「變廢為寶，超環保！」 —...

Speaker: SJ Tsai

Date: June. 2, 2019Technology Division 1

「變廢為寶，超環保！」— 從鏽皮到馬達心臟的大變身

中鋼公司技術部門

副總經理

蔡松釗

2019. 06. 02

Speaker: SJ Tsai


簡報目錄

馬達簡介

主要的馬達種類

馬達能耗

永磁磁石的主要用途

為什麼要使用永磁鐵氧體磁石?

從鏽皮到馬達心臟的大變身

結語

Speaker: SJ Tsai


馬達影響層面廣泛

流機空調設備(冷氣、幫浦、風扇、冰箱)汽車工業

(雨刷、電動窗、電動方向盤)

工業用馬達(產業電動機械)

3C設備(辦公器具、手機、電腦)

家用電器(洗衣機、吸塵器、抽煙機)

健身醫療器材(跑步機、電動代步車)

EI

變壓器

馬達與生活: 於家電與電動車的應用

Speaker: SJ Tsai


馬達的不同應用

0.75 kW

to 550 kW

工業用泵

電冰箱壓縮機混合分散 (Attritor) 風扇

空氣壓縮機

冰水機輸送機

分離機

汽車/電動車

Speaker: SJ Tsai


機械工業的兩大支柱: 馬達與引擎- 動力之母

全球馬達產值8,000億/年

台灣馬達產值400億/年

臺灣運輸工具產值5,400億/年

台灣機械工業產值5,000億/年

引擎(Engine)

霍爾IC

永磁磁石定子繞組

軸承

馬達外殼

轉子

定子

馬達(Motor)

物質文明越進步，馬達用量越多，100個/家(2000)→ 300個/家 (2010)。

日本電產(Nidec)社長永守重信: 50年前帶動工業發展的是鋼鐵業，

25年前是半導體業，現在則是電動馬達。

Speaker: SJ Tsai


馬達的發展史年代國家發明者發明項目

1824 法國 Arago 發現旋轉的銅板會作用到磁針

1831 英國 Faraday 發現電磁感應

1831 美國 Henry 發表與現在馬達原型相關的第一篇論文

1833 英國 Richie 製造出電磁鐵馬達

1834 俄羅斯 Jacobi 製造出整流子馬達

1836 美國 Davenport 製造出直流馬達

1838 英國 Davidson 製造出直流馬達

1860 義大利 Pacinottoi 發明環形電樞

1864 英國 Maxwell 電磁場理論集大成，預言電磁波

1866 德國 Siemens 製造出自勵式發動機

1867 英國·德國 Siemens兄弟開發出近代發電機

1867 比利時 Gramme 製造出交流發電機

1879 美國 Edison 開發出高效率直流發電機，作為白熾燈的電源

1882 南斯拉夫 Tesla 發現二相交流馬達的原理

1885 英國 Fleming 發現右手法則(發電機)，之後創立了左手法則(馬達)

1888 美國 Tesla 製造出了單相交流馬達 (1884年為了改進愛迪生發明的發電機，Telsa來到了美國)

1889 德國 Dobrowolski 製造出三相鼠籠式感應機

1893 美國 Steinmetz 開始在GE工作，在馬達的磁滯研究方面做出了貢獻

1905 瑞士 Einstein 發表特殊相對論理論

1910 英國 Poynting 完善電磁能流的理論

1918 英國 Livens 公布了包括磁滯馬達原理在內的電磁力一般公式

1919 英國 Walker 發明VR型步進馬達的感應器

1937 美國 Teare 對磁滯馬達的開發和理論有所貢獻

1940 美國 Kron 在GE提倡旋轉機的Tensor論

1940 美國 Feiertag 在GE發明混合式步進馬達原理的超低速同步馬達

Speaker: SJ Tsai


馬達旋轉原理: 佛萊明左手定則

決定作用力的大小: BLI 法則

磁場B，對橫穿磁場的導線進行通電，電流強度為 I，則電線上會產生力F。

F = BLI

決定力的方向: 佛萊明左手定則

馬達的基本原理由佛萊明左手定則描述，決定出作用於通電導線上的力(F)的方向。

另一方面，發電機的基本原理則由佛萊明右手定則描述，運動中的導體可感應出電壓 (e)。

亞歷山大·佛萊明(Alexander Fleming,

1881-1955)

發電機: 佛萊明右手定則

V: 導體運動方向B: 磁場方向e: 感應出的電壓方向

馬達: 佛萊明左手定則

I: 導體的電流方向B: 磁場方向F: 感應出的力的方向

Speaker: SJ Tsai


直流馬達的旋轉原理

直流馬達的旋轉原理

將電線製作成線圈，按右圖之方向通入電流 I，

則線圈的左側、右側會分別產生朝上、朝下

的力，線圈因此開始旋轉。這就是直流馬達

旋轉原理。

馬達扭矩 (Torque):

T =2RF ＝ 2RNBLI = KTL

扭矩常數 (KT):

KT = 2RNBL

N: 線圈圈數

L: 磁通寬 (m)

