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ebmpapst メールマガジン 創刊号
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※このメールマガジンは、弊社のHPを通してご登録いただいた
 企業・団体の方へお送りしています。
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ギュンタ−兄さんからの便り
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※ACからECの時代へ 

創刊号ではECテクノロジーを開発しているギュンタ−兄さんからもらった
便りをご紹介したいと思います。

※高効率・高性能なファン・ブロワのためのコンパクトECモータ

今の世の中僕たちは、地球温暖化を少しでも軽減することと同時に世界的な
人口増加の中で発生する様々な問題解決への挑戦に直面していると感じない
かい?
その中でも最優先事項はやっぱり消費エネルギーを縮小させることだね。 
WHOによると人口増加と水資源消費・自動車の数・Co2排出増加・電気
需要増は相関関係にあるらしいよ。
将来更なるエネルギー需要と良い関係を築くには「効率」という観点が
より意義深くなることを意味しているのではないだろうか ?

冷蔵・空調・建築設備でファンやブロワーは相当エネルギーを消費している
から、省エネ機器はこれらの努力に甚大な貢献をもたらすと僕は強く思う。 

省エネファンの効果は消費電力・Co2削減につながるという
絵に描いたような揺るがない事実の一つとして、非同期モ-タを使用すること。

ACモータは単純でコンパクトな設計で交流送電網より電源が供給される
から、これにはブラシやホールセンサーなどの整流部品が必要ない。
ある意味これらは堅牢で信頼がおけるものと言えるけど、ただ、唯一の欠点
はかなり効率が悪いということなんだ。

特に負荷領域においてACの70%の消費電力で動作するECモータには
決定的に劣っている以外の何物でもない、残念ながら。

これは事実上全ての用途において消費電力への影響を言っていると言っても
過言ではないんじゃないかな。 

※ECモーターは持続可能性と資源保護の目的のためにある

計算してみよう。
68サイズのACモータは様々なアプリケーションに広く使われている。
このACモータが1台150Wで稼働率75%、年間約2,500万個の
過去5年間の年間平均消費電力を計算してみよう。
何と250億kWh(25TWh)弱程の電力にもなるじゃないか!
僕の住んでいる国、ドイツのネッカーヴェストハイム原発Uが
年間115億kWh(11.5TWh)の発電をしているから、なんとその倍
以上の出力が必要だなんて、とてつもない電力量となっている。

言い方を変えれば冷蔵・エアコン・建築設備に入っているACモータ
を使い続けるために原発2基以上フル稼働させなければならないという
ことじゃないか! 

※ACからECへ 簡単置き換え

将来このエネルギー消費を抑えていかなえれば、明るい未来はない。
環境への認識に基づく技術革新で、ファン業界はECモータの中でも
次世代の時代が到来している。
僕が席を置いているebm-papst社でも、ありきたりなACと全く同じ形に
デザインされたECへ簡単に置き換えができる仕組みが進んできている。
古い100W電球から省エネLED電球へ交換するのと基本は同じプロセスだ。 

ECモータはACと機械的互換性があり、且つ積極的にコンパクトな
形状へ進化していて、これは技術者のEC技術へのあくなき挑戦の現れだと
僕は感じている。

ECモータのコンセプトは永久磁石の励起(れいき)をもったモータの
同期に基づいている。この磁気ロータが電気的に回転を生成する範囲で
同期する。これは電源の周波数状況に関係なく、どんな要求の回転速度
をも達成することを可能にしてくれる。
確かな経験と知識の研さん(コピー製品では得ることができない、独創性
の失敗の連続にしか築けない)による機械的適合性の発見は、電子工学に
基づいた小型化と最適化をもたらしてくれたんだ。

