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전동기 시스템의 효율 평가 규격 및 규제 현황 연구
A Study on the Efficiency Evaluation Standard and Regulation for Electric Motor Systems 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.65 no.9, 2016년, pp.1618 - 1625  

전희득 (Dept. of Electrical Engineering, Pukyong National University) ,  박한석 (Dept. of Electrical Engineering, Pukyong National University) ,  김대경 (Dept. of Electrical Control Engineering, Sunchon National University) ,  우경일 (Dept. of Electrical Engineering, Pukyong National University)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Electric motor systems account for more than half of all electric systems and the amount of energy consumption of those is almost 70 percent of total energy consumption of electric motor systems in industry. As electric motor systems are very responsible for global electricity savings and environmen...

주제어

#Electric motor systems   #Efficiency   #High efficiency level   #Regulation   #Standard  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 전동기 시스템에 대한 최근의 효율 규격의 개발 및 경향을 분석하고, 효율 규제와 관련하여 각 국가의 등급 및 시행 시기에 대한 차이점 및 동향 등을 연구 분석 하였다. 이에 대한 IEC 국제 규격의 현황 파악 및 각 국가의 규제 파악은 고효율 기기 개발과 수출 촉진을 위해 중요한 요소로 작용할 것이다.
  • 본 연구에서는 이러한 배경을 바탕으로 전동기 시스템의 효율 평가 국제 규격과 규제의 현황 파악 및 동향을 제시하고자 한다. 또한 IEC 국제 규격에 대해서 새롭게 개발된 규격 및 추후 개발 방향과 효율 규제와 관련하여 각 국가의 차이점 및 동향을 연구 분석하고자 한다.
  • IEC 60034-2-3의 시험규격과 관련된 기술적 지침은 유도전동기에 국한 되어 있지만 IEC 60034-30-2 규격에 의한 시험방법 2-3-C에서 입출력과 관계된 기술적 지침은 모든 종류의 가변속도 교류 전동기에 적용가능하다. 또한 본 규격은 가변 전압 및 주파수에 공급되어지는 교류 전동기의 에너지 효율 및 손실에 관련된다. 그러나 구동 부하 혹은 주파수 변환기의 효율 및 손실에 대해서는 관여하지 않으며 이러한 손실은 다른 규격인 전원 구동 시스템의 평가에서 고려되고 있다.
  • 그러나 구동부하와 전원공급에서 발행하는 손실은 포함되지 않으며 이러한 손실들은 IEC 61800-9-1에서 다루어질 전체 구동 시스템의 평가에서 포함되어 질 것이다. 본 규격의 목적은 컨버터와 전동 시스템의 에너지 성능의 비교를 위하여 단순하고 명확한 시스템을 구축하는데 있으며 제조자는 제품의 성능 시키고, 사용자는 정보와 투명성을 얻을 수 있고, 입법기관에게 최저에너지 규정하는데 있다.
  • 본 연구에서는 이러한 배경을 바탕으로 전동기 시스템의 효율 평가 국제 규격과 규제의 현황 파악 및 동향을 제시하고자 한다. 또한 IEC 국제 규격에 대해서 새롭게 개발된 규격 및 추후 개발 방향과 효율 규제와 관련하여 각 국가의 차이점 및 동향을 연구 분석하고자 한다.
  • 그러나 전동기 효율을 결정하는데 대단히 어렵다고 할지라도, 이 규격은 시험 하려 하는 기계의 정격과 전압레벨에 의한 제한된 접근을 설명하고 있다. 이 규격의 목적은 비정현 전원 공급으로부터 산출되는 추가 고조파 전동기 손실을 평가하고, 결론적으로 컨버터 구동용 전동기의 효율을 평가하는데 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
국제에너지 관리국이 2050년까지 온실가스를 감축하기 위한 기술로써 제시하고 있는 것은? 또한 국제에너지 관리국(IEA, International Energy Agency)은 전 세계 기후변화대응을 위한 에너지수요 전망에 대해 2050년까지 온실가스를 감축하기 위한 기술로써 효율향상(36[%]), 신재생에너지(21[%]), 탄소 포집 및 저장(19[%]), 기타(24[%]) 제시하고 있으나, 대부분의 전문가들은 현재의 기술로써 구현이 가능한 수단은 효율향상 부분이라고 지적하고 있다. 특히 전기 소비가 많은 전동기 시스템의 에너지 효율 향상은 이산화탄소 배출 감소 및 에너지 절감에 많은 영향이 있다고 하였다[3][4].
국제전기위원에서 효율 규격들의 계속적인 개정에 대한 년차별 계획을 수립한 이유는? 최근 몇 년간 국제 에너지 효율 규격들은 직결형 유도전동기에 한정되어 발전되어져 왔다. 이러한 규격들은 아직 완성되지 못하였고, 여전히 해결해야 할 문제들이 존재하고 있다. 따라서 국제전기위원에서는 본 효율 규격들의 계속적인 개정에 대한 년차별 계획을 수립하였다[10].
고효율 전동기 시스템의 시장 확대를 위한 주요한 조치는 무엇과 관계가 있는가? 고효율 전동기 시스템의 시장 확대를 위한 주요한 조치는 효율 시험 방법, 효율 등급 및 표기와 관련된 국제적으로 부합된 규격과 각 지역의 상황에 맞는 규제에 관계가 있다. 따라서 전 세계적인 시장에서 통용되는 단일 인증을 위한 전자 및 전기기기의 국제인증을 감독하는 국제전기위원회(IEC, International Electro-technical Commission)는 국제 효율 시험 방법 및 등급 (IE)에 대한 국제적 통일성을 설정하기 위해서 관련 규격을 활발히 개발 중에 있다.
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참고문헌 (32)

  1. A. de Almeida, Ed., Improving the Penetration of Energy-Efficient Motors and Drives. Coimbra, Portugal : Univ. Coimbra, 2000, prepared for the SAVE Programme, European Commission. 