T: 扭矩 (Nm)

KT: 扭矩常數 (Nm/A)

R: 旋轉半徑 (m)直流馬達的旋轉原理

資料來源:南一書局雲端影音頻道

Speaker: SJ Tsai


感應馬達旋轉原理: 磁場的追逐

感應馬達的旋轉原理

將感應馬達的旋轉原理順序整理如下:

①提供一個旋轉磁場②由旋轉磁場產生感應電流③在電流和磁場的作用下產生力 (依據佛萊明左手定則決定力的方向)④造成轉子旋轉

當電流傳遞到線圈時, 就會產生扭矩, 開始旋轉

感應電流通過線圈

外部永磁磁石順時針旋轉(旋轉磁場)

外部永磁磁石旋轉方向 (旋轉磁場)

線圈旋轉方向

感應電流由佛萊明左手定則，感應出的力 (F)

將線圈換為鼠籠式轉子

Speaker: SJ Tsai


常用來提供旋轉磁場的方法

[1]

感應馬達旋轉原理: 旋轉磁場的產生

實際馬達中，所提供的旋轉磁場，並非藉由轉動永磁磁石，而是依次勵磁多個線圈，可獲得與轉動永磁磁石相同的效果。改變勵磁的話，從時間上需要相位偏移2個以上的正弦波。一般來說使用相互120°相位偏移的AC 220 V的三相交流電源。

使用偏移120°相位的三相交流電源

家庭電源為單相AC110 V，因此，使用

感應馬達時需透過某方法來製作電源和相

位偏移的正弦波來產生旋轉磁場。最常用

的方法是使用電容器，將線圈的電流相位

前移90°，使用此方法旋轉的馬達稱為電

容器起動式單相馬達。

資料來源:[1] www.agmlabs.com

Speaker: SJ Tsai


馬達開發史上最優秀的發明家- Tesla (特斯拉)

據說特斯拉在布達佩斯的公園散步時，正在吟唱歌德的浮士德，突然像天啟一般得到了感應馬達的想法。

特斯拉製作出具備實用性的感應馬達的時間恰是西屋公司的交流輸電業務剛剛開始之時(可能是1887年)。在1893年芝加哥世界博覽會上向人們展示了大型馬達。

紅: 橫向勵磁線圈藍: 縱向力磁線圈

尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla, 1856-1943)

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簡報目錄

馬達簡介


馬達能耗




結語

Speaker: SJ Tsai


馬達分類馬達種類依驅動方式及設計區分，主要可分為以下幾種。其中，感應馬達是最常

使用的馬達，其原因在於結構堅固、成本低。目前全球感應馬達的使用量佔馬達總使用量的10%左右，但卻佔馬達總耗電量的68%。

馬達

直流馬達(DC Motor)

永磁式直流馬達(Permanent-Magnet DC Motor)

電磁鐵勵磁型直流馬達(Winding-field DC motor)

並激式馬達(Shunt Motor)

串激式馬達(Series Motor)

他激式馬達(Separate-field motor)

直流無刷馬達(Brushless DC Motor)

表面貼磁型馬達(Surface permanent magnet Type, SPM)

嵌入磁鐵型馬達(Interior permanent magnet Type, IPM)

交流馬達(AC Motor)

整流子型馬達(Commutator motor)

同步馬達(Synchronous Motor)

磁阻馬達(Reluctance Motor)

磁滯馬達(Hysteresis Motor)

感應馬達(Inductor type Motor)

感應馬達(Induction Motor)

鼠籠式轉子感應馬達(Squirrel-cage rotor type Induction Motor)

渦電流馬達 (轉矩馬達)(Eddy-Current Motor)

線圈型感應馬達(Wound-rotor type induction Motor)

單相感應馬達(Single-phase induction Motor)

開關磁阻馬達(Switched Reluctance Motor, SRM)

步進馬達(Stepping Motor)

可變磁阻步進馬達(VR Type Stepping Motor)

永磁式步進馬達(PM Type Stepping Motor))

混合型步進馬達(Wound-rotor type induction Motor)

凸極式永磁步進馬達(Claw-pole PM stepping motor)

超聲波馬達(Ultrasonic Motor)

感應馬達

直流無刷馬達

https://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwi3i_X4vezhAhUD8bwKHXv-AmQQjRx6BAgBEAU&url=https://www.alibaba.com/showroom/nidec-brushless-dc-motor.html&psig=AOvVaw1zwn6Qp0WMk5aJwPKmY76U&ust=1556324007029881https://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwi3i_X4vezhAhUD8bwKHXv-AmQQjRx6BAgBEAU&url=https://www.alibaba.com/showroom/nidec-brushless-dc-motor.html&psig=AOvVaw1zwn6Qp0WMk5aJwPKmY76U&ust=1556324007029881

Speaker: SJ Tsai


馬達的組成要素

輸出軸 (軸)(Shaft)

軸承(Bearing)

① 轉子(Rotor)

② 軸承(Bearing)

繞線(Winding)

