变频驱动方案再精进 ABB助企业轻松推升节能效益
- 陈毅斌／台北
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2015年终，「联合国全球气候高峰会」第21届缔约方大会于巴黎举行，历经13天谈判协商，产出最新全球气候协议，明文订定全球暖化不超过工业革命前的平均温度摄氏2度的目标，使节能减碳意识持续攀高；为此全球电力和自动化技术领导厂商ABB，顺应时势推出诸多节能方案。
为遏止全球暖化现象持续恶化，各国政府莫不戮力推动节能减碳政策，台湾亦从善如流，订定智能节电相关计划，力拼达成2030年减碳50%目标，因而促使增效节能蔚为大势所趋。有监于此，ABB于日前在台中举办「绿色制造暨节能研讨会」，邀集台电、工研院、北科大等产学研专家齐聚一堂，藉由实际案例分享、产业发展与应用趋势剖析，协助与会的企业代表掌握节能之道。
另一方面，ABB传动与控制业务部协理杨泰荣表示，ABB长期积极投入增效节能相关产品研发、市场拓展与维护服务。为响应政府的节能政策，近期将在台湾正式引进多款新一代产品，包括通用型变频器ACS580、工业级高效变频器ACS880，及永磁同步马达高效节能冷却水塔驱动控制系统，相关新品的介绍，也成为本次会议的另一焦点。
调变马达转速 为工业节能首要课题
台电协和发电厂电气组经理叶恩明指出，为配合台电系统调度，以致4部500MW发电机组负载经常变动，送风机因马达定速运转，出现可观节流损失；为此决定针对协四机机组锅炉送风进气量，由原本风门控制改善为可变频马达(VFD)之转速控制。
叶恩明指出，协四机送风机马达改善为VFD驱动后，运转至2015年10月止，共计节省1.38亿度电，减碳约10.7公吨二氧化碳，可谓成效斐然；另外，原液压控制的联轴器运转设备，经一并改善为固定式联轴器及变频转速驱动器设备后，也产生近20%节能效能，且因马达「软起动」，无起动次数限制，有助延长寿命，进而提高发电机组运转可靠性。
来自工研院机械与系统研究所的郑咏仁博士，强调最有效节能方式，便是提高末端设备效率，谈到绿色制造亦是如此，因此一向耗用工厂65%~70%电力的马达，无疑是亟需提升能效的关键元件。
郑咏仁归纳，绿色制造的实践方式包括推动绿色设计、降低整体制造过程的能耗、慎选无害无铅的有效材料、改善制程、包装减量，及实现材质回收再利用。他并建议用户导入多机协同运作机制，以多台空压机为例，可透过「单机变频＋多机连锁」模式，兼收调节需量、降低配置成本双效，创造节能效果。
台北科技大学电机系副教授黄明熙，分享ABB同步磁阻马达及其驱动器之性能测试结果。他指出，「马达驱动器＋马达」可满足IE4效率要求，而ABB于2010年开发完成的同步磁阻马达(SynRM)即是实现IE4的有效对策。其主要特点包括定子可与感应马达共享，且转子结构简单；转子无磁石，无需担心稀土磁石之价格波动与退磁问题；转子无绕线，故不存在铜损，有助延长轴承寿命及缩小体积。
黄明熙采用同以ACS880驱动的SynRM、及相近规格的他牌感应马达，执行性能测试，证实SynRM除流体负载外，用于其余型式负载皆有不错的效率提升；而ACS880采取直接转矩控制(DTC)，无需使用马达速度回授装置，亦具备不错的速度控制与动态响应能力。
全新节能方案登场 成本效益持续跃进
为协助企业加速实现绿色制造与节能减碳，ABB特别介绍其创新节能技术。ABB区域业务经理Simo Niskanen表示，该公司每年投注创新研发的经费皆高于15亿美元，旨在创造可衡量的性能改善效果；ABB可望对绿色制造产生助力，除了横跨发电到用电所有阶段之能效提升技术外，亦可藉由易操作、易维护、富含安全机制，且适应各种自动化应用场域的整合控制器，强化末端设备的节能效率。
ABB传动与控制业务副理陈志强介绍新款通用型变频器ACS580，强调此产品适用范围极广，含括水泵、循环泵、工业冷却、各式风机、离心式压缩机…等等，为ACS550的升级版，但新品不仅提供更具亲和性的人机界面，且内建更丰富的配件，如R5框号以上机型都标准配备AC电抗器、EMC滤波器、共模滤波器，让用户在选购时不需多所顾虑，以利及早试车与使用。
另值得一提，比较前后代变频器，新品ACS580的保护级更高(从ACS550最高支持的IP54提升至IP55)，但体积却反向缩减，按机种不同可节省23%~49%空间，有助用户降低楼地使用面积，并提升安装效率。
ABB传动与控制工程部资深经理李建勳，则以万用型工业变频器ACS880为主轴，介绍其盘体设计方案(含括Multi-Drive、Single High Power Drive)，强调ABB为此提供完整机型选择与模块图面、对应物料清单、安装手册、品质管理、技术支持，使用户得因本地组装而享有成本优势，也因减少海运时程、减少设计所需时间，故而加快交期，并享有等同原厂盘品质的散热设计、EMC防制设计。
活动最后，ABB电动机与发电机业务经理陈彦成，介绍ABB三大全新节能利器的最后一项「永磁同步马达高效节能冷却水塔驱动控制系统」，强调传统式冷却水塔不管在于齿轮箱、传动轴、联轴器、马达、使用效率、噪音、环境污染、保养维修…等诸多面向都面临棘手难题，惟一旦采用ABB冷却水塔直驱式永磁马达技术，便将一举消除齿轮箱、传动轴、联轴器等机械传动元件，提升整体系统效能3%~10%，进而大幅改善系统可靠度、降低系统振动与噪音值，可谓一举数得。此方案连同上述ACS580、ACS880两款变频器，皆引发与会者热烈询问与讨论，凸显台湾企业对于追求绿色制造暨节能减碳的积极度，确实显着攀升。
