馬達：SPM與IPM比較：結構
轉子磁極由磁鐵構成
定子 定子繞組
定子 定子繞組
(a) 感應馬達
轉子 轉子導體
(b) SPM馬達
轉子 永久磁石
(c) IPM馬達
2-1-10
永磁馬達特點：高效率(IE4)
感應馬達 各項損失
定子銅損 轉子銅損
鐵損 雜散損
F160
F180 -----
3600 F80 F90 F112 F132
F160
F180 -----
1000 -----
F112
F132
1500 -------
F112
F132
2000 ---------
F112
F132
3000 ---------------
F132
4500 ---------------
入力 (kw)
度/年 電費 (元/年)
18.5kW (25HP)
IE1 AEEF ($36,198)
IE2 AEHM ($42,101)
IE3 AEHF ($48,414)
IE4 (永磁式) DVEN
($53,726)
90.2 91.7 93.0
94.1
20.5100 20.1745 19.8925
----
Base
購買超高效率馬達差價回收年限＜2年 回收年限與使用狀況、採購量相關
2-1-14
變頻永磁馬達特點：效率
在相同的變頻器應用條件下， 比較機種：15 kW，250~3500 rpm
永磁馬達優點 效率高 溫度/噪音低 體積小重量輕 同步轉速 TN曲線範圍大 抗突波能力強
效益 省電 安全，安靜 輕量化 精度高 變速範圍大 壽命長
20.42
12,742
18.74 單月節省電費 年節省電費
11,694
電費單價 $/kWh
3.02 元
單月電費 $
38,481 元 35,315 元 -3,166元 -37,992 元
節能9%
定速運轉
1166
永磁馬達應用節能案例 – 風力機械(2)
感應馬達(IE1+)
永磁馬達(IE4)
降速為75% 可節能50%
IE4超優性能、高節能永磁馬達系統產品
永磁馬達系統產品 廠內系統參數最佳化 • 效率優化 • 即插即用 • 免調機時間
永磁馬達優點 效率超高 溫度/噪音低 體積小重量輕 同步轉速 TN曲線範圍大 抗突波能力強
效益 超省電 安全，超靜音 輕量化 精度高 速度應用範圍廣 使用壽命長
Thank You!
節能11%
2211
永磁馬達應用實績(水泵實例) -不同型式馬相不達同同變型頻式器馬，達實例測試
負載25%
負載50%
節能永磁馬達 一般感應馬達
節能永磁馬達 一般感應馬達
高節能
負載75% 高節能
高節能
負載100%
節能永磁馬達 一般感應馬達
節能永磁馬達 一般感應馬達
高節能
說明：1) 搭配驅動器為安川A1000 2) IM = IE2, PM = IE4
F132
45
---
---
---
F160
55
---
---
---
F160
F160
75
---
---
---
---
F160
90
---大功率---個案估---價 ---
---
F160
---
---
7
應用範圍 & 範例
型式 變頻永磁馬達
應用範圍
DVLF(強冷式)_有回授(Resolver)
1. 快速響應 2. 定位控制 3. 張力控制 4. 低速高轉矩 5. 定轉矩應用
6
常見永磁馬達系列機種
框號/功率匹配
自冷機種(DVEN_IEC) 強冷機種(DVLF)
強冷機種(DVLS)
轉速(RPM)
0.75
1.5
2.2
3.7
5.5
7.5
11
輸出
15
功率
(kW) 18.5
22
30
37
1200 F90 F112
F132
F160
F180
-----
1800 F80 F90 F100 F112 F132
永磁馬達優點
效益
效率高
超省電
溫度/噪音低 安全，安靜
體積小重量輕 輕量化
同步轉速
精度高
TN曲線範圍大 變速範圍大
抗突波能力強 壽命長
全台唯一擁有美國能 效認證與NEMA變頻 絕緣測試規範實驗室
e.g. for Inverter-Fed Motor, V rated=600V
V peak=1800V (=3.1*600)
Inverter-Fed Motor
≦600v
Vpeak
≦1kV
≦3.1Vrated
Rise time
≧2μs
≧0.1μs
＞600v
Vpeak
≦2.04Vrated
≦2.04Vrated
Rise time
≧1μs
≧1μs
Reference to NEMA MG1 Part30；Part31 It can be assumed that when the motor is operated under usual service conditions there will be no significant reduction in service life due to voltage stress above….
PM馬達 : TECO
馬達產編
DVLF--RE37K0CF003
馬達規格
37kW，額定1500rpm，最高2500rpm
IM馬達(MARAHON) : 客戶提供
馬達產編
TBD
馬達規格
37kW，額定1800rpm
試驗驅動器
YASKAWA A1000 3相400V級，75kW 額定電流150A
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永磁馬達節能案例 – 水泵機械
超優性能、高節能IE4 永磁馬達系統產品
1
電力需求趨勢：台灣、日本、韓國
經濟發展
對電力的高度需求
大量的能源需求對環境的影響？
2
溫室效應：能源需求與排碳關係
3
能源與環境關係
溫室效應
截至2050年預估能源需求：
2050碳排放量目標：
×2 ÷ 2 現狀
VS. 現狀
來源：國際能源總署 IEA 2008
17
永磁馬達應用節能案例 – 風力機械(3)
• 永磁馬達風機組
IE3感應馬達
IE4永磁馬達
18
永磁馬達應用節能案例 – 風力機械(4)
• 設備商期望：設備節能升級(差異化)
19
永磁馬達應用實績(水泵實例)
測試條件 : 使用相同驅動器(A1000)，進行馬達效率比較
試驗電源
AC 480/60Hz