③ 定子(Rotor)

④ 托架(Bracket)

⑤ 導線(Lead Wire)

① 轉子(rotor): 旋轉的部分。

② 軸承(Bearing): 支持轉子轉軸的部分。

③ 定子(Rotor): 使轉子產生旋轉力量的部分。

④ 托架(Bracket): 支持軸承與定子成為一體的部分。

⑤ 導線 (Lead Wire): 連接到給馬達供電的驅動電路或電源上的電線。

Speaker: SJ Tsai


主要的馬達種類: 直流有刷馬達 (DCM)種類型式勵磁方式換相

直流有刷型馬達磁場(永磁磁石)是外部構件(定子); 電樞是內部構件(轉子)

永磁磁石用於外部構件之勵磁 (定子)

透過整流系統，藉由電刷使電樞通電

換向器

永磁磁石部件電樞及換向器部件

托架 (Bracket)

電刷 (Brush)

發條(Spring)

端子 (Terminal)

輸出軸 (Shaft)軸承 (Bearing)

對於DC馬達而言，定子由永磁磁石與軛鐵(Yoke)組成。

電刷滑動, 並與換向器接觸, 以將電流傳給換向器。在過去, 電刷的形狀像刷子, 由金屬或碳製成。

對於DC馬達而言，轉子由電樞組成。當電流流過線圈時，電樞會產生旋轉力。

換向器 (Commutator)

定子 (Stator)

軛鐵 (Yoke)通過磁通將2個磁鐵結合起來的鐵芯。

托架端板凸緣(Bracket end

plate flange)

繞線(Winding)

永磁磁石用來產生扭矩。

永磁磁石 (Magnet)

電樞 (Armature)

轉子 (Rotor)換向器

永磁磁石

電樞繞組

電刷

Leads-Power Input

Leads-Power Input

Speaker: SJ Tsai


主要的馬達種類: 感應馬達 (Inductor)

銅條(導電條)

短路環 (End Ring; Short Ring)

感應馬達鼠籠系統

感應馬達轉子

感應馬達短路環: 轉子兩端使用銅環連接銅條，以形成閉迴路。

具有多相或多相繞組的電樞組件

導電條: 感應馬達以鼠籠系統中的銅條充當變壓器次級繞組以響應電樞初級繞組。(金色代表銅條)

鼠籠系統: 感應馬達之鼠籠系統中的銅條(導電條)置放於電磁鋼片層壓結構內。因此轉子與槽中的銅條層疊在一起。(金色銅條之間的灰色部分是電磁鋼片)

Speaker: SJ Tsai


主要的馬達種類: 直流無刷馬達 (BLDCM)種類型式勵磁方式換相

直流無刷型馬達 (六步霍爾效應梯形相位輸出) (即BLDCM)

電樞是外部構件(定子)；磁場(永磁磁石)是內部構件(轉子)

永磁磁石用於內部構件之勵磁 (轉子)

以電子式的電晶體來控制換相動作，即以霍爾元件提供轉子位置之訊號，以每個週期具六步之方波驅動馬達

無框架無刷馬達: 電樞通常成為外部構件

繞線端部積厚(定轉子電磁鋼片疊片高度)

