全國3成電力耗在馬達！IC業老董研發智慧變頻馬達 搶救缺電危機
▲大青節能科技董事長陳善南，為搶救缺電危機，花了八年、燒光十億元，研發出國產第一台智慧變頻馬達，目前已拿下國內八成變頻電風扇馬達市場。▼（圖／記者林淑慧攝）
文／林淑慧
六月一日下午，台北市信義區的一○一大樓，因為電壓驟降導致跳電，逛街民眾逛到一半，結果「音樂一停，商店燈全都熄了。」周邊的新光三越百貨、辦公大樓也都陷入一片漆黑；無獨有偶，十日凌晨新北市再度發生大規模跳電，造成二．六萬戶居民沒電可用，揭露台灣電力供應的潛藏危機。
依據台電統計，國內電力使用量一年約二千四百億度，其中工業用電約占四成至四成五比重，而其中大約有七成電力耗用在馬達電力系統，等於每年耗用了近三成的國內用電量，是過去沒被關注到的「吃電大怪獸」。
「台灣電力的缺口，重點不在蓋多少核電廠，只要做好省電，電就夠用。」IC設計上市公司茂達電子創辦人陳善南說，他早在八年前就看到台灣的缺電危機，一頭栽入智慧變頻馬達的研發，進而找到商機。
馬達是最大能源殺手 八年前投入智慧馬達研發
從電風扇、冷氣等家電，到工業用的水泥攪拌機，高科技廠的送風系統，其共通點就是以馬達作為動力來源，也是吃電的最大來源。陳善南說，馬達是機械動力的基礎，更是工業之母，人們的食衣住行都離不開馬達，「如果能從馬達著手節能，效益可見一斑。」
▲依據經濟部統計，2016年住宅部門用電量達473億度，約占國內總用電量的18.5%。▼ （圖片來源／經濟部能源局官網）
「自己的電自己省！」八年前，研發工程師出身的陳善南，創辦大青節能科技，從研發智慧變頻馬達著手，投入節能產業。儘管擁有IC設計專業，但隔行如隔山，當年國內仍仰賴自日本進口變頻馬達，技術尚未到達國產化門檻，他發揮工程師性格，以高科技產業的觀點，一頭栽入節能馬達的設計及研發。
當時，國內的電風扇市場正有一番巨變。日本進口的變頻電風扇，價格是傳統電風扇的七至八倍，加上大陸製電風扇以低價進入台灣市場，國內業者均受衝擊，為了轉型，他們找上了陳善南。
拆解數百顆日本馬達為研發 成功省下七成耗電量
「小家電的馬達，一年需求量高達上億顆，」陳善南說，從家戶必備的電風扇叩門，是個好起點。但，沒做過變頻馬達，該如何著手？「他託人從大陸買馬達設計的書回來看啊，廿四小時都在想怎麼做。」陳善南的太太、范盛萍回憶。
看書懂得原理，但實務上還落差一大截，陳善南花了整整二年，折解數百個日本小家電的變頻馬達，終於讓他發現眉角。原來，日本人將馬達的轉子改放在裡面，鋼線線圈則在外部，因為散熱快，可以省下一半銅線用量，也不需要矽鋼片輔助，成本至少降了四成。
掌握馬達關鍵，陳善南趕緊開模試產，並從高科技產業的觀點，加入趨動IC設計，重新定義節能馬達的設計及製造，完成全台第一顆自製國產的變頻馬達。從電力使用量分析，在同樣轉速之下，「一個傳統馬達的耗電量為七十二．二瓦，但智慧變頻馬達只需要十八．八瓦，足足省下七四％的電量。」他說。
自寫減噪IC趨動程式 拿下八成變頻電風扇訂單
有了變頻馬達的省電技術還不夠，裝入電風扇底座試運轉時，卻發出「嗡嗡的馬達聲」，讓陳善南再度傷透腦筋。
「客戶要我們做到安靜無聲，」二十年的老戰友、大青節能科技公司總經理沈正民說，為了做到日本品質，陳善南帶領團隊，從撰寫減低噪音的趨動IC，到試產至少三十種不同功率的馬達，又再度花了一年半的時間。
但，要維持馬達的整體效率，同時又能達到靜音要求，才是更大的挑戰。
「客戶訂單有十種機型，等於要客製化十種馬達，大青做了三十個機型、各七個段速，總共有二百一十種不同速度，每個速度一個個測試，用機器進行頻譜分析。」沈正民說。
機器測試不能盡信，陳善南和團隊成員，甚至在半夜齊聚在辦公室，用人耳進行噪音測試。
「桌上放著變頻馬達電風扇，四個人分別坐在會議室的不同角落，每種段速一個個聽。」沈正民說，當聽到有「嗡嗡聲」的速度段，團隊成員分頭記下，再回頭修改趨動IC的減噪程式，終於達到客戶要求的靜音標準，而且馬達輸出效率更是傳統馬達的三．五倍，讓大青當年一舉拿下六千萬元的訂單。
「大青的馬達節電效率超過五○％，讓他拿下國內八成變頻電風扇的訂單，」國內最大家電馬達供應商、宥立翔董事長邱三福說。從二○一一年至今，大青不僅間接供貨給聲寶、東元、奇美與統一等大廠，推升變頻電風扇的市占率，從六年前的二成，成長至去年的五成。
智慧變頻電風扇一役成功叩關，有了利器加持，陳善南更跨足商用空調馬達市場，成功拿下澳門美高梅(MGM)酒店的中央空調訂單，改換為大青的節能馬達之後，為其一年省下至少三千度電力。
▲大青節能科技董事長陳善南也研發漁業用增氧機，比傳統水車節省約五成的耗電量。▼（圖／大青節能科技提供）
依據經濟部統計，二○一六年住宅部門占國內總用電量比重為十八．五％，一年約消耗四百七十三億度電，陳善南說，要是所有家電都改用節能馬達，至少節省一半電力，政府可以提供家戶補貼誘因，改換節能家電，既省電又環保，創造三贏。
稱霸相對成熟的變頻電風扇馬達市場後，陳善南的觸角更伸入漁業用增氧機、工業馬達及電動車領域，準備向傳統馬達勢力盤踞的市場邁進，他要如何讓不同產業都願意換上智慧省電馬達，將是其下一步的挑戰。
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