變頻器和減速機差在哪：作用、動作原理、低速與轉矩、搭配與選型的 4 個比較面向

變頻器改變交流馬達的供電頻率與電壓，用電的方式讓馬達轉得快或慢；減速機用齒輪把轉速降下來、把轉矩放大，用機械的方式改變輸出。 兩者常一起用，不是二選一；來源說有些需要保留功率的場合，仍然需要一些機械減速。差別在「用電調速，還是用齒輪減速」，要看的地方有四個：作用、動作原理、低速與轉矩、搭配與選型。本文的變頻器指交流馬達用的變頻器，減速機指齒輪式減速機；伺服驅動器、軟啟動器，以及皮帶與鏈條傳動不在範圍。分成 4 個比較面向：

• 面向 1｜作用： 一個用電調速，一個用齒輪降速增矩。
• 面向 2｜動作原理： 頻率與電壓，對上減速比與效率。
• 面向 3｜低速與轉矩： 變頻器低速要顧冷卻，減速機是拿速度換轉矩。
• 面向 4｜搭配與選型： 先看要的輸出轉速與轉矩，再看速度範圍與冷卻。

本文從「各改變什麼、怎麼搭」開始講，各家資料與依據在文末的備註。本文是選型整理，不是傳動設計，也不取代馬達、變頻器與減速機廠商的規格書；轉速、轉矩與頻率，要依現場與廠商資料。想先看各自的選型，可以讀〈變頻器怎麼選〉與〈減速機怎麼選〉，本文補的是兩者的差別，不重講各自的階段。此為一般情況，仍需視個案而定。

面向 1｜作用：一個用電調速，一個用齒輪降速增矩

怎麼看：

• 先寫下：要調的是轉速本身，還是輸出軸上的轉矩與轉速的搭配。
• 要讓交流馬達的轉速連續可調，看變頻器。
• 要把轉速降下來並放大轉矩，看減速機。
• 兩者改變的東西不同：變頻器改電源，減速機改機械輸出。

公開資料怎麼說：

• 一個電機工程教學媒體的文章（2022 年 6 月 21 日，作者署名，沒有提到任職，沒有推銷產品，來源 1）寫到：變頻器靠改變頻率來控制感應馬達的轉速，是無段調速、涵蓋寬廣的速度範圍，比機械式的調速更小、更便宜、更容易安裝；但在需要保留功率的應用中，仍然需要一些機械減速。
• 一份機械設計雜誌的文章（2001 年 10 月 1 日，作者署名，任職於齒輪廠商，廠商人員說法，內文沒有推銷產品，來源 5）寫到：減速機的主要用途是放大轉矩，也把輸入的轉速降成需要的輸出轉速；它另用一句話帶過還有電的產品可以改變馬達轉速。
• 一家傳動廠商的部落格文章（頁面標示 03/08/2021，沒有署名，廠商說法，文末推廣自家服務，來源 6）寫到：減速機會放大馬達的轉矩輸出，輸出轉速等於輸入轉速除以減速比（備註表 1）。

面向 2｜動作原理：頻率與電壓，對上減速比與效率

怎麼看：

• 先寫下：馬達的額定頻率、要的輸出轉速、負載需要的轉矩。
• 變頻器看頻率範圍，以及降頻時電壓怎麼跟著降。
• 減速機看減速比，輸出轉速是輸入轉速除以減速比。
• 頻率超過 60 赫茲的做法，來源說會改變可用轉矩與所需減速比。

公開資料怎麼說：

• 前述教學媒體文章（來源 1）寫到：控制電源頻率是見效快的調速方式；降低頻率時，變頻器也會同步降低輸出電壓，維持固定的伏特對赫茲比，避免鐵芯飽和。
• 一份工業媒體的文章（2018 年 6 月 6 日，作者署名，職稱為行銷工程師，文章未載明所屬公司，內文引用一家齒輪馬達廠商的公式，廠商說法，沒有推銷特定產品，來源 3）寫到：60 赫茲是感應馬達從定轉矩區進入定功率區的分界，稱為弱磁點；0 到 60 赫茲轉矩固定，60 赫茲以上功率固定、轉矩隨頻率反比下降（來源談的是為北美使用設計的變頻器）。
• 前述傳動廠商部落格（來源 6）寫到：選減速比要先知道需要的輸出轉速與轉矩；輸入轉速通常由馬達決定。
• 前述機械設計雜誌文章（來源 5）寫到：選型要找出正確的減速比與隨之而來的轉矩放大（備註表 2）。

