전기모터로 에너지 효율 극대화

전기 모터는 전기 에너지를 기계 동력으로 효율적으로 변환하는 산업계의 최강자입니다. 산업, 상업, 주거, ​​농업 및 운송을 포함한 많은 중요한 부문에서 전기 모터를 사용합니다.

따라서 현재 전기 모터 구동 시스템이 전 세계 총 전기 에너지의 50%, 산업에서 사용되는 전기 에너지(시간당 6000조 와트)의 70%를 소비한다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.1

인도, 중국 등 개발도상국의 산업 활동 증가로 인해 모터 사용이 더욱 늘어날 것입니다. 전기 모터 구동 시스템의 전 세계적 성장은 2040년까지 두 배로 증가할 것으로 예상됩니다.

선진국에서 전기 자동차의 시장 점유율이 증가하고 개발도상국의 인구 증가로 인해 냉난방에 대한 높은 수요가 이러한 성장을 촉진하고 있습니다.

전기 모터 구동 시스템(EMDS)은 일반적으로 전기 모터와 최종 사용자 장치(팬, 펌프, 압축기 등)로 구성됩니다. 점점 더 가변 속도 드라이브(VSD)라고 하는 입력 전력 및 속도/토크 제어 장치도 사용됩니다. EMDS의 필수적인 부분이 되었습니다.

출력 전력 범위는 1킬로와트(kW)에서 수천 kW에 이릅니다. 화학, 제지, 식품 가공, 금속 및 섬유 산업에서는 펌핑, 압축, 팬 회전, 자재 취급, 운반 및 가공을 위해 전기 모터를 광범위하게 사용합니다. 또한 가정용 전동칫솔부터 상업용 건물의 대형 에어컨 시스템에 이르기까지 상업 및 주거 부문의 다양한 가전제품에 전기 모터가 사용됩니다.

주거용 부문에서는 냉장고, 세탁기, 에어컨 및 각종 배기팬(컴퓨터 하드 드라이브의 소형 팬 포함)에 사용되는 전기 모터가 가정용 전기 에너지의 대부분을 소비합니다. 관개 펌프, 전기 농업용 차량 및 가전제품도 전기 모터를 사용합니다. 운송 부문에서는 전기열차, 전기자동차, 드론, 신흥 전기선박/보트, 항공기 등이 전기모터를 사용한다.

대부분의 전기 모터는 회전 장치입니다. 변환된 기계적 동력은 모터 샤프트에서 토크(회전력)로 사용되어 펌핑, 팬 회전 또는 자동차 바퀴 구동과 같은 중요한 작업을 수행합니다. 자기장과 전류 사이의 상호 작용은 전기 모터에 토크를 생성합니다.

DC(직류) 또는 AC(교류) 전원은 전기 모터에 전력을 공급합니다. 전동기가 기계적 에너지를 전력으로 변환하면 발전기가 되므로 기본 설계 수준에서는 모터와 발전기가 동일합니다.

전기 모터는 구조, 전원 공급 장치 및 출력 동작 유형에 따라 분류될 수 있습니다. 그러나 모든 모터의 효율은 기계적 출력을 전기 입력 전력으로 나누어 계산하며, 입력 전력에서 손실을 뺀 값이 출력 전력이 됩니다.

모터 손실은 구리 손실(전류가 흐르는 권선의 열 손실), 철 손실(철심의 열 손실), 기계적 손실(움직이는 부분의 마찰), 표유 손실 또는 과잉 손실(기재된 손실로 인해 발생)로 분류됩니다. 로드된 모터). 우수한 재료, 설계 최적화 및 응용 지향적 설계 접근 방식을 통해 최대 99%의 효율성을 달성할 수 있습니다.

에너지 효율성은 에너지 관련 CO2 배출량을 줄이고 효율성 향상을 통해 에너지 수요 증가를 상쇄하는 가장 비용 효과적인 방법 중 하나입니다. 에너지 효율성에 관한 2022년 IEA(국제 에너지 기구) 보고서에 따르면 효율성을 통한 축적된 에너지 절약 조치는 지난 수십 년 동안 강력한 경제 활동에도 불구하고 많은 선진국의 에너지 수요를 안정적으로 유지해 왔습니다.2

전력 부문은 전 세계 에너지 관련 CO2의 1/3을 배출하므로 에너지 효율성은 순 제로 달성에 중요한 역할을 할 것입니다.3

전기 모터의 최소 에너지 성능 표준(MEPS)의 이점은 2008년에 실현되었으며, 이로 인해 전 세계적으로 전기 모터의 효율 등급을 조화시키기 위한 표준 IEC 60034-30(국제 전기 기술 위원회)이 승인되었습니다.