하이브리드 시스템 혁신 번역(한국어 원본)안녕하세요
지금부터 약 10분정도 우리의 제품을 소개드리겠습니다.
소개할 제품은 서보하이브리드 시스템입니다.
간략히 말씀드리면 이 시스템은 기존 유압식장비를 고성능, 초절전형 하이브리드장비로 개조하는 것입니다.
이 시스템은 유압식 산업기기에 모두 적용 가능하지만 오늘은 사출성형기를 중심으로 이시스템을 설명드리고자 합니다.
발표순서는 다음과 같습니다.
개발배경, 절감원리, 효과 순으로 말씀드리겠습니다.
우리회사는 코리아 양산에 위치했으며 설립된지는 1년된 신생업체입니다.
주로 하이브리드, 태양광 및 산업체 에너지 절약 컨설팅을 하고있습니다.
이 시스템을 개발하게된 이유는 기계의 성능향상을 위함이었습니다.
하지만 친환경, 에너지 절감이 전세계의 이슈가 되어 에너지 절감에 포커스를 두고 영업활동을 하고있습니다.
왜 냐면 이 시스템의 에너지 절감 능력이 탁월하기 때문입니다.
설비에대해 설명드리겠습니다.
기존 유압식 장비의 구동 시스템을 하이브리드 시스템으로 교체 하는것입니다.
구성은 서보드라이브, 모터, 펌프, 압력센서로 이루어 집니다.
그림을 보면서 설명드리겠습니다.
서보드라이브는 컨트롤러로부터 받은 명령값을 PID제어하여 서보모터를 구동시키는 제어장치입니다.
서보드라이브로부터의 신호로 모터는 토크와 알피엠을 가지고 유압펌프를 구동시킨다
유압펌프는 하이브리드용으로 특수개발된 고압, 저소음 스크루 펌프이다.
기존 유압식 장비의 베인펌프는 (베인펌프 단점 적기)서보드라이브의 압력 피드백 제어를 위해 압력센서를 부착한다.
기존의 비례제어밸브가 담당하던 속도와 압력제어를 서보드라이브가 컨트롤함으로써 비례변은 제거하게된다.
기존 제어기는 유지한다
다음으로 이 시스템의 장점을 보겠습니다.
종래 유압식사출기는 에너지 사용에 있어 대단히 비효율적이었습니다.
이 시스템을 적용하면 에너지를 기존대비 최대 75% 절감 가능합니다.
한국기계연구원으로부터 받은 시험평가서와 우리의 사업경험이 그것을 뒷받침해줍니다.
또한 에너지 절감으로 탄소배출을 줄여 환경오염을 막고 나아가 친환경 기업 이미지를 심어줄수있다
서보드라이브의 PID제어로 인해 목표값에 빠르고 정확하게 도달하기 때문에 정밀함과 좀더 많은 생산력을 얻을 수 있다
기존 유압식기계의 유도전동기로 인해 발생한 엄청난 소음을 서보로 바꾸면서 줄일 수 있어 작업자의 환경을 개선할 수있다
작동유온도를 낮춤으로 냉각수장치(칠러 등) 사용량을 줄일수 있고 작동유 수명을 높일 수 있다
유압식과 하이브리드시스템의 효과를 수치상으로 비교한 그래프입니다.
서보하이브리드시스템의 정밀성을 보여줄 수 있는 그래프입니다.
주황선은 유압식, 파란선은 가변펌프를 사용하는 쉽게 말하면 인버터 시스템을 장착한 기계이고 녹색이 하이브리드시스템입니다.
첫 번째 그래프는 속도 가속 응답시간을 보여줍니다.
보시는 바와같이 하이브리드시스템이 목표치에 가장 빠르게 도달함을 볼 수 있습니다.
두 번째 사진은 압력 가압 응답시간으로 마찬가지 하이브리드시스템이 가장 빠름을 볼수있습니다.
압력진폭이 0.5bar 이내로 아주 정밀하게 제어 할 수 있습니다.
하이브리드 시스템은 고정밀 속도 엔코더와 압력센서를 사용하여 피드백 제어 동작을 합니다
이 그래프는 앞서 말씀드린 내용의 실제 계측기 화면입니다.
