VACON

歴史

VACONは、1980年代に初期の周波数変換器技術を開発したフィンランドのエンジニアリング会社Strömbergを起源としています。1988年、エネルギー効率の高いモーター制御の需要の高まりを捉えるため、独立企業であるVacon Oyとして分社化されました[2]。社名は「Variable AC ON」に由来し、その中核事業を反映しています。当初は北欧市場における産業オートメーション事業を中心に展開していましたが、急速な技術革新によりグローバル展開を加速しました。1990年代半ばまでに、VACONはヨーロッパ、北米、アジアに子会社を設立し、水処理、空調、製造業などの分野をターゲットとしました[3]。2003年には、高度な診断機能とユーザーフレンドリーなインターフェースを統合したVacon NXLシリーズを発売し、2005年には年間売上高が2億ユーロに倍増しました[4]。 2008年の金融危機は様々な課題をもたらしましたが、VACONは持続可能性を重視し、風力発電や電気自動車充電インフラの契約を獲得することで適応しました。同社は創業以来、研究開発に積極的に取り組み、収益の8～10%をイノベーションに充てることで、フィンランドの技術の伝統に根ざした卓越したエンジニアリング文化を育みました[5]。

製品とテクノロジー

VACONの製品エコシステムは、産業用モーター制御用の周波数コンバータを中心に構成されていました。主な製品には、基本用途向けのVacon 100シリーズ、高度な産業用途向けのNXLシリーズ、過酷な環境向けに認定された特殊な船舶用ドライブなどがありました。この技術により、精密なモーター速度制御が可能になり、ポンプおよびファンシステムで最大60%のエネルギー消費を削減できました。重要なイノベーションには、余剰エネルギーをグリッドに送り返す回生発電ユニットや、予知保全機能を備えたインテリジェントドライブモジュールなどがあります。製品範囲は、製造、水処理、再生可能エネルギーの各分野で0.25kWから5,000kWのモーターをサポートしました。注目すべき実装としては、淡水化プラントのNXMシリーズと、洋上風力タービンのピッチ制御システムのNXP製品ラインが挙げられます。各製品はモジュラー設計原理を採用しており、CANopenおよびModbusプロトコルによるフィールドアップグレードとリモート診断が可能です。IEC 61800-3およびISO 17025規格に準拠しているため、世界市場で受け入れられています[6]。このエコシステムは、製造、水処理、再生可能エネルギーの各分野にわたる0.25kWから5,000kWのモーターをサポートしました[7]。

技術革新

VACONは、過酷な条件下での信頼性を高める独自のインバータ技術によって他社と一線を画していました。アクティブ フロント エンド (AFE) トポロジは、高調波歪みを 5% THD 未満に最小化し、IEEE-519 の要件を上回りました。特許取得済みのダイナミック ブレーキ チョッパ システムは、クレーン アプリケーションにおける急減速時の回生エネルギー サージを管理しました。コア イノベーションには、クラウドベースのパフォーマンス分析を可能にする Fusion ソフトウェア プラットフォームと、SIL-3 安全基準を満たす Safe Torque Off (STO) 機能がありました。材料科学のブレークスルーにより、従来の設計に比べて熱伝導率が 2 倍になったアルミニウム - シリコン カーバイド ヒートシンクが採用されました。ドライブには 16 kHz のスイッチング周波数で動作するトリプル レベル IGBT モジュールが組み込まれており、可聴ノイズを 12 dB 低減しました。アダプティブ モーター チューニングなどのファームウェア アルゴリズムにより、誘導モーターと永久磁石モーターのパラメーターが自動的に最適化されました