制限あるスぺースの中でECモータに要求されることは、ACからの
「簡単置き換え」を可能にさせる全体的なデザイン変更力を十分発揮
することだといえる。 

※優れた熱放散、高い保護等級

新しいコンパクトECモータはステータが内部でロータが回転するアウター
ロータの原則に基づいて作られている。
ステーターの鉄心部分を熱可塑性樹脂で封入することでいくつもの現実
的な利点を得ることに成功している。
ハイグレードな樹脂素材が、優れた絶縁とボールベアリングの装着座との
一体化を可能にしてくれたんだ。
これにより壁厚や隙間寸法の変動を許容でき、積層板の公差を保証
出来るようになり、積層板部分全体を熱可塑性樹脂で封入する。
この一体型ローターがステータを回ることが最適な空気力学的デザイン
をもたらすので、ローター内部のエアインレットがステータの放熱を
確かなものにする。
カプセル化したステーターとのコンビでモータはIP54(IP最高レベル)を
保証できるようになった。
ドライバーユニット部のシーリングも大変重要なことである。
それまで使用されてきたフランジやOリングによる手法とは対照的に、
ドライバーユニットのハウジングが、弾性のあるシーリング部品により
電子部品の長期間保護を実現している。
新たなモータは堅牢で耐衝撃性が高いので、突出した信頼性と長寿命を
実現させることができた。
新しいECモータを設計・製造する時に最も重要な点は、持続性と資源
の保全につきると僕は思う。
これらは多くの事例による論証があるけれど、例えば、圧入シャフト
付き1体型ローターは、少数の多機能部品で対応が可能になった。
放熱のコンセプトと相対的に短い鉄心もまた、材料の量を減らすことに
つながっている。
使用部材の削減は、生産時のエネルギー消費量の減少を意味しているよ。

※実例の先駆けへ

ECモータの省エネ性は、日々の運転において有益な効果をもたらす機能
を有している。例えば、ドライバーユニットによる回転数制御。
これにより回転数はいつも要求仕様に合わせることができるし、
さらにECモータは後付けのトライアックや周波数インバータにより発生する
回転数制御の非同期モータよりも、すごく静かな運転音だ。
他の利点としては能力密度が高いということかな。
小型サイズでありながら常に運転データや状態監視ができるから。
冷蔵・エアコン・空気調和機のACファンをECファンに置き換えるだけで
環境・経済的な負担の軽減につながっている事実があるからこそ既に
様々な用途に使用されている。
一例としてはエアーカーテン。
ブロワーにより空気の流れのバリアーを作り、室外の暑い空気から室内の
涼しい空気を遮蔽するための(逆ももちろん)ご存じのもの。
ECブロワーはドアの開閉に応じて、また、夏・冬などの季節や日中・
夜の時間帯に応じて風量を調整するという様々な要求に迅速に対応する
優れた威力を発揮してくれる。
静かな運転音であることも良いんだな。 
同様に世界中で使われている冷蔵装置、例えば冷蔵倉庫で用いられている
ユニットクーラーのファンに応用されている。
これらの装置は稼働率が高いから、ECモータによる消費電力の削減は
相当な削減量となる。
ECファンのAxiCoolアクシクールシリーズは、この種のユニットクーラー
用ファンとして更に有用な機能を盛り込んで開発された。
厳しい低温倉庫環境に対応し、ハイレベルなモータ効率によりユニット
クーラー用ファンとして最小限の発熱に抑えているんだ。
ECファンが使われているところは レンジフ−ド・乾燥機・ダクト
ファン・冷蔵ショーケース他にも沢山、書ききれない位。
ACをECに置き換えるだけで、40%の電力消費削減ができるんだから、
もし2,500万ものACアプリケ−ションがあったら・・とおもしろい
考え方をしてみよう。 
もし2,500万全てのACモータが全てECモータになったら、40%の
消費電力がカットできる。だいたい110億kWh(11TWh)だ。
原発1機を不要とすることができるだけの効果があるのだよ。
消費電力を削減することに貢献できると言うのは争う余地のないこと
じゃないかな。
(おわり)
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環境にやさしい社会であり続けるために、
私たちにできることを
常に考え、行動に移す勇気を持ち、
一緒に低炭素社会をつくっていきましょう。
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