傳統冷卻水塔設計是以馬達透過驅動軸傳動及齒輪箱減速，進而帶動風扇葉片轉動，但會因為機具使用慣性及外在風力造成驅動軸與齒輪箱等機件的損耗，也須使用大量的液體油劑潤滑使設備運轉，故須定期維護檢查，更換保養零件及潤滑油劑，除了造成廠商維護及運轉成本的增加外，潤滑油成分不易分解也引發生態環境汙染問題。
能源利用效率也是目前重要課題，高效率馬達與變頻器結合的應用已漸成風潮，可於變動負載下達成相當大的節能效益，大幅降低冷卻水塔運轉成本。
傳動軸的校正對心調整是傳統冷卻水塔安裝時必須注意的重點，且由於扇葉旋轉會對傳動軸，以及支撐冷卻水塔的骨架造成振動產生，故須固定每月檢查傳動軸和連軸器等連接元件的妥善狀況，也必須安排定期保養及更換以避免疲勞損壞。
齒輪箱的維護則是另一大重點，尤其是高速軸端軸心的磨耗，須在3?6個月規律性更換潤滑油劑，外在風車效應也會導致齒輪加速磨耗，而漏油情形則造成冷卻水的汙染。以上所提，是非常技術性且耗費人力、成本的工作，若未確實執行更會導致磨損加劇，壽命降低，若造成機件的損壞是非常貴且難維修的。
改搭直驅式永磁馬達 新式冷卻水塔省電易安裝
為解決傳統冷卻水塔問題，新式冷卻水塔的設計因應而生，其構想為採用直驅式永磁馬達設計，以馬達直接連結冷卻塔風扇葉片，消除齒輪箱、中間驅動軸及聯軸器等中間耗材，非但能節省能量傳輸中的不必要浪費與傳統耗材的使用成本，減少使用中間設備也減少安裝成本，增加現場環境的安全性，提高運轉維護可靠性以及降低保養費用。圖1為傳統冷卻水塔與新式直驅設計之硬體結構比較。
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| 圖1 傳統冷卻水塔與新式直驅設計之比較 |
採用直驅式永磁馬達的理由主要是在低轉速下能有高扭力性能輸出，才能實現直接驅動的目的。此外，同步馬達有無轉速滑差、高功率因數表現，也因轉子磁場是永存的，減少轉子的損失而能大大提高馬達效率。圖2為感應式與永磁式馬達之結構，表1為兩者特點比較。
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| 圖2 感應式與永磁式馬達之結構示意圖 |
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此款直驅式永磁馬達本體框架採用新型矽鋼片堆疊式設計、線圈材料採用最高絕緣等級Class H設計，由於不需鑄鐵外框因此減少馬達定子和外框之間的熱傳導， 以至於可在同框架條件下比感應馬達發揮更高功率密度，更大扭力輸出(圖3)。
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| 圖3 感應式與永磁式馬達同框架下功率輸出比較 |
由於永磁式馬達小巧體積的特性，可減低馬達在現場設計上所占用的空間；維護拆換非常簡單。更適合舊系統更新案例，大部分舊式冷卻水塔馬達可直接使用原有的固定尺寸或僅需新轉接板以符合目前齒輪箱的固定尺寸。
冷卻水塔屬離心負載應用，適用於相似定律(Affinity Law)，風量正比於轉速；而馬力為轉速之三次方比，意味著若為變動負載或者負載設計大於實際使用需求的情形，以變頻器降速控制，與馬達直接驅動以額定速度運作相比有非常大的節能效益。
除節能外，變頻器還有許多附加功能優點，如滴電流(Trickle Current)功能為當馬達被下命令停止運轉後約300秒，變頻器會開始供給滴電流到馬達內部，其作用為防止馬達在停止運轉時，內部有凝結水產生，此功能可取代原馬達之空間加熱器。此外，滴電流功能更可當作風扇的剎車效果以防止風車效應；變頻器亦可經由設定避開系統的共振轉速，以及應用於寒帶地區冬天低轉速逆轉防結冰功能等，還有緩啟動效果，避免數倍於額定之啟動電流對馬達及電網的影響。
總括來說，新式直驅式永磁馬達搭配變頻器的優點包括1. 不需傳動軸及連軸器，將能增加可靠度、減少維護人力及運轉成本。2. 不需機構調校對心，有利安裝及維護作業。3. 大幅降低週期性維護檢點及潤滑作業。4. 於大範圍馬力及不同負載下皆有優異之效率表現。5. 新型矽鋼片堆疊式設計，使同樣框架下有更大功率密度輸出。6. 搭配變頻器應用於變動負載或實際負載低於額定條件下，有相當優異的節能效益。7. 搭配變頻器的滴電流功能，可取代空間加熱器，抗風車效應，以及避開系統共振操作區間，防結冰功能及緩啟動效果。
