Czwartek, 20 grudnia 2018

Silniki i napędy elektryczne

Branże związane z tytułowymi produktami tworzą w Polsce rynki o wartości 300-400 mln zł i są obszarami działalności wielu firm produkcyjnych oraz dystrybucyjnych. Podmioty te obsługują zarówno przemysł, jak też inne sektory - w szczególności wodociągowo-kanalizacyjny, infrastrukturalny oraz maszynowy. W efekcie asortyment dostępnych na rynku silników i napędów jest bardzo szeroki, a i same wyroby podlegają ciągłemu rozwojowi. Stymulatorem tego ostatniego jest poszukiwanie przez klientów energooszczędnych, funkcjonalnych, a przy tym atrakcyjnych cenowo urządzeń. Zapraszamy do lektury nowej edycji raportu z tego atrakcyjnego, ale też wysoce konkurencyjnego rynku.

Silniki i napędy elektryczne

Technika napędowa stanowi jeden z kluczowych obszarów związanych automatyzacją w przemyśle, maszynami i wieloma innymi zastosowaniami profesjonalnymi. Również pod względem przedmiotowym mamy tu do czynienia z obszerną grupą produktów.

W przypadku silników obejmuje ona: od miniaturowych wersji DC, poprzez maszyny asynchroniczne i synchroniczne prądu przemiennego, do serwosilników, a jednocześnie - od wyrobów o niewielkich mocach, tj. rzędu pojedynczych watów, do silników megawatowych, które zasilane są z sieci średnich napięć.

W bieżącym raporcie omawiamy jedynie "środek" tego zestawu - tj. cechy i zastosowania typowych silników AC stosowanych w maszynach, systemach transportowych, wentylacyjnych i generalnie w przemyśle.

Podobna różnorodność dotyczy asortymentu przemienników częstotliwości, którego rdzeń stanowią wersje od kilkuset watów do kilkuset kW. Takie wyroby są najpopularniejszymi elementami ofert ankietowanych przez nas podmiotów i występują na rynku w największej różnorodności.

W ofertach dostawców znajdziemy też softstarty (choć ich rolę przejmują coraz częściej przemienniki), motoreduktory oraz różne podzespoły mechaniczne. One również pojawiają się w tabelach z ofertami firm. Jeżeli zaś chodzi o wspomniane systemy serwonapędowe, to wydzieliliśmy je do osobnego raportu rynkowego, którego kolejna edycja opublikowana zostanie w magazynie APA w 2020 roku.

ZASTOSOWANIA SYSTEMÓW NAPĘDOWYCH

Rys. 1.

Krajowy rynek urządzeń i systemów napędowych nie różni się od branży europejskiej czy globalnej, jeżeli chodzi o odbiorców omawianych produktów. Od ponad dekady pytamy działających tu dostawców o najczęstsze zastosowania napędów i niezmiennie w odpowiedziach dominuje kilka popularnych grup aplikacji (rys. 1).

Większość zastosowań przemienników częstotliwości związana jest z systemami automatyki oraz prostymi maszynami. Te ostatnie, w odróżnieniu od maszyn wieloosiowych czy wykonujących złożone ruchy, to przede wszystkim różnego rodzaju pompy, mieszadła, młyny, dmuchawy, kruszarki, przenośniki, itd., czyli takie, gdzie regulowana jest co najwyżej prędkość ruchu czy moment obrotowy.

Dla napędów ważnym obszarem jest ten związany z omawianymi wcześniej systemami HVAC (choć w bieżącym badaniu uzyskał on mniej wskazań niż poprzednio), a także segment maszyn o większej złożoności, którego udział w statystyce rośnie. Niezmiennie istotnym obszarem użycia napędów pozostaje też transport wewnątrzzakładowy (intralogistyka), którą w przypadku mniej złożonych systemów można de facto zaliczyć do wcześniej wymienionej kategorii prostych maszyn.

Rys. 2.

Wyniki dotyczące najczęstszych zastosowań silników elektrycznych przedstawiono na rysunku 2 i owa statystyka jest zbieżna z poprzednio omawianą.

W raporcie skupiamy się na silnikach niskiego napięcia i takie wersje stosowane są w przemyśle najczęściej. Mogą one występować samodzielnie, choć coraz częściej stosowane są w systemach z regulacją obrotów, za czym stoją powody zarówno funkcjonalne, jak też związane z możliwością redukowania zużycia energii elektrycznej.

