感應馬達是什麼？原理、種類、應用一次告訴你！

感應馬達（Induction Motors）因為結構簡單、製造成本相對較低，加上使用容易取得的交流電即可穩定運轉，可說是市面上最常見的馬達種類。以下內容簡單說明感應馬達的運轉原理、種類及常見的應用，快速地讓您了解什麼是感應馬達。

 

感應馬達原理介紹

感應馬達是藉由電磁感應原理，將電能轉換成旋轉的機械能而工作的交流馬達。感應馬達中產生電磁感應的基本構造包含固定不動的定子（stator）與旋轉的轉子（rotor）兩部分。定子內有漆包線繞組線圈；轉子主要是由導電材料組成，以利於感應電流產生。定子與轉子間會預留很小的間隙以利轉子旋轉。感應馬達的工作原理是：

1. 定子通入交流電後，產生旋轉磁場。
2. 定子的旋轉磁場感應轉子的導電材料，使轉子導電材料產生電流。
3. 轉子的感應電流又產生磁場。
4. 定子旋轉磁場與轉子感應產生的磁場之間會產生作用力，驅動轉子旋轉。

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感應馬達 2 大不同種類

感應馬達又可依據供應電源的不同，分成三相感應馬達與單相感應馬達。

 

三相感應馬達

三相感應馬達的定子內有三組對稱分佈的線圈繞組，對線圈繞組通入三相交流電後，會產生與交流電頻率相同的旋轉磁場，驅動轉子旋轉。

 

單相感應馬達

單相感應馬達的定子只有一組繞組線圈，通入單相電源後無法產生有方向變化的磁場以感應轉子產生旋轉，所以會增加一組輔助繞組以產生旋轉磁場。

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單相與三相感應馬達比較

 

感應馬達結構

感應馬達內部結構主要由定子、轉子所組成，其他結構還包括馬達外殼、散熱風扇等。定子的主要結構為矽鋼片堆疊組成的鐵心與線圈繞組。轉子的主要結構為矽鋼片堆疊組成或以熔鋁灌鑄的鐵心、馬達軸心與軸承。感應馬達因為轉子結構不同，可分為繞線式（wound rotor）及鼠籠式（squirrel cage）兩種。鼠籠式感應馬達因為結構簡單、耐用且維修成本低，適合大量生產，應用較為廣泛普遍。
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鼠籠式感應馬達

如果將馬達轉子的矽鋼片移除，只留下鋁或銅質的長條狀導電材料。加上兩端的固定環，整體結構與形狀與鼠籠相似，故被稱為鼠籠式感應馬達。

 

繞線式感應馬達

繞線式馬達轉子除了矽鋼片組成的鐵芯之外，還有三相繞組，再透過集電銅環與石墨電刷連接到外部的可變電阻。構造較為複雜，製作成本也較高。
 

感應馬達轉速怎麼算？

感應馬達的轉速主要取決於電源頻率（f，單位：Hz）與馬達極數（P）。這裡的極數P是指磁極總數（成對出現，例如2極、4極、6極等）。

同步轉速（旋轉磁場的理論轉速）計算公式為：Ns = 120 × f / P （單位：rpm，每分鐘轉數）

• 120 是常數（來自 60 秒 × 2，因為磁極成對）。
• f：電源頻率（台灣/美國常用 60 Hz，大陸/歐洲常用 50 Hz）。
• P：極數（2、4、6、8、12 等）。

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常見極數在 60 Hz 與 50 Hz 下的同步轉速範例表

 

感應馬達的應用領域有哪些？

感應馬達具備構造簡單、低成本及維修容易等特點，因此廣泛應用於各個領域。無論是家用或工業用途，都可以看到感應馬達。

 

家電

單相感應馬達常用於驅動各種家用電器設備運轉，包括電風扇、冷氣機、吹風機、吸塵器、電冰箱、排油煙機、鐵捲門、跑步機、加壓機等。

• 單相感應馬達安裝於電風扇、吹風機、排油煙機、吸塵器內，驅動風扇旋轉造成空氣流動以達到送風、排風的功能。
• 單相感應馬達安裝於冷氣機與電冰箱內部，驅動壓縮機運轉。
• 跑步機內的單相感應馬達透過皮帶傳動，帶動滾筒及跑帶運轉。
• 單相感應馬達結合齒輪減速機、剎車器、控制電路等零組件，驅動捲門運作。
• 加壓機基本上由馬達與加壓泵浦組成，馬達運轉時提供泵浦加壓的動力來源。