변수는 압력과 속도이며 각각 설정값에 하이브리드 시스템이 얼마나 빠르게 응답해 가는지 보여주고있습니다.
그렇다면 과연 이 시스템이 어떻게해서 많은 에너지를 절감할 수 있는지 보겠습니다.
기존 유압식과 비교했을 때 명령전달 체계 구동원리에서 차이가 납니다.
기존유압식의 경우 비례제어밸브로 오픈루프 제어하며 유도모터와 베인펌프를 사용합니다.
하지만 하이브리드시스템은 서보드라이브를 사용하여 클로우즈루프 제어를함으로써 명령값과 실제값을 비교하여 오차에 관한 상황을 계속적으로 피드백해줍니다.
구동원리를 보면 유압식의 경우 유도모터와 베인펌프가 상시 가동을 합니다. 비례제어밸브에서 필요한 유량만을 전달하고 나머지는 탱크로 바이패스 시키는 좀 비효율적인 시스템이지만
하이브리드경우는 서보모터를 제어함으로써 필요한 유량만 펌핑을 해서 사용하게되는것이죠
기존유압식경우는 무부하상태에서도 모터 가동률이 50%이상이 되는 비효율적 구조입니다
이 그림은 유압식과 전동식 사출기를 비교했을 때 하이브리드 시스템을 장착한 기계가 어떤면에서 어느정도의 비교우위를 차지하는 한눈에 보여주고있습니다.
유압식의 내구성, 가격, 압력의 특징을 가지면서 동시에 전동식의 에너지절감, 제어, 재현성 등의 장점도 가져가는 것이 하이브리시스템입니다.
전력소비율을 살펴보면 그림과 같이 필요 공정 시기에 필요한 양만큼의 압력과 속도를 가져가기 때문에 에너지 손실이 적습니다.
보시면 보압공정의 경우 유압식에 비해 하이브리드식은 펌프의 회전수를 대폭 줄여 출력의 낭비를 막습니다.
또한 냉각공정의 경우 유압식은 무부하 상태임에도 50%의 손실을 가져가지만 하이브리드 경우는 출력을 제로로 만들어 손실을 없애고있습니다.
그렇다면 이 시스템이 우리만 하고 있는것이냐면 그것은 아닙니다.
하지만 우리의 시스템이 다른 회사의 것들보다 우수하다고 주장하는 이유는 무엇이냐
공인된 기관의 검증과 기어펌프가 아닌 스크루 펌프 사용으로 소음을 대폭 낮췄고
22kw였던 기존 최대 서보모터 용량에서 82kW급을 사용함으로써 3000TON급 같은 대형기계 개조를 할 수 있습니다.
응답성에 있어서 타사의 경우 70~100ms급이지만 우리는 40ms까지 당겼다
높은 기술신뢰도와 많은 경험을 보유하고있습니다.
기존 기계를 개조하는 공사이기 때문에 유압식 기계에 경험이 많은 기술인력이 필요하며 우리는 25년이상 유압식 기계를 설계한 경험을 가진 인력들이 포진해있어 기계의 메이커 상관없이 모두 개조 작업을 할 수 있습니다
한국의 3대 사출성형기 메이커중 하나인 LS라는 회사의 하이브리드형사출기에 우리 시스템을 채용하고있으며 기술연구와 상용화 단계에 이르기까지 7년이라는 시간을 투자했습니다.
이것은 앞에서 말씀드린 한국의 공인된 기관(한국기계연구원)에서 발급한 절전율 시험결과서입니다.
첫 번째 사진은 기계 동력부 즉 모터 부분의 전력만 측정한 결과로 91%의 절전율을 보였습니다.
두 번째 사진은 히터 및 사출기 주변기기를 모두 포함한 총전력 대비 절전율입니다.
결과는 57%를 보였습니다.
이 절전율은 어떤 성형제품을 생산하느냐에 따라 차이는 있지만
우리의 경험에 의하면 적게는 40% 많게는 75%까지 절전율이 나온다
다음은 사출성형기 220톤을 기준으로 본 하이브리드시스템의 효과를 분석한것입니다.
1년간 가동하는 기준으로 산정했습니다.