面向 3｜低速與轉矩：變頻器低速要顧冷卻，減速機是拿速度換轉矩

怎麼看：

• 先寫下：至少要轉多慢、負載轉矩是不是整個速度範圍都不變、要不要長時間低速運轉。
• 變頻器看低速時的冷卻：來源說可外加通風、加大馬達或降低轉矩。
• 減速機看減速比與效率：減速比越大，輸出轉速越低、轉矩越大。
• 來源沒有給「低到多少速度就該加減速機」的界線。

公開資料怎麼說：

• 一個工程學習網站的文章（2013 年 7 月 5 日，頁面標示 2018 年 7 月 2 日更新，作者署名，文末註明參考一家變頻器廠商的資料，頁面推廣會員與課程，來源 2）寫到：馬達低速時冷卻風量下降；若負載轉矩在整個調速範圍維持恆定，問題更明顯；馬達在低於半額定轉速下以額定轉矩連續運轉時，需要額外的冷卻空氣；做法有外加通風，或選較大的馬達，但不要加大過多。
• 前述教學媒體文章（來源 1）寫到：低頻運轉時鐵損可能高到不可接受，馬達風扇轉速降低，冷卻變差。
• 前述工業媒體文章（來源 3）寫到：傳統做法是加裝獨立風扇，但會增加成本，另一種做法是降低轉矩；它的例子是要求 12 比 1 速度範圍的輸送機，以 60 赫茲為上限時，下限 約 10 赫茲，範圍只有 6 比 1，要另加風扇；它主張超過 60 赫茲的設計，要配較大的減速比，可拓寬速度範圍，也能消除低速的冷卻問題。
• 一家齒輪馬達廠商的網頁（沒有日期，署名為公司，廠商說法，頁面推銷自家產品與服務，來源 4）寫到：極低速時，馬達的機械風扇無法有效冷卻，可依情況選較大的馬達或加裝輔助風扇，沒有給判斷標準。
• 前述機械設計雜誌文章（來源 5）寫到：選型要看所需轉矩、減速比、服務係數與效率等（備註表 3）。

面向 4｜搭配與選型：先看要的輸出轉速與轉矩，再看速度範圍與冷卻

怎麼看：

• 先寫下：負載需要的轉速範圍與轉矩、馬達的種類與額定、是否長時間低速。
• 要寬的速度範圍：來源說可把變頻器、馬達與減速機當整套來選。
• 轉速降不夠或轉矩不足：看減速機的減速比。
• 低速運轉要顧馬達冷卻，也要看減速機的熱容量。

公開資料怎麼說：

• 前述齒輪馬達廠商網頁（來源 4）寫到：變頻器與減速機的系統可以涵蓋更寬的速度範圍；把減速機、馬達與變頻器整套一起考量，可以選到更貼近整套需求的減速機。
• 前述工業媒體文章（來源 3）寫到：超過 60 赫茲運轉時，輸入轉速提高，需要較大的減速比；馬達的轉矩上限至少要比負載轉矩高 25%；大型馬達建議限制在約 75 到 80 赫茲，約 10 馬力以下的小型馬達可到約 85 赫茲；對減速機的熱容量有疑慮，要請教製造商。
• 前述傳動廠商部落格（來源 6）寫到：要先知道需要的輸出轉速與轉矩，再用馬達的輸入轉速與減速比對照（備註表 4）。

比較表：一眼看四個面向

來源：備註表 1 到表 4（來源 1 到 6）。這是各來源的說法，不是選型門檻。

怎麼選：什麼情況看變頻器，什麼情況看減速機

依公開資料，兩者的看法可以這樣分：

• 看變頻器的情況： 要讓交流馬達的轉速連續可調、涵蓋寬的速度範圍（來源 1、4）。
• 看減速機的情況： 要把轉速降下來並放大轉矩，或需要保留功率時（來源 1、5、6）。
• 要看清楚的地方： 兩者常一起用，不是二選一；變頻器低速時要顧馬達冷卻（來源 1、2、3、4）；6 份來源中，教學類 2 份，廠商或廠商人員 4 份，沒有中立機構的直接比較（來源 1 到 6）。
• 在交界附近： 來源沒有給「速度低到多少要改用減速機」的界線，各家給的做法是外加通風、加大馬達、降低轉矩，或配較大的減速比與較高的頻率，沒有統一規則；請以現場的轉速範圍、轉矩與運轉時間為準（來源 2、3、4）。

