中压变频器的产品寿命长达10-15年，是一套投资回收期短，又能够立即看见节能减碳效果的设备。不过，中压变频器为一套架构复杂的整合系统，当中结合变压器、功率单元、风机、DSP+PLC控制系统等多种元件，需要更全面、更专业的预防性维护以及即时故障排除、备品支援，才能最大化使用效益。本文以实例说明在水泥厂的冷却引风机马达上加装中压变频器运用，从而达到大幅节能效益。

随着2023年欧盟开徵碳关税，台湾2050年净零排碳目标，因此制造业、半导体、钢铁、水泥、纺织、自来水厂等高耗能产业需肩负起节能减碳的义务，工厂、商办无不竭尽所能优化用电结构，如进行工厂节能，或提升太阳能、风能等再生能源的用电比例。其中，由於国际能源署（International Energy Agency；IEA）指出，工业用电中，马达用电就占比69%；绿能政策带动制造业转型，当中的水泥业为高耗能产业，节能减碳的脚步更是刻不容缓，必须严实把控每个节能环节。

根据经济部能源局报告，风机马达的耗电量达全国用电量10%，马达节能自然也成为水泥业的项目重点之一。台达作为能源管理专家，曾实际对水泥厂进行节电改造，年省百万之谱，投报年限短，其中的关键在於台达加装中压变频器於该厂的冷却引风机马达上，使马达由定速运行，转为变速运行，节能效率达51%。

掌握风机马达运转转速 大幅节省用电量

风机的耗电原因，除了风机本身的设计问题外，其运行调节方式也是一大重点。传统风机一般是透过挡板调整风量与压力，即便风量变小，此时的风机马达仍然维持全速且定速运行，容易造成电力浪费；即便选用交流绕线式马达搭配水电阻降速，也仅能做到2-3段的调速，灵活度有限。

而中压变频器搭配风机马达能做到无段调速，可以使该马达由定速运行，变成变速运行，并按作业环境情况做到精准调速，不但可以控制出风量、出水量的大小，还能达到高效节能的目的。

中压变频器直接控制其马达转速後，可以使该马达由定速运行，变成变速运行，不但可以控制出风量、出水量的大小，又兼具节能省电的效果。

经济部能源局的报告中更直接建议，加装变频器对风机的马达调速，进而进行风量调节，可有效节省电力，还能减缓因电流启动对电网、电机造成的冲击，延长设备使用年限。

图一 : 在相同流量（风量或水量）需求下，安装中压变频器後的马达耗电量明显小於未安装的。（source：台达）

水泥制程8大节能机会点

水泥生产流程中需要用到许多大功率的风机，产线会根据产能以及运转情况的需求，控制风机管道内的风量或压力，目前的控制方式多以马达定速运行，搭配挡风板控制风量，因此耗电量大，很适合加装中压变频器进行节能改造。一般水泥厂生产流程中，常见的大功率风机如图二所示。

图二 : 水泥生产流程中的大型风机，可透过中压变频器节能。（source：台达）

节能成功案例

【案例一】宜兰水泥厂 /冷却引风机/ 260kW , 3.3kV

本案例原使用挡板开度来调整风量，进而控制管道内压力，实际使用中压变频器前，每日用电度数为5,681度电；使用中压变频器後，每日用电度数降为2,734度电，节能率高达51.9%，换算2020年工业平均电价，改造一台引风机，一年就省下260万。

图三 : 中压变频器安装於水泥厂，为冷却引风机节电。（source：台达）

【案例二】宜兰水泥厂 / 冷却引风机 / 600kW , 3.3kV

本案例的冷却引风机本身为交流绕线式马达，除了利用挡板开度来达到调整调整风量以外，也透过水电阻调降马达转速，但因为水电阻降速幅度有限，马达转速仅下降3%（冷却引风机马达额定转速原为588rpm，降速後为574rpm），评估後认为加装中压变频器还有节能空间。

进行中压变频器改造後，每日用电度数由原来的12,890度电降至10,759度电，节能率为17.9%，换算2020年的工业平均电价，年约节省190万。

风机、泵浦类马达的节能效益最高

由於中压变频器的泛用性高，只要中压变频器与马达的电压、电流、功率匹配，就可以进行控制。而驱动流体为主的风机、泵浦类马达，因转轴上的输出功率与转速的立方成正比，亦即当转速越高时，耗能就越大，因此，风机与泵浦类的马达搭载中压变频器以後，更能彰显节能效益，产业中常见搭载中压变频器的设备，如图四所示。

图四 : 产业中常见搭载中压变频器的设备（source：台达）

图五 : 台达中压变频器拥有自主研发、在地服务的实力，可避免客户成为设备孤儿。（source：台达）

中压变频器能为工商厂办带来巨大的节能效益，产品寿命更长达10-15年，是一套投资回收期短，又能立即看见节能减碳效果的设备。然而中压变频器是一套架构复杂的整合系统，它结合了变压器、功率单元、风机、DSP+PLC控制系统等多种元件，需要更全面、更专业的预防性维护，以及即时故障排除、备品支援，才能最大化使用效益。

**刊头图（source：台达）