계장기술(PROCON)

기술정보 효율성 좋고 가격 경쟁력을 갖춘 고효율(IE4) 전동기 시스템

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작성자 최고관리자 댓글 0건 조회 22회 작성일 20-10-15 14:04

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지난 2020년 7월 22일 13:30~16:30 창원컨벤션센터(603호~605호)에서 ‘유망기술파트너링’이 열렸다. 행사를 주최한 강소연구개발특구(한국전기연구원)는 중소·중견기업을 폭넓게  지원하고 있으며, 본고에서는 이날 발표된 ‘파트너링 기술’ 내용을 10회에 걸쳐 소개한다.

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기술 요약
효율과 가격 경쟁력을 동시에 만족하는 IE4급 차세대 전동기 설계 시스템이다.

기술 개요
•전동기는 국내 전기 에너지의 54%를 사용하고 있는 대표적인 에너지 다 소비 기기 중 하나로서 제품의 평균수명이 15년 이상으로 매우 길고, 전 수명주기 비용을 고려하면 에너지가 차지하는 비중이 96% 이상이므로 전력 사용량 저감을 위한 효과적 수단이다.
•온실가스 저감 및 에너지 절약을 위한 고효율 전동기 사용 및 보급을 의무화하는 최저 효율제(MEPS) 정책이 전 세계적으로 시행되고 있으며, 미국·EU 등 선진국을 중심으로 최저 효율제 대상 전동기의 효율 기준이 점차 강화되고 있다.
•IE4 전동기는 이미 기존 선진사에서 상용화하고 있으며, 선진사 제품과의 경쟁력(성능, 가격) 확보를 위해서는 IE4 전동기 타입별 설계 이론 및 상세 설계 기술을 고도화하고, 전기·기계·소재·생산 기술과의 융합 연구를 통해 효율을 극대화하고, 제조 원가를 최소화할 수 있는 기술 개발이 필요하다.

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기술 내용
•IE4 유도 전동기 설계 기술 개발 : 다목적 최적화 설계를 통한 재료비 최소화 및 하이브리드형 회전자  (AL-Cu) 기술 개발 (생산 기술 연계)
•Hybrid형 전동기(LSPM, LS SynRM) 설계 기술 : 유도전동기와 동기전동기의 혼합 형태의 전동기 설계 기술 개발 진행
•기업 기술 지원을 위한 플랫폼 기술 개발 : 유도전동기 및 LSPM
•설계 프로그램 개발 및 설계 DB 구축
•IE4 전동기 특성 평가 및 손실 분석 기법 연구
•기술의 상세 규격
     - 고효율 전동기 효율 기준 : IEC 60034-30-1
     - 전동기 손실 및 효율 시험 방법 : IEC 60034-2-1
     - 전동기 정격 및 성능에 관한 규격 : IEC 60034-1
기술 제품 대비 개선점
•다목적(효율, 재료비) 최적화를 통한 제조 원가 최소화 설계

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•LS SynRM 설계 기술 개발을 통한 유도 전동기
    대체 기술 개발

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시장 전망
•온실가스 저감 및 에너지 절약을 위한 고효율 전동기 사용 및 보급을 의무화하는 최저 효율제(MEPS) 정책이 전 세계적으로 시행되고 있으며, 미국·EU 등 선진국을 중심으로 최저 효율제 대상 전동기의 효율 기준이 점차 강화되고 있다. (IE2 → IE3 → IE4로 효율 기준 상향)
•국내 IE4 전동기 기술 경쟁력 확보로 선진사 대비 기술 경쟁력 확보가 필요하며, 관련 전동기 전후방 산업(재료, 생산, 설계, EV, 신재생, 고속 전동기, 로봇 등)의 Value Chain이 형성된다.
•전동기 세계 시장규모는 2015년 98조 원(국내 1.2조 원)에서 연간 5%의 성장률을 거쳐 2020년 133조 원 규모가 될 것으로 예상된다.
•선진사인 Siemens, ABB가 시장을 선도하고 있으며, 전동기 효율 등급에 따른 시장은 IE2 및 IE3가 77% 정도를 차지하고 있고, 향후 IE4급의 점유율이 높아질 것으로 예상된다.
•적용 분야는 팬, 펌프, 컴프레셔가 전체 75% 정도를 차지하고 있다.

응용 분야
•산업 분야 : 공장 자동화 기기, 팬, 블로어, 펌프, 공작기기
•교통 및 수송 : 고속철도, 지하철, 전기자동차 등
•에너지, 가전 : 신재생에너지용 발전기, 가전기기(에어컨, 세탁기, 냉장고 등)

기술 문의 : (055)280-1065