전력이 71% 줄었고 전력은 130464kw 탄소는 60,666kg 요금으로 따지면 11066달러 절감했습니다.
다음 850톤의 개조 사례입니다.
개조전과 개조후를 비교하면 38.41toe, 16689달러를 세이빙했으며 투자대비 회수기간은 약 3.2년 소요된 사례입니다.
이 부분은 하이브리드시스템은 범용으로써 산업기계별 일반적인 절감률을 보여주는 차트입니다.
비용은 부품비, 작업공임비 등으로 결정되며 기존 유압식시스템의 전력을 진단한다음 그 데이터를 기준으로 하이브리드로 개조후 비교한다
설비용량에 따라 소요되는 기간입니다.
이기간은 고객의 요청에 따라 줄일수 있습니다.
2013년 우리의 실적은 총 14개 사 120대 정도의 사출기를 개조했습니다.
사업금액은 5199434달러이며 약 3606toe를 절감했습니다.
개조 전후 사진입니다.
기존 기계에서 하이브리드시스템 판넬이 추가된 모습입니다.
여러분 에너지 절감은 국가 과제이자 나아가 세계의 과제입니다.
에너지를 줄이기위해 노력하는 여러분의 든든한 파트너가 되겠습니다.
저의 발표를 들어주셔서 진심으로 감사드립니다. |
하이브리드 시스템 혁신 번역(영어 번역본)Good morning (or afternoon), ladies and gentlemen
I would like to take the next 10 minutes to introduce our company’s product.
The product I would like to introduce is a servo-hybrid system.
In a word, this system is intended for the remodeling of existing hydraulic equipment into high efficiency, power saving hybrid equipment.
This system can be applied to any hydraulic industrial equipment, but today I will explain about it focusing on the injection molder.
I will cover the following matters in my presentation
The background of development, the principle of power saving and effects
Our company is located in Yangsan, Korea. It is a new company established just a year ago.
Our main business fields include hybrid, sunlight generation and business energy saving consulting.
We have developed this system to improve the performance of machines.
But, to keep pace with the global issue of eco-friendly energy saving, we are doing our business with focus on energy saving because
This is an excellent system for saving energy.
Let me explain about the equipment.
It replaces existing hydraulic driven systems with a hybrid system.
It consists of a servo drive, a servo motor, a pump, and a pressure sensor.
This is a picture of the equipment.
The servo drive carries out the PID control for the command value received from the controller to drive the servo motor.
With the signal from the servo drive, the servo motor drives a hydraulic pump with torque and RPM.
The hydraulic pump is a high-pressure, low-noise screw pump specifically developed for the hybrid system.
The vane pump of the existing hydraulic equipment is……
used to control the pressure feedback of the servo drive, a pressure sensor is attached.
Because the servo drive takes over the control of speed and pressure from the existing proportional control valve, the proportional valve will be removed.
The existing controller will remain.
Next we will see the advantages of this system.
The conventional hydraulic projection machine was very inefficient in the use of energy.
This system enables you to save energy up to seventy five percent compared with the existing one.
It is underpinned by the test evaluation sheet issued by the Korea Institute of Machinery and Metals and our business experience.
Energy saving can lead to low carbon emissions and less environmental pollution, and create the image of an eco-friendly business.
The PID control of the servo drive reaches target value quickly and accurately, resulting in high precision and output.
With the servo, you can reduce the enormous amounts of noise that occur by the induction motor of the existing hydraulic machine and improve the working environment.
By dropping the temperature of the hydraulic fluid, the amount of use of the chilled water system (chiller, for example) can be reduced and the lifespan of hydraulic fluid can be lengthened.
This graph shows the comparison of the effects between hydraulic and hybrid systems with numerical values.
It shows the precision of the servo hybrid system.
The orange line indicates the hydraulic system, the blue line indicates a machine equipped with a vane pump or an inverter system, and the green line indicates a hybrid system.
The first graph shows the speed-acceleration response time.
As you can see, the hybrid system is the first to reach the target value.
The second picture shows the pressure-pressurization response time. Likewise, the hybrid system is the fastest one.
With less than 0.5 bar of pressure amplitude, it can be controlled with high precision.
The hybrid system carries out feedback control using a high precision speed encoder and a pressure sensor.
