台達機電事業群驅動產品事業部經理李國樑分享台達如何透過變頻器結合高效馬達幫助企業成就營運與環境雙贏。(圖片來源:TechOrange 攝)

曾任三屆挪威總理及世界衛生組織總幹事的布倫特蘭夫人(Gro Harlem Brundtland),在 1987 年的聯合國大會報告上,將永續發展定義為「能滿足當代需求的同時,不損及後代子孫滿足需求的發展」。

話雖如此,多年來環境保護與經濟發展大多時候仍然站在對立面,對此現象,台達機電事業群驅動產品事業部經理李國樑認為,過去的電力驅動技術不足,要達到同時滿足環境與經濟的願景確實有難度,「不過現在技術已逐步到位,如果能善用,就可以創造雙贏。」

電力成本大增、供應鏈減碳壓力夾擊!製造業如何走出活路?

「這幾年地球環境快速惡化,不僅威脅到人類生存,也讓企業的營運成本大增。」李國樑指出,近期台灣工業用戶的電費就從原本的每度 2.7 元調整至 3.1 元,漲幅高達 15%。

在電費調漲的同時,外部的挑戰也隨之而來,全球大型企業紛紛啟動減碳政策,並將範圍擴大到供應鏈,要求供應商提供合乎規定的排碳數據,「面對來自內外兩端的壓力,他認為製造業者必須轉換既有做法,以不同的思維與作為因應產業變局。」

他接著建議,製造業的新作為可從兩個面向著手,一是導入智能系統提升工作效率,「工作有效率,自然就會節能。」第二,則是選用高效能設備,這也是最快、最明顯,可立竿見影看到效益的做法。

以工廠中的馬達為例,根據統計,馬達是全世界耗能最高的設備,占工業用電的 70%,從過去至今馬達技術不斷精進,IE 效率(International Efficiency,指馬達效率,由國際電工委員會(IEC)定義,能效等級有 IE1、IE2 、IE3、IE4 等,數字越大代表效率越好、越省電)從最低的 IE1 一路往上成長,目前台灣規定必須使用的 IE3,已能讓節能效益確實有感,未來進展至 IE4 甚至到最高的 IE5 時,所減少的能耗將更多、更可觀。

高效率馬達+變頻器成節能關鍵!小小變頻器全方位助攻環境保護

除了高效率馬達外,常與馬達搭配的變頻器,也是製造業的節能關鍵設備,台達在 2022 台北國際自動化展首次亮相的 VP3000 變頻器,就可謂業界的代表性節能產品。

初見此款產品的第一印象會是「小」,由於元件設計最佳化,VP3000 的體積比前一代產品小了 27%,使得電力系統的配盤空間應用能更有彈性,再加上 280kW 以上大功率的產品採模組化設計,進一步提升了安裝與維修工作的效率。

在支援馬達部分,除了傳統的感應、永磁馬達,VP3000 也可支援最新的同步磁阻馬達,「這種馬達可以達到最高的 IE5 等級,同時也不需使用開採與提煉時會破壞生態的『稀土』,等於是全方位達到環境保護目標。」他也透露,2023 年台達將推出同步磁阻馬達,屆時將提供客戶從傳動到驅動的完整解決方案。

台達於 2022 台北國際自動化展期間展出首次對外亮相的開環變轉矩標準變頻器 VP3000。(圖片來源:台達提供)

設備運轉穩定度方面,VP3000 可以在不需要外加電抗器的前提下將諧波降至 35%,遠優於 IEC 協會規範的 48%,大幅減少變頻器對周邊設備的干擾。

台達還為此款產品提供了智慧功能,產線管理者可透過內建的設備狀態偵測功能,經由掌握 VP3000 內部 IGBT、風扇、電容等零部件的運作數據預測元件壽命,在失效前預先警示,幫助人員提前安排維護保養時程,避免設備臨時停擺影響產能。

減少碳費支出、降低產品開發與客戶生產成本,台達發揮綠色思維催生 VP3000

「『環保、節能、愛地球』在台達不只是口號,更已融入企業流程各環節,成為日常運作的一部分。」,他解釋,台達已經將碳排列為部門成本並徵收內部碳費以用於持續提升能源使用效率,助力永續,「VP3000便是在這樣的思維下誕生,在產品開發面,透過大量虛擬工具的導入,大幅降低設計、驗證、生產時的耗能與設備投資,並讓產品擁有絕佳的效能與穩定性;在客戶使用面,透過高度應用掌握,為使用者帶來滿意的節能效果,有助於製造部門減少碳費支出、降低生產成本。」

李國樑表示,從 VP3000 可以看出:只要產品設計得當,現在技術的確可以讓環保與經濟發展共榮共好,達到布倫特蘭夫人所說,在滿足當代需求的同時,也不損及後代子孫需求的願景。「這個想法也是台達為今(2022)年台北自動化展設定『智造 永續 新未來』主軸的背後思維,我們希望透過智慧科技滿足製造業需求,讓企業營運與環境的永續目標可以同步落實,眾人共同描繪的新未來樣貌也會越來越清晰。」

(本文提供合作夥伴轉載。)