電磁鋼片銅繞線

繞線電樞構件

永磁磁石

磁場構件

繞線電樞構件

Speaker: SJ Tsai


簡報目錄

馬達簡介


馬達能耗




結語

Speaker: SJ Tsai


能源消耗與馬達能耗

聯合國環境署指出: 馬達消耗約53%的全球電能，提高馬達效率有益於降低能源需求並減少碳排放。

若減少10%的能量消耗，可減少1.25 億噸的CO2排放。

Speaker: SJ Tsai


台灣常用電器每年耗電量估計類別電器名稱消耗電力 (W) 每年使用時間估計 (hr) 年耗電量 (度) 備註

空調類

冷氣機 900 5 時×30 日× 6月=900 hr 810 2000Kcal/hr，冬季較少使用

吹風機 800 1/6 時×15 日×12月=30 hrr 24

電暖爐 700 3 時×30 日×3 月=270 hr 189 季節性使用

除濕機 285 3 時×30 日×6 月=540 hr 153.9 16.6 升/日，季節性使用

電扇 66 3 時×30 日×8 月=720 hr 47.5 16 吋，季節性使用

抽風機 30 4 時×10 日×12 月=480 hr 14.4

廚房類

電冰箱 130 12 時×30 日×12 月=4320 hr 561.6 320公升

開飲機 800 2 時×30 日×12 月=720 hr 576

微波爐 1200 5 時/月×12 月=60 hr 72

電磁爐 1200 2 時/月×12 月=24 hr 28.8

電鍋 800 1/2 時×30 日×12 月=180 hr 144 10 人份電鍋

電烤箱 800 2 時/月×12 月=24 hr 19.2

抽油煙機 350 1/3 時×30 日×12 月=120 hr 42

果菜榨汁機 210 1 時/月×12 月=12 hr 2.5

烘碗機 200 1/2 時×30 日×12 月=180 hr 36

衣著類

洗衣機 420 1/2 時×10 日×12 月=60 hr 25.2

乾衣機 1200 1/3 時×10 日×10 月=33 hr 39.6 夏季較少使用

電熨斗 800 3 時/月×12 月=36 hr 28.8

視聽類電視機 140 4 時×30 日×12 月=1440 hr 20.16 42吋彩色LED背光LCD電視

音響 50 1 時×30 日×12 月=360 hr 18

收音機 10 1 時×30 日×12 月=360 hr 3.6

照明類

燈泡 (60W) 60 3 時×30 日×12 月=1080 hr 64.8

日光燈 (20W) 25 5 時×30 日×12 月=1800 hr 45

省電燈泡 17 5 時×30 日×12 月=1800 hr 30.6

神龕燈 10 24 時×30 日×12 月=8640 hr 86.4

資料來源: 中華民國經濟部標檢局

台灣家庭之全年用電中，用到馬達或壓縮機的電

器之用電總量佔約55%

Speaker: SJ Tsai


轉子部件設計: 感應馬達 vs. 直流無刷馬達

感應馬達直流無刷馬達

End Ring

Conductor Bars

Shaft

Steel Laminations

電磁鋼片

永磁磁石

Speaker: SJ Tsai


馬達效率: AC感應馬達 vs. 直流無刷馬達

直流無刷馬達之馬達效率遠遠高於AC感應馬達。

AC感應馬達

直流無刷馬達

100%

90%

80%

70%

60%

50%

40%20% 40% 60% 80% 100%

負載 (Load)

效率

(Eff

icie

ncy)

Speaker: SJ Tsai


多元的產品應用

多元的終端產品應用

掃地機器人汽車/電動車家電機器手臂

減速機

控制器

……

Speaker: SJ Tsai


簡報目錄

馬達簡介


馬達能耗




結語

Speaker: SJ Tsai


永磁材料主要用到的元素

Fe 鐵

Sm DyLa

Sr

Nd

B

Tb

Co

Ce

Ni

鐵 (Fe)是永磁材料中，用量最多、使用最廣泛的元素!

Speaker: SJ Tsai


永磁材料之種類與應用

左表描述永磁材料的應用主要以馬達為主。

右圖中顯示，永磁市場中約2/3是永磁鐵氧體。

Application Area% of Total Production

by Weight

Automotive Motors (汽車/電動車馬達) 18%

Appliance Motors 13%

HVAC Motors 12%

Industrial/Commercial Motors 12%

Loudspeakers 11%

Separation Equipment 8%

Holding & Lifting Equipment 6%

Advertising/ Promotional Products 5%

MRI 3%

Others 12%

Total 100%

Permanent Magnets = Motors!

Speaker: SJ Tsai


永磁磁石於馬達之應用

左圖為直流有刷馬達，右圖為直流無刷馬達(BLDCM)，均使用永磁磁石，可減少鐵芯損耗與銅損，提高馬達運轉效能，減少能源消耗。

永磁磁石

Speaker: SJ Tsai


永磁磁石的種類

電磁物理意義

電流

I

磁化量

B磁石之磁場強度

電位

V

矯頑磁力

H磁石之抗退磁能力

電能

P

磁能積(BH)max

磁石蘊含

能量或磁力

鋁鎳鈷 (Alnico): 溫度變化率低，但價格高，矯頑磁力低。

永磁鐵氧體 (Sr Ferrite): 目前最便宜、用量最大的永磁材料。

釹鐵硼 (NdFeB): 當今磁性最強磁石，但價格高。

釤鈷(SmCo): 適用高溫環境，但價格高。

釤鐵氮 (SmFeN):高於450°C時不穩定，

目前尚未完全商業化生產，且價格高。

0

100

200

300

400

500

0

10

20

30

40

50

60

1900 1920 1940 1960 1980 2000(B

H)m

ax / k

Jm

-3

year

(BH

)max / M

GO

e

KS-SteelOP

MK

Alnico

Pt-Co

BaO・ 6Fe2O3

Sm(CoFeCu)7

SmCo5

Sm(CoFeCuZr)7.3

Nd-Fe-B

Pt-Fe

Mn-Al-C

Fe-Cr-Co-Mo

Fe-Cr-Co

Pt-Fe/Fe

Sm-Fe-N

(Bonded)

最大磁能積

(BH

) max /

MG

Oe

50

5.4

32

Sr Ferrite

11

Speaker: SJ Tsai


永磁磁石價格 vs. 永磁磁石特性

由永磁磁石的價格圖表，上圖紫色區域表示永磁材料開發的目標價

格和相對應最大磁能積。

Make strong magnets cheaper; make cheap magnets stronger!