這幾項是公開資料裡的說法，不是替您的現場下結論；實際要怎麼搭，還是要看您的馬達、負載與運轉方式。

嘉鴻能幫的： 下面只取商品頁的商品名稱與頁面標題字樣，不引用各款的容量、電壓、控制方式、通訊與防護（變頻器側），以及減速比、輸出轉矩、反向間隙、輸入轉速與馬達的搭配（減速機側）。

變頻器這一側：

• 三相變頻器（簡易操作）、三相變頻器（雙通訊埠）、三相變頻器、三相變頻器與配件、三相變頻器（內建通訊）、三相變頻器（節能通用）、變頻器模組：各款的容量、電壓、控制方式、通訊與防護，請洽詢。

減速機這一側：

• 直線減速機：目前站上的減速機頁面，頁面內文把它定義為輸入軸與輸出軸同軸的型式；減速比、輸出轉矩、反向間隙、輸入轉速與馬達的搭配，請洽詢。

常見問題

Q1：變頻器和減速機有什麼不同？

變頻器改變交流馬達的供電頻率與電壓，用電的方式讓馬達轉快或轉慢；減速機用齒輪把轉速降下來、把轉矩放大，用機械的方式改變輸出。差別在用電調速，還是用齒輪減速。

Q2：有了變頻器，還需要減速機嗎？

常常還需要，兩者不是二選一。一篇電機工程教學文章寫，變頻器是無段調速、比機械式調速小又便宜，但在需要保留功率的應用中，仍然需要一些機械減速；一家齒輪馬達廠商也建議把變頻器、馬達與減速機當整套一起選。

Q3：馬達用變頻器長時間低速運轉要注意什麼？

注意冷卻。馬達低速時冷卻風量下降，負載轉矩在整個調速範圍不變時問題更明顯；一篇工程學習網站的文章寫，馬達在低於半額定轉速下以額定轉矩連續運轉，需要額外的冷卻空氣，可外加通風、加大馬達或降低轉矩。

Q4：變頻器可以把馬達開到超過 60 Hz 嗎？

可以，但轉矩會下降。一篇工業媒體文章寫，60 赫茲是感應馬達從定轉矩區轉到定功率區的分界；超過 60 赫茲運轉時輸入轉速提高，需要較大的減速比，馬達轉矩上限至少要比負載轉矩高 25%，大型馬達建議限制在約 75 到 80 赫茲。

