CAD는 전기 모터의 효율성 표준을 충족하는 데 도움이 될 수 있습니다

브라이언 케이시, ECM PCB Stator Technology CEO | 2023년 5월 9일

지속 가능성을 고려하여 관리 기관은 법적으로 요구되는 모터에 대한 최소 에너지 성능 표준(MEPS)을 단계적으로 시행하고 있습니다. 이는 EU 데이터에 따르면 현재 유럽 연합에서 사용되는 80억 개의 전기 모터가 해당 지역에서 생산되는 전체 전력의 거의 50%를 소비하기 때문입니다.

규제를 통해 에너지 손실을 줄이는 것은 보다 환경 친화적인 전력망을 추구하는 유럽 정책 입안자들의 분명한 목표입니다. 결과적으로 규정에 따라 기업은 제품을 새로운 성능 규칙에 맞게 조정하기 위한 수정 사항을 찾게 되었습니다. 많은 상업적 과제와 마찬가지로 수백만 개의 고효율 전기 모터로 빠르게 전환하기 위한 솔루션은 설계에 있습니다.

이를 확장하기 전에 EU의 규칙 체계에 대한 배경 지식이 필요합니다. 2019년 유럽의회는 국제전기기술위원회(International Electrotechnical Commission) 클래스 IE1(표준 효율)에서 IE4(슈퍼 프리미엄 효율)까지의 최소 전기 모터 효율 요구 사항을 단계적으로 적용하기 위한 프레임워크가 포함된 "에코디자인" 법안을 통과시켰습니다. 이러한 새로운 MEPS 규정은 가전제품부터 산업용 에어컨까지 모든 것을 포괄하는 광범위한 범위를 가지며 0.12kW ~ 1000kW의 전력 범위를 갖는 모터에 적용됩니다.

2023년 7월, EU는 일부 전기 모터 범주에 대해 IE4 효율 등급을 의무화하는 세계 최초의 지역이 될 것입니다. 유럽 ​​연합은 이 프레임워크를 통해 연간 4천만 톤의 CO2 배출량이 제거될 것으로 기대하고 있습니다. 또한 EU는 에코 디자인 모터 규정으로 인해 2030년까지 연간 110TWh의 에너지 절감 효과를 제공하여 유럽 가정의 에너지 비용을 220억 달러 절감할 것으로 예상합니다. 후자는 네덜란드의 연간 전력 소비량에 해당합니다.

이를 맥락에서 설명하면, 단순히 보다 효율적인 모터를 사용함으로써 EU는 현재 7번째로 큰 경제 규모를 자랑하는 국가가 매년 사용하는 만큼의 에너지를 절약할 수 있습니다. 이는 모두 환경, EU 국가 및 시민들에게 좋은 소식입니다. 그래도 여전히 수수께끼가 남아있습니다. 글로벌 전자 제조업체는 EU의 에코디자인 표준을 준수하는 전기 모터로 수백 개의 제품 라인을 어떻게 전환합니까?

대답의 일부는 기존의 기성 전기 모터를 사용하는 현상 유지가 유럽에서 판매하는 제조업체에 충분하지 않다는 점을 받아들이는 것입니다. 기존 기계는 효율성이 75%를 넘는 경우가 거의 없으며 설계 최적화도 거의 또는 전혀 제공하지 않습니다. 이러한 전기 모터 등급은 부피가 크고 시끄러우며 생산하는 데 많은 원자재가 필요합니다. 게다가 비용이 많이 들고 제조 및 폐기가 복잡합니다.

이 구식 기술에 대한 지속적인 의존은 전기 모터 시스템이 EU의 연간 전력 생산량의 50%를 흡수하고 전 세계 에너지 소비의 50% 이상을 차지하는 주된 이유입니다. 간단히 말해서, EU와 더 높은 모터 효율 표준을 요구하는 기타 지역에서는 50년 된 모터 기술로는 21세기 에너지 문제를 해결할 수 없습니다.

상업 활동가의 경우 유럽 연합의 최소 에너지 성능 표준(MEPS)을 준수하려면 지속 가능하게 생산할 수 있는 더 나은 성능의 맞춤형 설계 전기 모터를 만드는 능력이 필요합니다. 스타트업으로서 이러한 요구를 충족시키기 위한 ECM PCB Stator Technology의 접근 방식은 고급 모터 기술과 CAD라는 두 가지로 요약됩니다.

기술 측면에서 ECM은 인쇄 회로 기판(또는 PCB 고정자) 전기 모터를 개발했습니다. PCB 고정자는 기존 전기 기계에서 사용되는 구리 권선을 초박형 고정자로 대체합니다. ECM의 인쇄 회로 기판 고정자를 통합한 전기 모터는 기존 기계보다 더 작고, 70% 더 가벼우며, 최대 96%의 효율성을 달성하고, 최대 80% 더 적은 원자재를 사용합니다.

ECM은 이 PCB Stator 과학을 PrintStator CAD 플랫폼에 결합합니다. 이를 통해 혁신가는 정확한 성능과 치수 사양을 조정하여 특허받은 PCB 고정자 기술과 통합된 맞춤형 전기 모터 솔루션을 만들 수 있습니다. 예를 들어, 유럽의 세탁기 제조업체가 94% 효율을 달성하고 정확한 폼 팩터를 준수하는 1.62마력 전기 모터가 필요한 경우 소프트웨어를 통해 설계할 수 있습니다.