本研究與合正機械股份有限公司共同開發小型空壓機，導入創新永磁無刷電機設計，與過去小型空壓機以感應馬達設計，無刷比有刷結構更好，保持無接觸式的優勢，無耗材具且有環保概念，另外還可以讓節能、效率、噪音及振動…等問題獲得改善，以創新產品取得市場競爭力。    
    本研究開發的永磁無刷電機硬體架構可分為三部份:轉子、定子及外殼。轉子部份是迴轉軸固定永久磁鐵的傳動磁場所構成的；定子部分是由電樞鐵心與電樞線圈所構成，其中電樞鐵心是由矽鋼片積疊而成的，而電樞位於定子上，因此可以不需要電刷傳導電流；外殼部分不只是可以固定定子，也可當作軛鐵而變成磁路的一部份。無刷馬達依電子繞線分類，可分為兩相、三相及五相等無刷馬達。其中三相是較為常見，其結構和同步馬達類似。一般的直流無刷馬達轉速需要在轉子軸上加裝霍爾元件(Hall sensor)，用來偵測轉子轉速並回傳訊號到數位處理器(DSP)，來達到速度控制效果。但是縮減體積和成本情況下，不適合裝上霍爾感測器。本研究採用sensorless控制，直接估測反電動勢，比加裝Hall sensor更具有縮減體積和成本的優勢。
無刷馬達的主要優勢包含：
1. 無機械式的電刷及整流子。
2. 夀命長。
3. 不產生機械的雜音（除軸承部份）。
4. 電刷部份不會產生碳粉、油霧等污垢。
5. 不會產生電氣雜訊，不會有電波干擾。
6. 不產生火花。
7. 可以用於高速旋轉馬達。
8. 容易製造多極型馬達。
9. 正反轉扭力大。
10.馬達特性與一般DC馬達相同。
11.能夠製造扭力穩定、轉速穩定的馬達。
12.需要驅動電路。
13.可由控制器改善馬達特性。
    小型空壓機大多主要以往復式活塞結構，佔有市場70%比重，擁有絕大部份的市場，往復式活塞結構設計，搭配傳統感應電機已多年，產品完整，隨著科技時代的進步已達到性能無法突破的地步，本創新以永磁無刷電機，使用在往復式活塞結構上，調整尺寸設計、參數設計(缸徑：ø30~ ø35 mm、衝程：15~20 mm)，以提升產品整體性能，外觀尺寸≦370X320X300 mm，且可讓使用者一手提起的手把設計，重量≦11 kg。

解決傳統小型手提式空壓機無法有效率的節能問題，使用流體力學原理與商業CFD軟體，將傳統型感應電機與本研究創新永磁電機進行分析比較，可有效改善傳統型感應電機的耗能問題，並整合整體效能進行測試，來驗證模擬分析與實作測試比較，可有效改善傳統小型手提式空壓機的效率、噪音、振動問題。

隨著全球產業智慧製造生產、各國節能政策的趨勢發展，應用於小型空壓機市場的需求，提供家庭用、建築用、醫療用及診所用…等地區使用，擁有輕便可手提的功能，因應市場方便好攜帶的需求，市場可銷售於歐洲、美國及台灣…等區域，使傳統小型空壓機轉型成具節能高效率空壓機，提升小型空壓機產品競爭力。

本案榮獲經濟部與科技部CITD協助傳統產業開發專案優良案件推薦