전기 모터로 효율을 높이는법

전기모터의 에너지 절감 방안

최초의 산업용 전기모터는 개선의 여지가 많았지만 당시에는 획기적인 것으로 여겨졌을것입니다. 기술이 발전함에 따라 모터 제조업체는 더 적은 에너지와 더 낮은 비용을 사용하는 더 나은 모터를 개발했습니다. 제조업체가 전기모터를 만드는데 최신기술을 사용하는것은 당연한 일이지만 생산 방법을 발전시킬수 있는 범위는 이러한 모터의 효율성을 향상시키는 데 중요한 역할을 해 왔습니다. 통계를 보면 세계 전기시장은 2015년 700억 달러이상으로 평가되었으며 2017년부터 2025 년까지 4.2%의 연평균 성장률(CAGR)로 성장할 것으로 예상됩니다. 세계 전기 사용량은 2035년까지 35조 킬로와트에 이를 것으로 예상되며 거의 28%가 전기모터에 사용될 것입니다. 설치된 모터의 90%는 최대속도로 지속적으로 작동하며 기계식 시스템을 사용하여 출력을 조절합니다. 전기 모터의 효율성을 알기전에 산업에서 사용되는 일반적인 모터에 대해 더 이해하는 것이 중요합니다. 전기모터의 설계방식과 사용방식은 전기를 절약하는데 도움이되는 두가지 결정요인입니다. 먼저 디자인 측면을 살펴보겠습니다 *고정자 코일에 구리 권선 사용: 모터의 전도도에 관한 한 알루미늄 코일보다는 구리코일을 사용하는 것이 항상 더 좋습니다. 이는 알루미늄의 전도도가 구리보다 낮기 때문입니다. 구리코일에 맞추기 위해 알루미늄 자석 와이어는 동일한 수준의 전도성을 제공할 수 있도록 더 큰 단면이 필요할 수 있습니다. 알루미늄 와이어로 감은 권선은 동일한 크기의 구리 와이어 모터에 비해 부피가 더 클수있습니다. 알루미늄 권선을 계속 사용하는 경우 알루미늄 자석 와이어의 끝이 제대로 연결되었는지 확인합니다. 알루미늄은 다른 금속보다 훨씬 빠르게 산화되며 분말 알루미늄이 공기에 노출되면 단 며칠 만에 완전히 산화되고 미세한 흰색가루를 남깁니다. 양호한 전도성을 유지하는 적절한 연결을 위해 알루미늄 자석 와이어의 산화층을 뚫어 알루미늄이 공기와 더 이상 접촉하지 않도록 해야 합니다. 모터효율을 높이는 것은 알루미늄 권선과 구리 권선중 어느것을 사용할지로 결정되는 것은 아닙니다. 여러 제조업체에서 효율성을 높이기 위해 고압 피어싱 크림프 커넥터를 개발했습니다. 이것은 알루미늄 권선이 구리의 보조를 맞추는데 도움이됩니다. 알루미늄 권선이 있는 모터가 구리의 파워에 맞추는것은 가능하지만 시간과 비용이 필요합니다. 또한 알루미늄은 더 많은 회전과 더 큰직경의 와이어가 필요하므로 반드시 경제적이진 않습니다. 모터를 가끔 또는 단기간 작동시키거나 효율성과 부피가 중요하지 않은 경우 알루미늄 자석 와이어를 사용하는 것이 적당할수있습니다. 그렇지 않다면 구리 권선이 항상 우선해야합니다. *로터에 구리바 사용: 로터와 관련하여 구리는 효율성의 이점도 제공합니다. 구리 로터는 선진국 및 전기 공급이 부족하고 비용이 많이드는 개발도상국의 에너지 관련 산업에 선호됩니다. 구리 로터는 모터 품질, 신뢰성 , 비용, 효율성 및 수명 측면에서 알루미늄에 비해 더 나은 선택 입니다. *로터 및 스테이터에 고품질 강철 사용: 첨단 전기 강철은 다양한 전기모터 응용분야에 사용되는 경제적인 고정자와 회전자를 제조하는 데 필수적입니다. 이 유형의 강철은 최고의 성능을 위해 높은 투자율과 낮은 전력 손실을 보장합니다. 그러나 전기 강철의 전력 손실은 여전히 ​​발생할 수 있습니다. 푸코 전류라고도하는 와전류는 자기장이 교대로 움직이면 작동합니다. 강철을 더 얇은 게이지로 압연하면 이러한 와전류가 제어되고 전류 손실이 감소합니다. 이는 특히 표준50 또는 60Hz를 초과하는 응용 주파수에 해당됩니다. *로터와 스테이터를 최대한 가깝게 유지: 정밀 제조를 통해 제조업체는 로터와 고정자를 손대지 않고 최대한 가깝게 유지할 수 있습니다. 회전 속도가 분당 수천 회전에 도달하면 로터의 전기 강철에 엄청난 스트레스가 발생할 수 있습니다. 좁은 장비가 자석을 제자리에 고정하는 자석 슬롯 근처 영역에서 특히 높은 응력이 느껴집니다. 유도 모터를 사용하면 고정자와 모터 사이의 공극을 통해 에너지 전달이 발생합니다. 저항을 최소화하려면 공극이 필요합니다. 작은 공극은 에너지 손실을 줄이고 효율성을 높입니다. 고정자와 회전자 사이의 총자속 연결은 공극이 감소함에 따라 넓어집니다. 더높은 플럭스 링크는 에너지 손실을 줄이고 효율성을 높입니다. 작은 간격은 노이즈를 방지하는 데 도움이됩니다. *더 많은 코일로 모터의 효율성 향상: 소형 동력 모터의 위상 코일에 있는 전선은 더 얇습니다. 그러나 자기력이나 전류 밀도를 높이려면 코일 권선 수를 높여야합니다. 위상 권선의 저항과 전력손실 밀도도 고출력 모터보다 높습니다. 따라서 고속의 저전력 모터에는 더 많은 자기력이 필요합니다. 이것은 더 높은 전류 밀도를 생성하는 얇은 와이어로 더 많은 권선 수와 함께 더 많은 코일이 필요하다는 것을 의미합니다. *가변 속도 드라이브 사용: 가변 속도 드라이브 (VSD)는 중공업 전기 모터입니다. 속도는 외부 컨트롤러로 조정할 수 있습니다. 이 드라이브는 수많은 전기 모터를 사용하는 플랜트에서 에너지를 절약하는 데 도움이되므로 공정 제어에 사용됩니다. VSD는 특히 흐름제어가 필요한 경우 더 나은 공정 작업을 위해 일반적으로 펌프 및 팬 기기의 에너지 절약 장치로 사용됩니다. 또한 소프트 스타트 기능을 제공하여 특히 높은 관성 부하를 구동할 경우 전압 모터 시동시에 일반적으로 발견되는 전기적 스트레스와 라인 전압 강하를 줄입니다. *적절한 모터 스타터 / 컨트롤러와 함께 스마트 모터 사용: 스마트 모터가 널리 사용되고 사용 가능하지만 가동 중지 시간을 최소화하고 효율성을 향상시키며 비용을 절감하기 위해 가장 적합한 것을 선택하는 것이 중요합니다. 산업 엔지니어들은 모터의 전력 소비가 운영 예산에 부담을 줄수 있다는 것을 알고있습니다. 이를 경감하기 위해 모터 시동, 진단 데이터 공개 및 가동중지 시간을 줄이는데 필요한 에너지만 사용하는 모터 제어기술을 활용 합니다 . 모터 시동장치가 보급됨에 따라 모터 시동장치 기술의 보급도 눈에 띄게 증가하고 있습니다.