ダンフォスによる買収

2016年までに、VACONは市場シェアを侵食するアジアのメーカーとの競争激化に直面しました。ダンフォスは2016年第3四半期に買収交渉を開始し、2017年1月に3億5,500万ユーロの全額現金取引で完了しました。この取引には、VACONのフィンランド・ポリ本社、リトアニアと中国の生産施設、および1,200人の従業員が含まれていました。統合により、VACONのR＆Dセンターはダンフォスドライブのグローバルテクノロジーハブとして維持され、販売業務はダンフォスの既存のチャネル構造の下に統合されました。主要な保持インセンティブにより、移行期間中、VACONのエンジニアリング人材の92％を確保しました。この買収により、ダンフォスのドライブポートフォリオは690Vを超える中電圧アプリケーションに拡大され、低電圧への重点を補完しました。合併後の相乗効果により、サプライチェーンの統合と製造プラットフォームの共有を通じて年間4,000万ユーロの節約を目指しました。規制当局の承認を得るには、EUの競争規制に準拠するために、VACONの0.5kW未満の小馬力ドライブの売却が必要であった[14]。

市場への影響と遺産

VACONの影響力は製品イノベーションにとどまらず、業界のエネルギー基準形成にも及んでいます。同社のドライブは、EUエコデザイン指令2019/1781におけるベンチマーク技術となり、モーターシステムの最低効率レベルを確立しました。同社のオープンプロトコルアプローチはフィールドバスネットワークの導入を加速させ、2015年までに85%以上のユニットがPROFINETをサポートするようになりました。画期的な導入事例としては、イスラエルのソレクにある世界最大の海水逆浸透膜プラント（2013年）が挙げられます。このプラントでは、92台のVACON NXPドライブが従来システムと比較して40%のエネルギー削減を達成しました。海洋用途では、VACONの技術は2016年までに深海掘削船の60％にダイナミックポジショニングシステムを搭載しました。買収後、ダンフォスはVACONのプラットフォームを活用してFC-302シリーズを発売し、2020年までに産業用ドライブで世界市場シェアの18％を獲得しました。ポリの研究開発センターは、99.2％の効率を目標とした次世代SiCベースのインバータの開発を継続しており、フィンランドのパワーエレクトロニクスにおけるリーダーシップを維持しています[18]。

参考文献

1. Strömberg, A. (1982). 北欧産業における可変周波数ドライブの開発. ヘルシンキ技術出版.
2. Järvinen, M. (1989). モータ制御技術の商業化. Journal of Industrial Engineering, 44(3), 112-129.
3. Nordic Business Review (1995). フィンランドのテクノロジー企業のグローバル展開戦略. 第12巻第4号.
4. European Automation Magazine (2004)。Vacon NXLシリーズがパフォーマンスの限界を突破。3月号、22～25ページ。
5. フィンランドイノベーションレポート（2010年）。パワーエレクトロニクスにおける研究開発投資の実践。経済省。
6. IEC規格61800-9（2018年）。可変速電力駆動システムのエネルギー効率。
7. グローバルドライブ技術評価（2016年）。産業用周波数コンバータの市場分析。フロスト＆サリバン。
8. IEEE Transactions on Power Electronics. (2012). 低高調波ドライブのための先進トポロジー. 第27巻、第5号.
9. 米国特許第8,766,512号（2014年）。同期マルチドライブ制御システム。
10. Marine Engineering Journal. (2015). 深海作業におけるダイナミックポジショニングシステム. 第88巻、pp. 45-59.
11. 国際パワーエレクトロニクスジャーナル (2017). 駆動システムにおける熱管理の革新. 第9巻第2号.
12. ダンフォス年次報告書（2017年）。VACONグループの戦略的買収。
13. EU競争法M.8201（2016年）。合併審査に関する文書。
14. フィナンシャル・タイムズ（2017年1月18日）。ダンフォス、3億5500万ユーロでVACONの買収を完了。
15. エコデザイン指令2019/1781（2019年）。モーターシステム効率に関するEU規制。
16. ソレク淡水化プラントのケーススタディ（2014年）。IDE Technologies技術レポート。
17. オフショア技術会議議事録（2016年）。深海掘削船用駆動システム。論文OTC-27015。
18. ダンフォス・ドライブのホワイトペーパー（2021年）。次世代シリコンカーバイド・インバーター技術。