FFU 팬 필터 유닛은 클린룸 프로젝트에 필수적인 장비입니다. 또한, 무진공 클린룸에 필수적인 공기 공급 필터 유닛입니다. 초고청정 작업대와 클린 부스에도 필수적입니다.
경제 발전과 국민 생활 수준의 향상으로 제품 품질에 대한 요구가 점점 더 높아지고 있습니다. FFU는 생산 기술과 생산 환경을 기반으로 제품 품질을 평가하며, 이는 제조업체가 더 나은 생산 기술을 추구하도록 강요합니다.
FFU 팬 필터 장치를 사용하는 분야, 특히 전자, 제약, 식품, 생명공학, 의료 및 실험실은 생산 환경에 대한 엄격한 요건을 충족해야 합니다. FFU 팬 필터 장치는 기술, 건설, 인테리어, 급배수, 공기 정화, HVAC 및 공조, 자동 제어 등 다양한 기술을 통합적으로 활용합니다. 이러한 산업에서 생산 환경의 품질을 측정하는 주요 기술 지표로는 온도, 습도, 청결도, 풍량, 실내 양압 등이 있습니다.
따라서 특수 생산 공정의 요건을 충족하기 위해 생산 환경의 다양한 기술 지표를 합리적으로 제어하는 것이 클린룸 엔지니어링 분야의 현재 주요 연구 분야 중 하나가 되었습니다. 1960년대 초 세계 최초의 층류 클린룸이 개발되었으며, FFU(Fluid Flow Fuction Unit)의 적용 사례는 설립 이후 꾸준히 나타나기 시작했습니다.
1. FFU 제어방식의 현황
현재 FFU는 일반적으로 단상 다단 AC 모터와 단상 다단 EC 모터를 사용합니다. FFU 팬 필터 유닛 모터의 전원 공급 전압은 대략 110V와 220V 두 가지입니다.
제어 방법은 주로 다음과 같은 범주로 구분됩니다.
(1) 다중 속도 스위치 제어
(2) 무단 속도 조절 제어
(3) 컴퓨터 제어
(4) 원격 제어
위의 네 가지 제어 방법에 대한 간단한 분석 및 비교는 다음과 같습니다.
2. FFU 다중 속도 스위치 제어
다중 속도 스위치 제어 시스템은 FFU에 포함된 속도 제어 스위치와 전원 스위치만 포함합니다. 제어 구성 요소는 FFU에서 제공하고 클린룸 천장의 여러 위치에 분산되어 있기 때문에 직원이 현장에서 시프트 스위치를 통해 FFU를 조정해야 하며, 이는 제어가 매우 불편합니다. 또한 FFU의 풍속 조정 범위가 몇 단계로 제한됩니다. FFU 제어 작동의 불편함을 극복하기 위해 전기 회로 설계를 통해 FFU의 모든 다중 속도 스위치를 중앙 집중화하고 지상의 캐비닛에 배치하여 중앙 집중식 작동을 구현했습니다. 그러나 외관이나 기능에는 제한이 있습니다. 다중 속도 스위치 제어 방식을 사용하면 제어가 간단하고 비용이 저렴하다는 장점이 있지만, 높은 에너지 소비, 원활한 속도 조정 불가, 피드백 신호 없음, 유연한 그룹 제어 불가 등 많은 단점이 있습니다.
3. 무단 속도 조절 제어
다중 속도 스위치 제어 방식과 비교했을 때, 무단 속도 조절 제어에는 추가적인 무단 속도 조절기가 있어 FFU 팬 속도를 연속적으로 조절할 수 있지만, 모터 효율이 떨어지므로 다중 속도 스위치 제어 방식보다 에너지 소비가 높아집니다.
- 컴퓨터 제어
컴퓨터 제어 방식은 일반적으로 EC 모터를 사용합니다. 앞의 두 방식과 비교했을 때, 컴퓨터 제어 방식은 다음과 같은 고급 기능을 제공합니다.
