2022년 12월 16일
최근에는 SDGs 달성을 위한 탈탄소 사회 실현이 전 세계 공통 목표가 되면서 환경에 대한 배려가 기업의 중요한 이슈가 되었습니다 다양한 국가의 정부 환경 규제에 대응하여 기업, 특히 제조업 분야에서는 에너지 절약과 탄소 중립을 위한 노력을 강화하고 있습니다 특히 전 세계 전력 소비량의 40~50%를 차지한다고 합니다※1모터 효율을 높이는 것이 중요합니다
이러한 배경에 부응하여 당사는 창립 이래 지난 100년 동안 쌓아온 모터 기술 및 전력 변환 기술을 활용하여 에너지 절약형 새로운 제품인 Eco PM 모터 플랫형(시리즈 전 42개 모델)을 개발했습니다※2)는 2022년 3월에 상품화되었습니다 고효율화, 소형화를 철저히 추구한 본 제품은 고객 기계 설비의 생산성과 에너지 절약을 획기적으로 향상시키고 전 세계의 CO를 절감합니다2배출량 감소에 기여합니다
Eco PM 모터 플랫형의 4가지 특징은 다음과 같습니다
각 국가에서는 모터에 대한 효율 규정이 도입되었으며, 일본도 2015년 4월부터 Top Runner 제도를 시행하고 있으며 IEC 표준의 효율 등급을 적용하고 있습니다※3IE3 이상이 필요합니다
Eco PM 모터 플랫형은 당사 PM 모터 최초로 세계 최고 수준인 효율 등급 IE5 이상을 달성한 제품입니다(오른쪽 그림 참조)
PM 모터는 회전자에 영구 자석이 있고 동기 속도로 작동하므로 2차 구리 손실이 없으며 유도 모터보다 효율적입니다 게다가
・고급 코어 재료를 사용하고 코어 형상 및 적층 두께를 최적화하여 철 손실을 줄입니다
・집중 권선 및 고밀도 권선을 통한 동손 감소
・고정자 코어 및 회전자 코어 형상을 최적화하여 EMF(유도 전압) 파형 개선
과 같은 조치를 구현함으로써 시리즈의 모든 모델에 대해 효율성 등급 IE5를 훨씬 초과하는 효율성 값을 달성했습니다
또한 당사의 소형 고성능 인버터(GA500)는 PM 모터에 대한 고급 벡터 제어 기능을 갖추고 있으며 PM 모터의 자극 위치를 감지하면서 구동할 수 있어 전력 소모를 최소화합니다 Eco PM 모터 플랫형과 결합하면 저부하에서 고부하까지 전체 범위에서 전체 효율이 향상됩니다(오른쪽 그림 참조)
위에서 언급한 다양한 조치를 사용하여 IE5 이상의 고효율을 달성하고 모터 모양을 플랫하게 만들어 모터 본체의 전체 길이를 크게 줄일 수 있었습니다 또한, 최신 열 설계를 통해 냉각 구조를 효율적으로 열을 방출할 수 있는 형태로 최적화할 수 있습니다※4세계 최고 수준인 IE5의 고효율을 달성한 모터 설계로 냉각팬의 필요성을 줄였습니다 이러한 설계 기술을 통해 탑러너 모터 대비 모터 전체 길이 최대 70% 감소, 모터 부피 50~75% 감소를 달성하였습니다
또한 타사의 IE5 모터(SynRM) 및 PM 모터에 비해 모터의 전체 길이가 현저히 짧습니다 오른쪽 그림은 55kW 모델을 비교한 것입니다
Eco PM 모터 플랫타입 채용으로 고객 기계, 장비의 면적과 부피를 줄일 수 있어 설계 자유도가 획기적으로 향상되고 기계, 장비의 소형화에 기여합니다
시리즈의 모든 모델은 팬이 없으며, 소음의 원인이 되는 팬을 제거함으로써 바람 소리를 제거하고 저소음을 실현했습니다 특히 고속 모델은 기존 모델에 비해 소음 수준이 3~5dB 감소된다 Eco PM 모터 플랫형(37kW, 3600min-1)는 약 60dB의 소음 수준을 달성합니다
팬이 없는 구조로 인해 팬 교체, 팬 커버 청소(막힘 방지) 등의 유지 관리가 필요하지 않습니다
결과적으로 유지 관리 공간(팬 교체를 위한 서비스 공간)과 냉각 공기 공간을 줄일 수 있습니다
※3 IEC 표준의 효율 등급은 무엇입니까?