鐵氧體永磁磁石

釹鐵硼永磁磁石

Speaker: SJ Tsai


釹鐵硼永磁製程

合金冶煉

甩片製作

粗粉碎/ 脫氫

氣流粉碎

軸向磁場成型

燒結/ 熱處理

研磨加工/電鍍

充磁

Speaker: SJ Tsai


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馬達簡介


馬達能耗




結語

Speaker: SJ Tsai


地殼中存量豐富的鐵元素鐵元素於地球地殼中的存量

地殼中豐度的鐵和其他磁性元素 (以對數表示)

鐵元素於整個地球中的存量

永磁鐵氧體磁石中的鐵(Fe)元素佔了90%的比例!

Speaker: SJ Tsai


最被廣泛使用的永磁鐵氧體磁石

釹鐵硼永磁(NdFeB)金額佔永磁銷量的62~65%，但永磁鐵氧體於

重量基礎超過88%。

永磁鐵氧體的主原料氧化鐵來源取得容易、價格便宜，且可100%

回收使用。

Sales $$ are in millions

Speaker: SJ Tsai


永磁鐵氧體磁石處處可見

永磁鐵氧體磁石用於人們日常生活中的多種用途和許多設備。

Speaker: SJ Tsai


佈告板與玩具

佈告板以及兒童玩的玩具裡面都有永磁鐵氧體磁石的蹤跡。

Speaker: SJ Tsai


實際應用將影響明天的永磁需求

汽車、混合動力及電動車

家電

消費類電子產品

電動自行車

工業用馬達

空調馬達

儲能系統

磁致冷

風力發電機

磁懸浮運輸…

主要驅動因素: 能源效率和氣候變化

「汽車」、「電動車」將是

永磁磁石之最大規模應用

Speaker: SJ Tsai


永磁式直流有刷馬達於汽車中的應用

Sunroof Motor Hatch/ Tailgate Motors

ABS Motor

Engine Cooling Motors

HVAC MotorSteering Adjust Motor

Windowlift Motor

Seat Motor

Speaker: SJ Tsai


永磁式直流無刷馬達於汽車中的應用

Seat Cooling Fan

Dual Clutch Transmission

HVAC Blower

Engine Cooling Fan

Electric Oil Pump

(Cooling, Accumulator)

Electrical Power Steering (Hydraulic)

Electrical Power Steering (Column)

Battery Cooling Fan

Electrical Power Steering (Rack)

Speaker: SJ Tsai


簡報目錄

馬達簡介


馬達能耗




結語

Speaker: SJ Tsai


永磁鐵氧體磁石中鐵原料的主要來源- 鋼鐵產業

鋼鐵產業

扁鋼胚

大鋼胚

小鋼胚

鋼錠

盤元線材

鋼板

熱軋鋼捲冷軋鋼捲

鋼筋

H 型鋼

型鋼

棒鋼

條鋼鋼材

粗鋼

資料來源: 萬用手冊，台灣經濟研究院產經資料庫整理 (2007年6月)

高爐煉鋼

電爐煉鋼

鋼線

螺絲螺帽

鐵絲

鋼結構

剪裁加工

鋼管

鍍鋅鋼捲

彩色鋼捲

Speaker: SJ Tsai


來自鋼鐵製程中的鐵原料: 煉鋼製程介紹

鐵礦砂

煤礦

鐵礦球團

鐵礦燒結

石灰石

煉焦煤高爐(煉鐵)

轉爐(煉鋼)

廢鋼片

盛鋼桶(精煉)

高爐煉鋼製程

連續鑄造

盛鋼桶(精煉) 電弧爐

(煉鋼)廢鋼片

鐵礦砂

煤礦

鐵礦球團

直接還原

電弧爐煉鋼製程

扁鋼胚小鋼胚大鋼胚

鋼板熱軋鋼捲、冷軋鋼捲圓管熱軋棒鋼棒線結構用鋼軌道用鋼

資料來源: WorldSteel.org

Speaker: SJ Tsai


來自鋼鐵製程中的鐵原料: 熱軋製程介紹

Rollers

Water Cooling

舊晶粒結構

軋延方向

新晶粒結構

細長晶粒組織

Roller

Hot Metal

Angle of

Contact area

Roller

Speaker: SJ Tsai


熱軋鋼捲表面銹皮

來自鋼鐵製程中的鐵原料: 熱軋鋼捲酸洗介紹

熱軋軋鋼酸洗除鏽冷軋軋鋼

熱軋鋼帶表面會有一層硬而脆的氧化銹皮，氧化銹皮具有多孔和裂

紋，鋼鐵製品在進行各種加工前，例如電鍍、熱浸鍍鋅、彩色塗層、

塗漆、衝壓加工前，需將熱軋鋼帶經過鹽酸酸洗線先將表面的氧化

銹皮、髒污、油污等去除乾淨，否則將影響加工後的表面品質。

https://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwikmvL638bhAhWYQN4KHQVpDJgQjRx6BAgBEAU&url=https://www.panchdeepmetal.com/corten-steel-irsm-41-97-coils-supplier-stockist/&psig=AOvVaw3Cu2GxMGGBc4BeCGRk-xoz&ust=1555027688699759https://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwikmvL638bhAhWYQN4KHQVpDJgQjRx6BAgBEAU&url=https://www.panchdeepmetal.com/corten-steel-irsm-41-97-coils-supplier-stockist/&psig=AOvVaw3Cu2GxMGGBc4BeCGRk-xoz&ust=1555027688699759