(1) 분산 제어 모드를 사용하면 FFU의 중앙 집중식 모니터링 및 제어를 쉽게 구현할 수 있습니다.
(2) FFU의 단일 유닛, 다중 유닛 및 파티션 제어를 쉽게 구현할 수 있습니다.
(3) 지능형 제어 시스템은 에너지 절약 기능을 갖추고 있습니다.
(4) 옵션으로 원격제어를 이용하여 모니터링 및 제어가 가능합니다.
(5) 제어 시스템은 호스트 컴퓨터 또는 네트워크와 통신하여 원격 통신 및 관리 기능을 구현할 수 있는 전용 통신 인터페이스를 갖추고 있습니다. EC 모터 제어의 뛰어난 장점은 제어가 쉽고 속도 범위가 넓다는 것입니다. 그러나 이 제어 방식에는 몇 가지 치명적인 단점도 있습니다.
(6) FFU 모터는 클린룸에서 브러시를 사용할 수 없으므로 모든 FFU 모터는 브러시리스 EC 모터를 사용하며, 정류 문제는 전자 정류자를 통해 해결됩니다. 전자 정류자의 수명이 짧아 전체 제어 시스템의 수명이 크게 단축됩니다.
(7) 전체 시스템이 비용이 많이 든다.
(8) 이후 유지관리 비용이 높다.
5. 원격 제어 방법
컴퓨터 제어 방식을 보완하는 원격 제어 방식을 사용하면 각 FFU를 제어할 수 있으며, 이는 컴퓨터 제어 방식을 보완합니다.
요약하자면, 처음 두 가지 제어 방식은 에너지 소비가 높고 제어가 불편합니다. 나머지 두 가지 제어 방식은 수명이 짧고 비용이 많이 듭니다. 에너지 소비를 줄이고 제어가 편리하며, 사용 수명이 보장되고, 비용도 저렴한 제어 방식이 있을까요? 네, AC 모터를 이용한 컴퓨터 제어 방식이 있습니다.
AC 모터는 EC 모터에 비해 구조가 간단하고, 크기가 작으며, 제조가 편리하고, 작동 신뢰성이 높으며, 가격이 저렴하다는 장점이 있습니다. 정류 문제가 없어 수명이 EC 모터보다 훨씬 깁니다. 오랫동안 속도 조절 성능이 좋지 않아 EC 속도 조절 방식이 속도 조절 방식을 대체해 왔습니다. 그러나 새로운 전력 전자 소자와 대형 집적 회로의 등장 및 개발, 그리고 새로운 제어 이론의 지속적인 등장과 적용으로 AC 제어 방식이 점차 발전하여 결국 EC 속도 제어 시스템을 대체하게 될 것입니다.
FFU AC 제어 방식은 크게 전압 조정 제어 방식과 주파수 변환 제어 방식, 두 가지 제어 방식으로 나뉩니다. 소위 전압 조정 제어 방식은 모터 고정자의 전압을 직접 변경하여 모터의 속도를 조정하는 방식입니다. 전압 조정 방식의 단점은 속도 조정 시 효율이 낮고, 저속에서 모터 발열이 심하며, 속도 조정 범위가 좁다는 것입니다. 그러나 FFU 팬 부하에서는 전압 조정 방식의 단점이 명확하게 드러나지 않으며, 현재 상황에서는 다음과 같은 몇 가지 장점이 있습니다.
(1) 속도 조절 방안이 성숙하고 속도 조절 시스템이 안정적이어서 장기간 문제없이 연속 운전이 가능합니다.
(2) 제어 시스템의 조작이 간편하고 비용이 저렴하다.
(3) FFU 팬의 부하가 매우 가벼워 저속에서는 모터 발열이 심하지 않습니다.
(4) 전압 조절 방식은 특히 팬 부하에 적합합니다. FFU 팬 듀티 곡선은 고유한 감쇠 곡선이기 때문에 속도 조절 범위가 매우 넓습니다. 따라서 앞으로 전압 조절 방식도 주요 속도 조절 방식이 될 것입니다.
게시 시간: 2023년 12월 18일