備註：來源與例外

以下給需要核對的人看，不看也不影響上面的做法。馬達、變頻器與減速機的廠商規格書、現場的轉速與負載要求，和本文不同時，以它們為準。

各面向的出處

表 1｜作用

來源：1、5、6

表 2｜動作原理

來源：1、3、5、6

表 3｜低速與轉矩

來源：1、2、3、4、5

表 4｜搭配與選型

來源：3、4、6

此為一般情況，仍需視個案而定。

例外與限制

• 看到什麼：1 篇電機工程教學媒體的文章（2022 年 6 月 21 日，作者署名，沒有提到任職，沒有推銷產品）、1 篇工程學習網站的文章（2013 年 7 月 5 日，頁面標示 2018 年 7 月 2 日更新，作者署名，文末註明參考一家變頻器廠商的資料，頁面推廣會員與課程）、1 篇工業媒體的文章（2018 年 6 月 6 日，作者署名，職稱為行銷工程師，文章未載明所屬公司，內文引用一家齒輪馬達廠商的公式，廠商說法，沒有推銷特定產品）、1 份齒輪馬達廠商的網頁（沒有日期，署名為公司，廠商說法，頁面推銷自家產品與服務）、1 篇機械設計雜誌的文章（2001 年 10 月 1 日，作者署名，任職於齒輪廠商，廠商人員說法，內文沒有推銷產品）、1 篇傳動廠商的部落格文章（頁面標示 03/08/2021，沒有署名，廠商說法，文末推廣自家服務）。6 份來源中，2 份是教學類（來源 1、2）、4 份是廠商或廠商人員（來源 3、4、5、6），沒有找到中立機構對變頻器與減速機的直接比較，也沒有讀到標準本文；來源 5 是 2001 年的文章，較舊。
• 沒看到什麼：來源 1 沒有談減速機的設計與選型，只有一句提到仍需要一些機械減速；來源 2 沒有提到減速機；來源 3 只引用公式的例子，沒有列出廠商的完整公式表；來源 4 沒有數字與判斷標準；來源 5 沒有談變頻器，只用一句帶過電的產品可以改變轉速；來源 6 的內文沒有談變頻器；沒有找到廠商手冊等級的搭配說明，也沒有找到台灣的價格或廠商資料。
• 文中數字：文中引用的數字有：60 赫茲、0 到 60 赫茲、12 比 1、約 10 赫茲、6 比 1、25%、約 75 到 80 赫茲、約 85 赫茲、約 10 馬力（來源 3）；低於半額定轉速、額定轉矩（來源 2）；各篇的日期。
• 來源之間說法不同：來源 1 說變頻器「比機械式的調速更小、更便宜、更容易安裝」，又說需要保留功率時仍要一些機械減速；來源 3 與來源 4 談的是用變頻器搭配減速機把速度範圍拓寬，並說低速要顧冷卻；來源 2 的做法是外加通風或加大馬達，來源 3 另提降低轉矩與超過 60 赫茲的做法，來源 4 提加大馬達或輔助風扇，各家做法不同，文中並列，沒有合成一個規則；來源 6 頁面上的範例計算前後互相矛盾，文中沒有引用該範例。
• 單一來源：變頻器無段調速且比機械式更小更便宜、降頻時電壓同步降以維持伏特對赫茲比、低頻鐵損（來源 1）；低速冷卻的額定轉矩條件與外加通風（來源 2）；60 赫茲弱磁點、12 比 1 的輸送機例子、大減速比與 85 赫茲（來源 3）；整套系統一起考量可選到更貼近需求的減速機（來源 4）；減速機的轉矩放大、選型看轉矩、減速比、服務係數與效率（來源 5）；輸出轉速等於輸入轉速除以減速比、先知道輸出轉速與轉矩（來源 6）。
• 有立場的資料：來源 3、4 是廠商的說法，來源 5 是廠商人員的說法，來源 6 是傳動廠商的說法，來源 1、2 是教學類的文章；沒有一份是標準本文或中立機構的文件，說法只能當說明的例子。
• 來源的原文是外文：中文為本文翻譯，不是來源的原句，單位與比值照來源寫的。
• 本文的整理：各項說法都能在上面的來源找到對應。「怎麼選」一節是把各來源的說法分成「看變頻器」「看減速機」「要看清楚的地方」「在交界附近」，是整理，不是來源的原句，並已寫明來源沒有給轉速的界線。各面向「怎麼看」的要點（先寫下的項目）是做法，不是來源的說法。開頭的「兩者常一起用，不是二選一」是依來源 1、3、4 整理；表中「有效率損失」與「看頻率範圍、冷卻與電流」是依來源 3、5 與面向 3 整理；「超過 60 赫茲轉矩下降」依來源 3。
• 範圍：本文的變頻器指交流馬達用的變頻器，減速機指齒輪式減速機；伺服驅動器、軟啟動器，以及皮帶與鏈條傳動不在範圍；不談各家型號對照、價格與交期；本文是選型整理，不是傳動設計，也不取代馬達、變頻器與減速機廠商的規格書；沒有查標準。
• 設備與商品：「嘉鴻能幫的」只取商品頁的商品名稱與頁面標題字樣，沒有引用商品頁的型號、容量、電壓、控制方式、通訊、防護、減速比與輸出轉矩；減速機側的直線減速機，只取頁面內文對型式的說明（輸入軸與輸出軸同軸）；各款的規格請洽詢，以業務確認的資料為準。

本文為一般情況的整理，不是傳動設計，也不是對某一家變頻器、減速機廠商、品牌、供應商或服務商的背書，更不構成對您現場傳動系統的評估或保證。請以馬達、變頻器與減速機的廠商規格書、現場的轉速與轉矩要求，以及您自己的評估為準；此為一般情況，仍需視個案而定。