Speaker: SJ Tsai


酸洗槽熱軋鋼帶

廢酸、清洗廢水再生鹽酸、再生水

產品:氧化鐵粉

ARP

處理廢酸

HCl

HCl

(循環再使用)

除銹之廢酸主要為氯化亞鐵溶液: FeOx + 2HCl → FeCl2 + H2O

酸液再生工場 (Acid Regenerated Plant, ARP)

鹽酸酸洗線中的廢酸主要為氯化亞鐵溶液，含有大量的鐵離子，透過廢酸純化及酸液再生工廠，可將廢酸回收，得到再生鹽酸及再生水，循環再利用。

Speaker: SJ Tsai


永磁鐵氧體磁石中鐵原料的主要來源: 氧化鐵製程

扁鋼胚

熱軋製程

酸洗除鏽

廢酸再生

沖洗

水

廢水

氧化鐵

再生鹽酸(HCl)

廢酸(HCl)

冷軋鋼捲

熱軋鋼帶

回收水

http://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjPvuHphsDhAhUlG6YKHayvAm8QjRx6BAgBEAU&url=http://fagorarrasate.com/cn/product/80/%E9%85%B8%E6%B4%97%E7%BA%BF.aspx&psig=AOvVaw2J47b-aM2O2dE4RkM_IgrI&ust=1554797623946484http://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjPvuHphsDhAhUlG6YKHayvAm8QjRx6BAgBEAU&url=http://fagorarrasate.com/cn/product/80/%E9%85%B8%E6%B4%97%E7%BA%BF.aspx&psig=AOvVaw2J47b-aM2O2dE4RkM_IgrI&ust=1554797623946484

Speaker: SJ Tsai


除鏽廢酸的物盡其用- 氧化鐵粉的深加工鋼廠在設立冷軋鋼捲生產線時，必須設置酸液再生工廠(ARP)，以處理熱軋鋼捲酸洗製程的廢酸，資源回收再利用產生再生酸送回產線循環利用，在產製再生酸的過程中，同時會有副產品氧化鐵粉的產生，沖洗後的廢水也能回收循環使用。

廢酸儲槽

冷軋工廠鹽酸酸洗線

廢酸純化(WAPUR)

酸液再生工廠(ARP)

氧化鐵粉

熱軋鋼捲

硬磁鐵氧體磁石

https://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwixgbrP78bhAhXFu7wKHaapCEoQjRx6BAgBEAU&url=https://www.pressebox.com/pressrelease/andritz-ag/ANDRITZ-to-supply-turnkey-cold-strip-annealing-and-pickling-line-for-Acerinox-Spain/boxid/779159&psig=AOvVaw3fkU8oFegbazHMEpn-lDtO&ust=1555031518896878https://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwixgbrP78bhAhXFu7wKHaapCEoQjRx6BAgBEAU&url=https://www.pressebox.com/pressrelease/andritz-ag/ANDRITZ-to-supply-turnkey-cold-strip-annealing-and-pickling-line-for-Acerinox-Spain/boxid/779159&psig=AOvVaw3fkU8oFegbazHMEpn-lDtO&ust=1555031518896878https://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwikmvL638bhAhWYQN4KHQVpDJgQjRx6BAgBEAU&url=https://www.panchdeepmetal.com/corten-steel-irsm-41-97-coils-supplier-stockist/&psig=AOvVaw3Cu2GxMGGBc4BeCGRk-xoz&ust=1555027688699759https://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwikmvL638bhAhWYQN4KHQVpDJgQjRx6BAgBEAU&url=https://www.panchdeepmetal.com/corten-steel-irsm-41-97-coils-supplier-stockist/&psig=AOvVaw3Cu2GxMGGBc4BeCGRk-xoz&ust=1555027688699759

Speaker: SJ Tsai


永磁鐵氧體磁石製程

主原料

漿料混合

煆燒

磁粉粗粉碎

磁粉微粉碎

濕式成型

燒結

研磨加工

研磨細粉製程

煆燒粉製程

磁石成型燒結製程

Fe2O3 (氧化鐵) SrCO3 (碳酸鍶)