개별 모터의 효율성 등급은 효율성이 높은 순서대로 IE5(울트라 프리미엄 효율성), IE4(슈퍼 프리미엄 효율성), IE3(프리미엄 효율성), IE2(고효율), IE1(표준 효율성)입니다
※4 최신 열 설계는 무엇입니까?
온도 및 기류 분포를 분석하여 모터 설계 단계에서 온도 특성을 예측할 수 있으므로 프로토타입을 제작하지 않고도 냉각 구조를 최적화할 수 있습니다
표준 유도 전동기(효율 등급 IE3)를 Eco PM 모터 플랫형으로 교체할 때의 에너지 절약, 탈탄소화, 경제적 효과를 소개하겠습니다
모터 용량 15~15kW인 7개 모델의 소비전력 감소 및 CO2 발생, 각각 다음 조건에서 1년, 3년, 5년 사용한다고 가정2감소 금액※5계산되어 아래 그림에 표시됩니다 15kW Eco PM 모터 플랫형을 5년간 사용한다면 소비전력은 약 15,000kWh, CO가 됩니다2약 8700kg의 감소 효과를 얻을 수 있습니다
| 조건 | : | 모터 단독(회전 속도 1800min-1모델)은 정격 출력으로 연간 5000시간 동안 작동됩니다 |
※5 CO21kWh당 0571kg으로 계산된 절감량
전기 요금 감소량은 다음 조건에 따라 계산되었습니다 Eco PM 모터 플랫형으로 교체하면 연간 약 380만엔의 전기료 절감이 가능합니다
| 조건 | : | 사무실 공조용 37kW 모델(회전속도 1500min-1) 300대가 설치되어 부하율 50%로 연간 6000시간 작동한다고 가정 |
※6 단일 모터 소비전력 비교(인버터 제외)
*7 전력 소비율 단가 19엔/kWh를 기준으로 계산됨
사무실 건물 에어컨에서는 장치 공간을 줄이면 유효 바닥 면적이 늘어납니다 다음과 같은 조건으로 40층에 공조장치 7대를 층당 설치한다고 가정할 때 Eco PM 모터 플랫형으로 교체하면 층당 42m가 됩니다2공간이 줄어들게 됩니다 효율성과 경제적 이익(유닛 공간을 줄여 유효 바닥면적 증가에 따른 이익)을 얻을 수 있습니다
| 조건 | : | 유닛 길이 감소 03m/유닛, 유닛 설치 공간 폭 20m/유닛 |
| 효과 계산식 | : | 층당 공간 감소 면적 = 03m × 20m = 06m2/단위층당 7개 장치 설치 = 06m2×7개 단위=42m2/바닥 |
참고로 공간 축소 금액을 금액(임대료)으로 환산해 드립니다 다음 조건에서 Eco PM 모터 플랫형으로 교체하면 절약된 공간에 대한 임대료는 연간 약 2,500만엔이 됩니다
| 조건 | : | 층당 42m2공간 축소 |
| 효과 계산 공식 | : | 42m2¼33m2×임대료 40,000엔/월/츠보※8×40층=204만엔/월(약 2,500만엔/년) |
※8평(=33m2)당 임대료가 40,000엔/월
Eco PM 모터 플랫형은 탈탄소 사회 구현에 기여하는 초고효율 박형 동기전동기로서 탁월한 기술적 성과를 보여왔으며, 전기공학 기술의 선진화와 발전에 기여한 공로를 인정받았습니다※9우수상''
저희는 탈탄소 사회를 실현하기 위해서는 전력소비의 40~50%를 차지하는 모터의 효율 향상이 필요하다고 믿습니다 첫 번째 단계로 팬 및 펌프(토크 감소) 용도로 Eco PM 모터 플랫형을 상품화했습니다 다음 단계로는 압출기, 크레인, 압축기 등 정토크 용도로 제품을 확대하고, 국내외 고객의 탄소 중립화 노력에 기여하는 것을 목표로 하고 있습니다