 

商業用途

在各行業的營業場所，許多的商用設備也都使用感應馬達作為動力的來源。例如，電動手扶梯、鑰匙機、封口機、冰淇淋機、柵欄機、抽水泵浦等。

• 三相感應馬達可做為電動手扶梯的動力來源，並且經常搭配減速機，將馬達的高轉速轉換為驅動手扶梯所需的緩慢而高扭矩運動。
• 鑰匙機使用單相感應馬達來驅動刀片或鋸片以製作或復製鑰匙。
• 封口機使用單相感應馬達搭配減速機進行自動進出杯及膠膜封杯作業。
• 商用冰淇淋機中，小功率的交流感應馬達用來攪拌冰淇淋原料；較大功率的交流感應馬達則用於驅動冷凍冰淇淋的冷卻系統的壓縮機。
• 交流感應馬達會透過齒輪箱、鏈條或皮帶等機構提供旋轉力量來升高和降低欄杆。
• 在抽水泵浦中，感應馬達的主要功能是提供旋轉泵浦葉輪的動力，產生必要的離心力或位移來推使水流動。

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工業用途

感應馬達在工業上的應用相當普遍，例如，升降機、輸送帶、風扇、研磨機、封箱機、貼標機、攪拌機、食品機械設備、包裝機械設備。

• 工業升降機中感應馬達通常連接到變速箱或牽引系統，將旋轉運動轉換為線性運動，以上下移動電梯車廂。
• 在輸送設備中，感應馬達最基本的功能是驅動輸送帶、鏈條或其他物料處理機構。 馬達的旋轉動力透過齒輪箱、皮帶輪或直接驅動方式傳輸動力給輸送帶。
• 交流感應馬達用於直接驅動風扇葉輪或葉片，提供移動空氣或氣體所需的旋轉力。
• 感應馬達可用於驅動研磨機或大型工業磨床的砂輪主軸，提供研磨作業所需的高速旋轉力。
• 感應馬達在封箱機中的功能，通常用於驅動傳送帶以傳送紙箱，確保紙箱平穩連續流動。
• 貼標機中的感應馬達用於驅動在貼標過程中運輸產品的輸送帶，以及為標籤紙收捲機或放捲機等其他機械部件提供動力。
• 感應馬達結合減速機，廣泛應用於攪拌機中，以相對較低的速度提供高扭矩來驅動攪拌軸或攪拌葉片，提供混合或攪拌物料所需的旋轉力。
• 感應馬達或感應式齒輪馬達在食品機械設備中應用非常廣泛，常用於為輸送帶提供動力，將食品輸送到各個加工階段，例如分類、清洗、切割或包裝。或是為攪拌機提供動力，用於混合配料或均質食品。為通風或氣動輸送系統的風扇提供動力。或用於操作各種食品加工機械，如切片機、切塊機、研磨機、擠壓機、包裝機等，為其運作提供必要的旋轉動力。
• 感應馬達和齒輪馬達都常用於包裝機械，根據包裝過程的特定要求提供不同的功能。例如，在包裝過程的各個階段（例如填充、密封或貼標），驅動輸送帶輸送包裝材料或成品。提供操作各種包裝機所需的旋轉動力，例如製袋機、裝盒機、裝箱機、碼垛機和包裝機。在包裝線上，感應馬達會用於驅動空氣循環、冷卻或氣力輸送系統的風扇或鼓風機。此外，在某些涉及液體填充或處理的包裝過程中，感應馬達亦會為幫浦提供動力，以輸送液體或漿料。至於齒輪馬達通常用於在相對低速下需要高扭矩的應用，例如驅動旋轉密封機構、旋蓋機或包裝操作中使用的間歇運動機構。

 

感應馬達常見故障與保養

感應馬達雖然結構簡單且耐用，但長期使用或操作不當仍可能出現各種問題。了解常見故障的原因，並養成良好的保養習慣，能有效延長馬達壽命並降低意外停機風險。

 