旋窯

Roller Mill

Ball Mill (球磨機)濕式磁場成型機

輥道燒結窯

加工磨床

Attritor

https://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwihke6S1-LhAhXCfbwKHYl3CH4QjRx6BAgBEAU&url=https://www.infomak.com/Products/Micro_materils/SrCO3_Strontium_Carbonate_micropowder_0_8um__99_5__9544.html&psig=AOvVaw3y6TUfp4l4whNakitavLYK&ust=1555987347077794https://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwihke6S1-LhAhXCfbwKHYl3CH4QjRx6BAgBEAU&url=https://www.infomak.com/Products/Micro_materils/SrCO3_Strontium_Carbonate_micropowder_0_8um__99_5__9544.html&psig=AOvVaw3y6TUfp4l4whNakitavLYK&ust=1555987347077794http://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwifr6DB2eLhAhWtyIsBHWG9DTcQjRx6BAgBEAU&url=http://www.crusherindustry.com/index.php/used-hydraulic-roller-mill-machinery-for-sale-in-japan-auction/&psig=AOvVaw3itMGMqlg60-_vqMasN9dZ&ust=1555988097231090http://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwifr6DB2eLhAhWtyIsBHWG9DTcQjRx6BAgBEAU&url=http://www.crusherindustry.com/index.php/used-hydraulic-roller-mill-machinery-for-sale-in-japan-auction/&psig=AOvVaw3itMGMqlg60-_vqMasN9dZ&ust=1555988097231090https://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwj-u6So2uLhAhWIwpQKHbeLAnkQjRx6BAgBEAU&url=https://www.researchgate.net/figure/Schematic-diagram-of-a-ball-mill_fig2_263093092&psig=AOvVaw34XzecpuY1pHpRddOmR2lO&ust=1555988172039272https://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwj-u6So2uLhAhWIwpQKHbeLAnkQjRx6BAgBEAU&url=https://www.researchgate.net/figure/Schematic-diagram-of-a-ball-mill_fig2_263093092&psig=AOvVaw34XzecpuY1pHpRddOmR2lO&ust=1555988172039272https://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiMk9_t2eLhAhVKGKYKHRlACQEQjRx6BAgBEAU&url=https://www.globalsources.com/gsol/I/Ball-mill/p/sm/1159118455.htm&psig=AOvVaw34XzecpuY1pHpRddOmR2lO&ust=1555988172039272https://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiMk9_t2eLhAhVKGKYKHRlACQEQjRx6BAgBEAU&url=https://www.globalsources.com/gsol/I/Ball-mill/p/sm/1159118455.htm&psig=AOvVaw34XzecpuY1pHpRddOmR2lO&ust=1555988172039272http://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=2ahUKEwiDhPKk3OLhAhWVwosBHe5SAKMQjRx6BAgBEAU&url=http://www.cixingkeji.com/Item/3564.aspx&psig=AOvVaw37bUNf9zH_po795H8VISNf&ust=1555988837933993http://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=2ahUKEwiDhPKk3OLhAhWVwosBHe5SAKMQjRx6BAgBEAU&url=http://www.cixingkeji.com/Item/3564.aspx&psig=AOvVaw37bUNf9zH_po795H8VISNf&ust=1555988837933993

Speaker: SJ Tsai


48

硬磁鐵氧體磁石種類

馬達用途變頻壓縮機馬達空調室內機

空調室外機

DC

馬達

銷售區域日本其他全球全球全球

生產廠家日本廠商

普遍供應日本

日本、秀波、萬寶

廠商普遍供應

功率 > 1 hp > 1 hp < 30 W < 100 W < 1hp

磁石種類釹鐵硼濕式異方性

塑膠極異方性等方性、乾式異方性

磁能積 (MGOe) > 4.5 4.0 – 4.5 1.2 – 2.5 1.4 – 2.5 1.5~4.0

磁石月需求量 (t) 24 248.4 121.25 212.5 26,833

磁石年需求量 (t) 288 2,980 1,455 2,550 322, 000

發展之關鍵稀土原料

9材以上應磁鐵氧體磁粉

添加Nylon 12

之塑膠粒生產

表面脈波充磁技術

掌握氧化鐵粉原料來源

3N

3G

5DH

5D

6N

6B

6H

6E

9N

9B

9H

12B

12H

濕式磁場成型

乾式磁場成型

開發中產品

2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.53.6

3.8

4.0

4.2

4.4

4.6

4.8

5.0

本質矯頑磁力 Hcj

(kOe)殘留磁束密度

Br (k

G)

異方向性硬磁鐵氧體磁特性規格

經材料配方及製程參數調整可產出不同品級磁石

Speaker: SJ Tsai


風扇馬達 (Fan Motor) 5D, 9B, 12B百葉窗馬達 (Louver Motor) 5D, 5DH, 6E

空調系統

永磁鐵氧體磁石於日常生活的主要應用

空調室內機

9B, 12B

風扇馬達 (Fan Motor)

冷卻液流量控制閥(Coolant Flow Control Valve)

壓縮機馬達(Compressor Motor)

5D, 6N

9N, 9B, 9H, 12B, 12H空調室外機

洗衣機

直驅馬達(Driving (DD Axis)

Motor)

轉鼓蓋傳感器(Drum Lid Sensor)

水泵 (Water Pump)

9N, 9B, 12B, 12H

5DH, 6N

9N, 9B, 12B, 12H

電風扇

風扇馬達 (Fan Motor)5D, 6B, 9B, 12B

電冰箱壓縮機馬達(Compressor Motor)