Dotyczyć to może pozornie najprostszych zastosowań - np. pompowych, wentylatorowych i podobnych. Tego typu aplikacje są zresztą dla silników najczęstsze, zaś kolejne miejsca w statystyce zajęły praktycznie ex aequo trzy pozostałe kategorie. W tym przypadku sytuacja jest dosyć podobna jak poprzednich badaniach rynku - z dokładnością do niewielkiego wzrostu dla grupy maszyn wieloosiowych.

Tomasz Kochanowski

ASTOR

  • Kim są odbiorcy rozwiązań napędowych? W jakich aplikacjach najczęściej stosowane są tego typu urządzenia?

Głównymi odbiorcami przemienników częstotliwości Astraada były w ostatnich dwóch latach służby utrzymania ruchu, integratorzy systemów oraz producenci maszyn. Urządzenia te najczęściej wykorzystywane były w branży wodno-kanalizacyjnej, ciepłowniczej, meblarskiej oraz spożywczej. Pod względem typów zastosowań dominowały tu systemy wentylacyjne, pompowe, taśmociągowe, a także układy napędowe maszyn i całych linii technologicznych.

  • Na jakie cechy napędów zwracają uwagę ich odbiorcy?

Z naszych obserwacji wynika, że przy wyborze rozwiązań klienci coraz częściej zwracają uwagę na szybkość dostaw, intuicyjność konfiguracji i montażu oraz oferowaną gwarancję na produkty, co pozwala obniżać ryzyko realizowanych inwestycji. W mniejszym stopniu przywiązani są do marki czy stopnia zaawansowania i mnogości parametrów technicznych urządzeń.

  • Jaki wpływ na branżę mają ogólnie przepisy dotyczące efektywności energetycznej?

W tym zakresie zaobserwowaliśmy ciekawe zjawisko w kończącym się roku. O tym, że zastosowanie przemienników częstotliwości znacząco ogranicza zużycie energii elektrycznej, edukowaliśmy rynek już od wielu lat. Wchodzące nowe dyrektywy w zakresie wymaganych klas sprawności silników dodatkowo podnosiły świadomość klientów. Niemniej jednak w wielu przypadkach dopiero teraz, w obliczu bardzo drastycznej zmiany cen kontraktowanych dostaw energii elektrycznej dla klientów przemysłowych, widać zmianę podejścia.

W zakładach produkcyjnych i przedsiębiorstwach wod-kan przeprowadzane są audyty efektywności energetycznej oraz instalowane systemy monitoringu energii. Wysłużone i energochłonne pompy czy wentylatory, często niemające możliwości regulacji, zastępowane są nowoczesnymi, wyposażonymi w falowniki układami napędowymi.

CO I DLA KOGO JEST NAJWAŻNIEJSZE?

Rys. 3. Główni krajowi odbiorcy przemienników częstotliwości i silników

Silniki i napędy elektryczne kupują przede wszystkim producenci maszyn i urządzeń (sektor OEM), w dalszej kolejności odbiorcami są integratorzy systemów oraz klienci końcowi (patrz rys. 3). Czwartą z grup stanowią, podobnie jak w poprzednich tego typu statystykach, dystrybutorzy.

O ile dla jednych kluczowe będą przede wszystkim parametry techniczne i cena, o tyle dla innych podstawowym wymogiem może być zapewnienie kompletacji systemu lub, co szczególnie ma miejsce w przypadku utrzymania ruchu, szybkie dostarczenie zamiennika. Poniżej zestawiamy wyniki dotyczące preferencji zakupowych lokalnych odbiorców z podziałem na silniki i napędy elektryczne.

Napędy elektryczne dostępne są na rynku w dużej różnorodności, jeżeli chodzi o moce, wykonania napięciowe i inne parametry techniczne oraz funkcjonalność. Lista cech z nimi związanych jest również długa (patrz rys. 4), przy czym lokalni odbiorcy przede wszystkim poszukują urządzeń atrakcyjnych cenowo, spełniających wymogi techniczne aplikacji, jak też markowych i niezawodnych. W dalszej kolejności dla klientów ważne są następujące cechy produktów: interfejsy komunikacyjne, algorytmy sterowania, trwałość, sprawność oraz zakres regulacji.

Rys. 4. Najważniejsze dla lokalnych odbiorców cechy urządzeń napędowych

Zaprezentowane statystyki stanowią pewnego rodzaju uśrednienia dotyczące wymogów klientów - w wielu przypadkach wymagania odbiorców będą miały bowiem charakter specyficzny, zależny od zastosowania. Przykładowo dotyczyć to może kwestii pracy w strefach zagrożonych wybuchem, w warunkach higienicznych (np. w przemyśle spożywczym) czy też aplikacjach wodociągowo-kanalizacyjnych.