感應馬達常見故障與原因

以下是感應馬達最常見的故障類型及其主要原因：

• 馬達不轉或起動困難：電源缺相、起動電容器壞、起動繞組斷線或軸承卡死。
• 異常噪音或振動：軸承磨損、轉子不平衡、底座鬆動或氣隙不均。
• 馬達過熱：過載運行、風扇故障、環境太熱或通風不良。
• 轉速低或扭矩不足：負載過重、電壓低或轉差率過大。
• 燒毀或絕緣破壞：長期過載、缺相、線圈老化或進水。

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感應馬達日常保養建議

其實一般的感應馬達不太需要保養(因為取得成本其實很低)主要還是要正常使用。例如，穩定的電源供應、安裝於乾燥與通風良好的場所、避免高溫高溼多灰塵的安裝環境、勿過載使用等。正常使用情況下，馬達長期運轉是沒有問題的；常常不使用不運轉反而容易故障。若長期不使用，建議拆下馬達並儲存於室內乾燥與通風良好的場所，避免生鏽。換軸承與高溫潤滑脂及清潔內部灰塵可刪除，其餘可保留。為了讓感應馬達維持最佳狀態並延長使用壽命，建議按照以下頻率進行定期檢查與保養：

• 每月至少檢查一次：檢查外觀清潔、螺絲鎖緊、風扇正常。
• 每3到6個月：測絕緣電阻（>1 MΩ）、聽軸承異音、查過熱。
• 長期停機時：每2到3個月手動轉動軸心幾圈以防止生鏽，並將馬達存放於乾燥、通風良好的環境。
• 安全建議：強烈推薦搭配過載保護器、缺相保護器以及溫升感測器，及時偵測異常並自動切斷電源，避免故障擴大。

只要養成這些定期保養習慣，就能將感應馬達的使用壽命延長2到3倍以上，大幅降低維修成本與停機損失。
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感應馬達常見問題 FAQ

Q1：感應馬達可以變頻調速嗎？

普通的感應馬達不建議搭配變頻器使用，建議使用變頻專用馬達（VFD rated），因為普通感應馬達在低頻長時間運行時，同軸冷卻風扇轉速跟著變慢，散熱效率差，容易導致馬達因為過熱而燒毁。若使用一般馬達並且需要調整轉速，建議使用專用的調速馬達。

 

Q2：馬達銘牌寫 1725 rpm 或 1450 rpm，為什麼不是剛好 1800 rpm 或 1500 rpm？

那是實際額定轉速，感應馬達是異步馬達，轉子轉速永遠略低於定子產生的同步轉速，差額來自轉差率（slip）。例如 60Hz 4極馬達同步轉速 1800 rpm，額定負載下轉差率約 4%，實際轉速就約為 1728 rpm，銘牌常標示接近的整數如 1725 rpm。

 

Q3：單相感應馬達與三相感應馬達哪個比較好？

沒有絕對的好壞，取決於使用場合與可取得的電源條件。三相感應馬達相較單相感應馬達，效率較高、起動扭矩大、運轉平穩，適合工業與大功率設備；單相感應馬達適合家用或無法取得三相電源的場所，雖然效率相對較低、起動扭矩較小、構造稍複雜（需輔助繞組或電容器），但接線簡單，成本也相對較低。

 

結論

由於感應馬達使用交流電即可運轉，加上交流電電源的供應普及，無論在一般家庭、商業場所與工業製造領域都有交流電，因此感應馬達是目前市佔率最高的馬達。此外，感應馬達依據尺寸、外型、線圈繞線條件、轉子材質、製作方式等差異，都會讓感應馬達的轉速與輸出轉矩特性產生變化，故其應用範圍也最廣泛。世協電機在感應馬達、齒輪馬達與減速機領域，擁有超過30年的製造與銷售經驗。產品不僅100%台灣製造，更取得CE、UL、CCC等國際安全規範認證，銷售全球50國以上。世協能滿足您從基礎動力傳輸到高動態運動與精準控制的全方位應用，協助您選擇最合適的產品，並可依據您的需求客製。歡迎聯絡我們，告訴我們您的需求。
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