  2. A. De Almeida, F. Ferreira, J. Fong, and P. Fonseca, "EuP Lot 11 Motors, Ecodesign Assessment of Energy Using Products," ISR-Univ. Coimbra, Brussels, Belgium, Final Report for the European Commission, Feb. 2008 

  3. IEA(International Energy Agency), Testing Centres Workshop "Policy Guidelines for Electric Motor Systems-Part2: Toolkit for Policy Makers", 2014 

  4. IEA(International Energy Agency), "Proposed work plan for energy-efficiency policy opportunities for electric motor-driven systems" 2011 

  5. Martin Doppelbauer, "Current Developments in IEC standards for Energy Efficiency of Electric Motors" Eemods 13, 2013. 

  6. www.motorsummit.ch., "EMSA Workshops", 2014 

  7. www.motorsystems.org, "EMSA Webpage", 2016 

  8. Alex Chausovsky: A Global Market Update. In: Proceedings of the 8th International Conference on Energy Efficiency in Motor Driven Systems, 28-30 October 2013 

  9. www.iea.org, "Publications". 2016 

  10. ISR-University of Coimbra, " Eup Lot 30: Electric Motors and Drivers" 2012 

  11. IEC 60034-1 Ed. 12.0b, "Rotating electrical machines - Part 1: Rating and performance", 2010 

  12. IEC 60034-2-1 Ed. 1.0b, "Rotating electrical machines - Part 2-1:Standard methods for determining losses and efficiency from tests (excluding machines for traction vehicles)", 2007 

  13. IEC 60034-2-1 Ed. 2.0, "Rotating electrical machines - Part 2-1:Standard methods for determining losses and efficiency from tests (excluding machines for traction vehicles)", 2014 

  14. IEC 60034-2-2 Ed. 1.0b, "Rotating electrical machines - Part 2-2: Specific methods for determining separate losses of large machines from tests - Supplement to IEC 60034-2-1", 2010 

  15. IEC 60034-2-3 TS, "Rotating electrical machines - Part 2-3 : Specific test methods for determining losses and efficiency of converter-fed AC induction motors", 2013 

  16. IEC 60034-30, "Rotating electrical machines - Part 30: Efficiency classes of single-speed, three-phase, cageinduction motors (IE code)", 2008 

  17. IEC 60034-30-1 Ed. 1.0, "Rotating electrical machines - Part 30-1: Efficiency classes of line operated AC motors (IE code)", 2014 

  18. IEC60034-30-2 TC2, WG31, "Rotating electrical machines Part 30-2: Efficiency classes of variable speed AC motors (IE-code)", 2/1782/CD, 2015 

  19. IEC/TC 60034-31 Ed. 1.0b, "Rotating electrical machines - Part 31: Selection of energy-efficient motors including variable speed applications - Application guide", 2010 

  20. EN 50598-2 Ed. 1.0, "Ecodesign for power drive systems, motor starters, power electronics and their driven applications - Part 2 : energy efficiency indicators for power drive systems and motor starters", 2015 

  21. IEC 61800 SC2 22G, "Adjustable speed power electrical drive systems: Energy Efficiency of adjustable speed electric power drive systems - Part 9", 22G/277/NP, 2014 

  22. Kyung-II Woo, Han-Seok Park, Hee-Deuk Jun, "A Study on the International Standard and Regulation for Electric Motor and Drivers", KIPE Magazine vol. 63, P. 437-443, 2014 

  23. P. Waide and C. Brunner, "Energy-Efficiency Policy Opportunities for Electric Motor Systems," IEA, 2011. 

  24. Anibal de Almeida, University of Coimbra, "Electric Motor MEPS Guide", 2009 

  25. NISSEI CORPORATION Catalog, "The Regulation Trend of japan and other countries", 2014 

  26. "National Resources Canada - Energy Efficiency Regulations - Electric Motors," [Online]. Available: 

  27. European Commission, Commission Regulation (EC) No 640/2009 of 22 July 2009 implementing Directive 2005/32/EC of the European Parliament and of the Council with regard to ecodesign requirements for electric motors, Brussels, 2009 

  28. European Commission, Commission Regulation (EC) No 4/2014 of 6 Jan 2014 amending Regulation (EC) No 640/2009, 2014. 

  29. MKE, KEMCO, "Korea Energy Standards & Labeling", 2011 

  30. MKE, "Minimum Energy Performance Standard ACT", Num. 2015-28, 2015 

  31. Ninistry of Economy, Trade and Industry in Japan, "Final Report by Tree-phase Induction Motor Evaluation Standards Subcommittee, Energy Efficiency Standards Subcommittee of the Advisory Committee for Natural Resources and Energy", 2013 

  32. GB 18613-2012 Minimum Allowable Values of Energy Efficiency and the Energy Efficiency Grades for Small and Medium Three-phase Asynchronous Motors, People's Republic of China and the Standardization Administration of China, 2012 

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