9N, 9B, 9H, 12B, 12H

風扇馬達 (Fan Motor)5D, 5DH, 6B, 9B, 12B

https://www.amazon.com/dp/B07R3D7RDThttps://www.amazon.com/dp/B07R3D7RDThttp://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=2ahUKEwiZ5vDs_bPiAhXkIqYKHVAECV4QjRx6BAgBEAU&url=http://www.dreeselectric.com/appliances/refrigeration/refrigerators/french-door-refrigerator.html?p=1&psig=AOvVaw0_0CSysOsVsencMhWOVU6U&ust=1558780916774145http://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=2ahUKEwiZ5vDs_bPiAhXkIqYKHVAECV4QjRx6BAgBEAU&url=http://www.dreeselectric.com/appliances/refrigeration/refrigerators/french-door-refrigerator.html?p=1&psig=AOvVaw0_0CSysOsVsencMhWOVU6U&ust=1558780916774145

Speaker: SJ Tsai


永磁鐵氧體磁石於汽車、電動車之應用

於現代化汽車中，永磁鐵氧體磁石可應用於至少50個地方

ABS幫浦馬達

動力剎車馬達

雨刷馬達

點火線圈 (For Bias)

發電機工作馬達

工作馬達 for HEV/ EV

分電盤傳感器

發電機

鼓風機馬達

油位傳感器

電子節氣閥控制馬達

動力方向盤馬達

轉速表

後視鏡馬達

電動窗防夾感測器馬達

電動窗馬達

門鎖馬達

汽車空調百葉窗馬達

揚聲器馬達

燃油泵馬達

油位傳感器馬達

無級變速器

凸輪軸傳感器

懸吊控制器

主懸吊系統馬達

防鎖死剎車系統傳感器

5D, 5DH

9N, 9B , 12B

座椅馬達

9N, 9B , 12B

9B, 9H , 12B

5D, 5DH

9B , 12B

9B , 12B

5D, 5DH

NdFeB

NdFeB

NdFeB

9B , 12B

9B , 9H ,

12B , 12H

6B , 9B , 9H , 12B , 12H

9B , 12B

5D, 5DH

5D, 5DH

NdFeB

9N, 9B , 12B

5D, 5DH

9B , 9BF

9B , 9H , 12B , 12H

NdFeB

NdFeB

9B , 9H , 12B , 12H

5D, 5DH

12B

12B

9B , 12B

Speaker: SJ Tsai


永磁磁石特性提升對馬達微縮之影響

使用較高磁特性的永磁磁石，汽車用直流無刷馬達進一步輕量化、小型化

汽車座椅馬達

ABS

馬達

引擎馬達

體積小、重量輕、無傳感器

永磁磁石特性提升

體積小、重量輕、壽命長


小型化、價格更低、效率更高


Speaker: SJ Tsai



鋼鐵產業銹皮

氧化鐵粉

永磁鐵氧體磁石

BLDC馬達

汽車、家電應用

Speaker: SJ Tsai


臺灣馬達業與半導體業之優勢

馬達產業

曾是馬達王國，擁有完備的馬達產業生態

良好的品質控管，MIT已逐漸獲世界肯定

傲人的成本控制，嚴苛競爭仍可獲利

部份產品已達國際規模，銷售通路健全

電子產業

晶圓代工: 台積電、聯電居世界之首

整合晶片設計: 臺灣世界第二

高壓製程: 台積電、聯電具800 V 耐壓製程能力

驅動能力 ~ 100 W

Speaker: SJ Tsai


馬達關鍵零組件的開發製造

免塗膜電磁鋼捲

永磁鐵氧體磁石 / 永磁釹鐵硼磁石

小批量試製成功，可供客戶試用除功率晶體外已可整合至單一晶片

中鋼 12B材鐵氧體磁石: 剩磁(Br) = 4,600 G、矯頑磁力 (iHc)= 4,900 Oe中鋼 N40EH釹鐵硼磁石：磁能積(BHmax) = 39.57 MGOe、矯頑磁力 (iHc) = 32.5 kOe

晶片整合驅動器

BLDC馬達

單晶片

Speaker: SJ Tsai


簡報目錄

馬達簡介


馬達能耗




結語

Speaker: SJ Tsai


節能減碳為當前趨勢，馬達效率為相關產業在國際市場上競爭的要點。直流無刷馬達因轉子使用永磁磁石，不需激磁電流，可減少轉子功率損失，提昇運轉效能。

以14吋5片式扇葉風扇為例，經實測感應馬達消耗功率為49.1 W，能源效率1.18 m3/min/W，但直流無刷馬達(單相八極八槽)則僅19.2 W，能源效率3.19 m3/min/W，省電達60.9%。

使用可100%回收循環使用之永磁鐵氧體磁石作為直流無刷馬達之轉子，融入低碳、循環經濟理念，實現「節能環保、綠色減碳」的目標。

結語

Speaker: SJ Tsai


你可能不知道…

有超過100家公司在網路上銷售永磁磁石

約有125個永磁磁石製造公司的名

稱以”寧波”開頭

印度有一個龐大且不斷增長的

永磁磁石製造工業

“汽車”是永磁磁石之最大規模應用

Speaker: SJ Tsai


Thanks for your attention.

「變廢為寶，超環保！」 —...

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