This picture shows the screen of the actual measuring instrument that I mentioned earlier.
The variables are pressure and speed. It shows how fast the hybrid system responds to each set value.
Then, we will see how this system can save such a large amount of energy.
Compared with the existing hydraulic system, there is difference in the driving priniciple a command delivery system.
The existing hydraulic system controls an open loop using a proportional control valve and uses an induction motor and a vane pump.
However, the hybrid system uses a servo drive to control the closed loop and compares the command value and actual value and continues to provide feedback in case there happen to be any errors.
Let’s take a look at the driving principle. For the hydraulic system, the induction motor and the vane pump drive all the time. But, it is an inefficient system in that the proportional control value delivers only necessary fluid and bypasses the rest to the tank.
For the hybrid system, however, only the necessary amount of fluid is pumped out and used by controlling the servo motor.
The existing hydraulic system is an inefficient structure with more than fifty percent of the operating rate of the motor even in a no-load condition.
In this picture, you can see how much of a comparative advantage the machine equipped with the hybrid system has compared with the hydraulic and motor operated projection machine.
It is a hybrid system that has both the characteristics of a hydraulic system such as the durability, price, pressure and advantages of a motor operated system such as energy saving, controllability and reproducibility.
For the power consumption rate, because it takes pressure and speed as much as necessary for the necessary process, it has low energy loss.
As you can see, for the packing phase, the hybrid system reduces the rev count of the pump remarkably compared with the hydraulic system and prevents a waste of output.
Also, for the cooling phase, the hydraulic system takes a fifty percent of loss despite being in a no-load condition, while the hybrid system makes output zero to leave no loss.
This system is not developed by us alone.
If so, what evidence do we have to be so sure that our system is superior to others?
We have succeeded in reducing the level of noise remarkably with the test from an authorized agency and the use of a screw pump, not a gear pump.
And we can remodel large machines of 3,000 tons using the servo motor of 82kW which is upgraded from the existing one of 22kW.
For response times, we have reduced it to as short as 40 ms, compared with others of 70 to 100 ms.
We have high technical reliability and an abundance of experience.
Because this work consists of remodels existing machine, lots of technical manpower would be necessary, and those who have rich experiences in handling hydraulic machine. Our company is occupied by many workers who have the experience of designing hydraulic machines for more than twenty five years and are able to remodel machines regardless of the make.
LS, one of the three major injection molders of Korea, has adopted our system in their hybrid type projection machine. We have invested seven years to our works from technical research to commercialization.
This is a test report for the power saving rate issued by an authorized agency of Korea (Korea Institute of Machinery and Metals), that I spoke of earlier.
The first picture shows the measurement of electric power of the motor, reading a ninety one percent power saving rate.
The second picture shows the power saving rate against total power including the heater and the peripheral apparatus of the projection machine.
The result indicates fifty seven percent of the power saving rate.
The power saving rate would be different depending upon which molded product is manufactured, but
According to our experience, the power saving rate ranges from forty percent to seventy five percent.
Next, we have the analysis of the effect of this hybrid system based on 220 tons of injection molder.
It is calculated on the basis of one-year operation.
Electric power is reduced by seventy one percent and reads 130,464 kW and carbon emission is reduced by 60,666 kg, which means 11,066 dollars were saved.
Next, we have the case of remodeling an 850 ton one.
Comparing cases before and after remodeling, 38.41toe or 16,689 dollars were saved. The recovery by investment took 3.2 years.
This part of the hybrid system is commonly used. This chart shows a general saving rate by industrial machines.
Costs include parts costs and workmanship costs. First, diagnose the power of the existing hydraulic system and remodel it into a hybrid system based on the diagnosis data and compare both systems.
This is a period required for the capacity of the equipment.
It can be reduced upon the customer’s request.
In 2013, we have remodeled more than 120 units of projection machines from a total of 14 manufacturers.
The business costs total 5,199,434 dollars and about 3,606 toe has been saved.
This picture shows the look of the system before and after remodeling.
It shows the look of the existing machine with the addition of the panel of hybrid system.
Ladies and gentlemen, energy savings is not only a national task but also a global task.
We will be a confident partner to those who are willing to save energy.
Thank you very much for listening. |