Innym z wymogów może być integracja napędów ze sterownikami logicznymi oraz możliwość wykorzystywania funkcji typu motion control. Do tych zagadnień wracamy jeszcze pod koniec raportu.

Jeżeli chodzi o silniki elektryczne, to lista wymogów jest zbliżona do powyższych, aczkolwiek występują tu też istotne różnice. W ich przypadku, oprócz kosztów zakupu i parametrów technicznych, kluczowa jest przede wszystkim efektywność energetyczna. Wokół zużycia energii już od lat "kręci się" postęp technologiczny w branży, co stymulowane jest zmieniającymi się przepisami w zakresie energooszczędności oraz rosnącymi kosztami energii elektrycznej.

Te ostatnie stanowią kluczowy element całościowych kosztów posiadania (TCO) silników elektrycznych. Dla odbiorców liczy się też marka produktów, kwestie gwarancyjne oraz stopień ochrony. Są to wskazania podobne do tych, jakie uzyskaliśmy w badaniu rynku sprzed dwóch lat.

Oferta dostawców silników elektrycznych

O ile powyższe zestawienia dotyczą parametrów technicznych i cech samych produktów, o tyle do wymienionych list konieczne jest dopisanie jeszcze jednego - wsparcia udzielanego przez dostawcę.

Klienci właściwie zawsze wymagają jakiegoś rodzaju supportu - czy to na etapie zakupu komponentów napędowych, uruchamiania systemów czy też wsparcia posprzedażowego.

Może ono być związane z doborem podzespołów i urządzeń, stworzeniem systemu obejmującego napęd, silnik, motoreduktor i inne elementy, jak też procesem uruchomienia aplikacji.

Kolejną kwestią jest pomoc udzielana w okresie użytkowania systemów napędowych. Tego typu wsparcie w postaci gwarantowanego czasu reakcji dostawcy i wymiany wadliwego komponentu na nowy ma często charakter sformalizowany, tj. bazuje na umowie z klientem końcowym.

Część dostawców oferuje też rozbudowane programy serwisowe, w tym polegające na "odświeżaniu" starych systemów napędowych - np. poprzez wymianę zużytych komponentów. Do tego dochodzą wreszcie szkolenia, które są elementem długookresowych relacji z klientami i niewątpliwie elementem potwierdzającym zaangażowanie dostawcy w działania na rynku lokalnym.

Piotr Chościński

Lenze

  • Jakie są główne branże i najliczniejsi odbiorcy oferowanych przez Was urządzeń napędowych, w szczególności tych bazujących na falownikach?

Przemienniki częstotliwości służą głównie do płynnej regulacji obrotów silników w urządzeniach i maszynach. Pracujemy w wielu branżach przemysłu, przy czym najczęściej można nas spotkać w: intralogistyce, sektorach automotive oraz produkcji maszyn pakujących i drukujących. Zdecydowana większość naszych klientów to wytwórcy maszyn oraz integratorzy systemów.

  • Co decyduje o wyborze konkretnego rozwiązania? Jakie występują tu zmiany technologiczne?

Czynników wyboru konkretnego rozwiązania jest wiele, tak jak naszych klientów - wszystko zależy od potrzeb danego odbiorcy i to właśnie decyduje o funkcjonalności wybranego urządzenia. Lenze w swoim portfolio ma kilka typoszeregów przemienników i jesteśmy w stanie sprostać praktycznie dowolnym wymaganiom.

Jeżeli chodzi o zmiany, to są nimi: postępująca miniaturyzacja oraz zwiększanie ergonomii, które sprawiają, że przemienniki są coraz mniejsze i bardziej funkcjonalne. Jednocześnie modułowa budowa urządzeń pozwala klientom wybierać rozwiązania szyte na miarę.

  • Jak wygląda rynek i Wasza oferta silników elektrycznych prądu przemiennego?

Adekwatnie do przemienników częstotliwości głównymi odbiorcami silników są producenci maszyn oraz integratorzy systemów z branży intralogistycznej, motoryzacyjnej i produkcji dóbr konsumenckich. Silniki AC sprzedajemy głównie wraz z reduktorami i jako jedyni na rynku mamy w ofercie wersje 120 Hz, które charakteryzują się wysoką dynamiką pracy, a przy tym zredukowanymi wymiarami w stosunku do klasycznych silników 50 Hz.

