Nowe silniki Lenze o częstotliwości pracy 120 Hz
| Energetab 2013 ArtykułyCzęstotliwość znamionowa wynosząca 50 Hz to dla silników trójfazowych cały czas standard. Można jednak zadać pytanie - dlaczego uzwojenia takich maszyn asynchronicznych zbudowane są właśnie w ten sposób? Przecież dzięki zastosowaniu w systemach przemienników częstotliwości obroty oraz częstotliwość zasilania silników i tak się zmieniają. Jednocześnie w pewnych obszarach oraz aplikacjach stosuje się inne częstotliwości - tak jest w przypadku 60 Hz dla sieci północnoamerykańskich oraz 87 Hz w systemach pompowych i wentylatorowych.
Fot. 1. Wyższa wydajność dzięki dostosowaniu do współpracy z przemiennikiem częstotliwości - silniki trójfazowe MF L-force
Firma Lenze skonstruowała nowe silniki z serii MF do zasilania napięciem o częstotliwości 120 Hz. Wyższa częstotliwość pozwala na większe obroty i osiąganie większych mocy. Ponadto sprawność klasycznego czterobiegunowego silnika trójfazowego jest przy około 120 Hz najwyższa, co na podstawie badań określili specjaliści firmy, ustalając ten punkt jako wartość znamionową dla silników przeznaczonych do współpracy z przemiennikami częstotliwości.
KOMPAKTOWE
W porównaniu z dotychczasowymi silnikami trójfazowymi wersje MF Lenze cechują się znacznym wzrostem parametrów, m.in. dzięki wysokiej sprawności energetycznej i dynamice oraz podobnej do serwosilników kompaktowej budowie. Silniki Lenze z serii MF dostosowane są do współpracy z przemiennikami częstotliwości w zakresie mocy od 0,55 do 22 kW. Dzięki wyższym obrotom można dobierać silniki o dwa rzędy wielkości mniejsze niż stosowane dotychczas maszyny asynchroniczne o identycznej mocy. Można to stwierdzić na przykładzie silników wielkości 71 o mocy znamionowej 1,5 kW. Dla porównania - aby zapewnić taką samą moc w dotychczas stosowanych silnikach trójfazowych, należałoby dobrać silnik o wielkości 90.
ZMIENNE, DYNAMICZNE, WYDAJNE
Fot. 2. Silna trójka: silnik trójfazowy MF L-force firmy Lenze można w sposób optymalny połączyć z przekładnią L-force i zdecentralizowanym przemiennikiem częstotliwości Inverter Drives 8400 motec
Ważną zaletą omawianych silników jest również to, że podstawowy zakres regulacji wynoszący 1:24 w porównaniu ze standardowym silnikiem trójfazowym (5:120 Hz) został zwiększony ponad dwukrotnie. Ponadto na ogół można w większości zastosowań zrezygnować ze stosowania drogich wentylatorów zewnętrznych, ponieważ w większej części zakresu regulacji silniki MF mogą być chłodzone w wystarczający sposób za pomocą wentylatora wewnętrznego.
Również dzięki mniejszej wysokości osi w nowej serii silników zredukowany został moment bezwładności w porównaniu z silnikiem dostosowanym do pracy w sieci. W ten sposób nowy produkt w palecie napędów i systemów automatyzacji L-force znalazł się ze swoją dynamiką pomiędzy serwosilnikiem a dotychczasowo oferowanymi silnikami trójfazowymi.
Dodatkowo niski moment obrotowy powoduje zmniejszenie zużycia energii przy zmianie obrotów. Podobnie jak w przypadku serwosilników - silników MF nie dotyczą na całym świecie żadne regulacje związane ze sprawnością energetyczną. Dlatego przy eksporcie tych produktów nie trzeba uwzględniać specyficznych dla danego kraju przepisów. Sprawności nowej serii są porównywalne z urządzeniami klasy IE2.
WYŻSZE PRZEŁOŻENIE PRZEKŁADNI
Ponad dwa razy większe obroty znamionowe oznaczają konieczność odpowiedniego podniesienia przełożenia przekładni, aby móc napędzać dotychczasowe aplikacje z taką samą prędkością. Przekładnie L-force firmy Lenze mają zaletę, która związana jest z faktem, że taką kompensację można często zrealizować bez dodatkowego stopnia. Stosunek przełożenia do 1:60 jest możliwy tylko w wersji dwustopniowej. W tym przypadku wałek zębaty na wejściu jest wprasowywany stożkowo w wał wyjściowy silnika (jest to specjalność firmy Lenze), przez co całość ma znacznie mniejsze wymiary niż koło zębate umieszczone na wale.
SPRAWNOŚĆ SYSTEMU
Fot. 3. Nowe silniki to również mniejsze wymiary
Aby wykorzystać wszystkie przedstawione powyżej zalety w kompletnym systemie napędowym, firma Lenze zastosowała kombinację motoreduktorów z odpowiednimi przemiennikami częstotliwości. Urządzenia Inverter Drives 8400 wyposażone w VFCeco cechują się dodatkowo wyjątkowo zaawansowaną funkcją oszczędności energii. Dotychczas podczas pracy z częściowym obciążeniem silniki trójfazowe zasilane były wyższym prądem magnetyzacji w stosunku do tego, jakiego wymagały bieżące warunki pracy. VFCeco dopasowuje natomiast wielkość prądu magnetyzacji i obniża w ten sposób zużycie energii przez system napędowy nawet o 30%.
ZMNIEJSZENIE KOSZTÓW
Nowe silniki pozwalają na pełne wykorzystanie faktu współpracy z przemiennikami częstotliwości. W porównaniu do dotychczasowych silników trójfazowych cechują się one wyraźnym polepszeniem najważniejszych parametrów - wyższą sprawnością, większą dynamiką, szerokim zakresem regulacji oraz kompaktowością. Najważniejsze jest jednak to, że specjalistom od napędów i systemów automatyzacji - firmie Lenze - udało się w istotny sposób obniżyć ceny silników MF w porównaniu z wersjami trójfazowymi o takiej samej mocy i częstotliwości pracy 50 Hz, czyli dotychczas najtańszymi wersjami silników.
Lenze Polska Sp. z o.o.
www.lenze.pl