POLACY STAWIAJĄ NA PRODUKTY MARKOWE

Rys. 5. Najpopularniejsze w Polsce marki przemienników częstotliwości - zestawienie nie odzwierciedla udziału wymienionych firm w rynku; w przypadku firmy Danfoss do wyniku wliczono również wskazania należącej do niej marki Vacon

Sektor produkcji i dystrybucji napędów elektrycznych jest rynkiem rozwiniętym, dojrzałym i jednocześnie obszarem działania wielu firm branżowych. W raportach publikowanych w APA regularnie przedstawiamy oferty 40-50 takich podmiotów i podobnie jest też teraz - w tegorocznym badaniu udział wzięły 44 firmy. Kluczowymi przedsiębiorstwami są tu producenci globalni.

Firmy te działają na rynku poprzez lokalne oddziały i oferują zazwyczaj znacznie więcej, niż same napędy - przykładowo też kompletacje systemów, usługi wdrożeniowe i posprzedażowe. Wielu z nich współpracuje z partnerami lokalnymi, którzy zajmują się częścią związaną z tworzeniem aplikacji.

Oferta dostawców przemienników częstotliwości, softstartów i silników

Przedsiębiorstwa zagraniczne stanowią czołówkę zestawienia najpopularniejszych na rynku marek (rys. 5) i zauważyć tu można kilka prawidłowości. Przede wszystkim liderami rynku krajowego są niezmiennie dostawcy zachodnioeuropejscy, z firmami Siemens, Danfoss, ABB, Lenze, SEW-Eurodrive i Schneider Electric na czele.

Szczególnie dwie pierwsze marki otrzymały ogromną liczbę wskazań, co potwierdza ich prymat w branży. Druga grupa popularnych firm obejmuje producentów dalekowschodnich - liderem jest tu LSIS, inne marki to m.in. Omron oraz Mitsubishi. W przypadku producentów amerykańskich kluczową marką jest od lat Rockwell Automation.

Silną grupą przedsiębiorstw działających w branży są też dystrybutorzy. Takich firm przedstawionych zostało w tabelach kilkanaście - przykładami są ANIRO, Eldar, HF Inverter Polska, InduProgress oraz Multiprojekt. W części pozostałych przypadków dystrybucja napędów sprowadza się do zaoferowania kilku marek, które po prostu uzupełniają szerszą ofertę urządzeń elektrycznych lub automatyki.

Rys. 6. Najpopularniejsze w Polsce marki silników prądu przemiennego - zestawienie nie odzwierciedla udziału wymienionych firm w rynku; w przypadku Cantoni Group do wyniku wliczono również wskazania należących do grupy firm takich jak: Besel, Celma, Emit oraz Indukta

Drugi z kluczowych sektorów rynku omawianych w raporcie związany jest z silnikami elektrycznymi. W tym obszarze istnieje dwóch zdecydowanych liderów - Cantoni Group oraz Siemens. Należy tu zaznaczyć, że Cantoni to grupa kapitałowa do której należą m.in. firmy Besel, Emit, Indukta oraz Celma - i właśnie te marki wskazało wielu respondentów.

W zestawieniu na rysunku 6 znaleźć też można innych popularnych dostawców, którymi są m.in. Lenze, ABB, SEW-Eurodrive, ATB Tamel oraz Nord. Wyniki te, podobnie jak w przypadku napędów, są dosyć zbieżne z rezultatami uzyskanymi w poprzednich badaniach branży.

Mariusz Snowacki

HF Inverter Polska

  • Jak wygląda krajowy rynek napędów elektrycznych z punktu widzenia działającego na nim dostawcy?

Duża liczba producentów i dystrybutorów napędów prądu przemiennego działających w krajowej branży może wskazywać na wysoki stopień jej nasycenia. Taki stan rzeczy przekłada się na silną konkurencję pomiędzy firmami wprowadzającymi na rynek krajowy wiele nowych produktów i rozwiązań.

Naszą ofertę każdego roku poszerzamy o kolejne rozwiązania techniczne. Są one często wprowadzane równocześnie na nasz krajowy rynek, jak i ten globalny, co jeszcze dekadę temu było nie do pomyślenia. Powoduje to, że nasi klienci stosują te same, nowoczesne technologie, które stosowane są przez zagraniczne konkurencyjne firmy.

Dzięki powyższemu każdego roku Polska zmniejsza różnicę w rozwoju przemysłu w stosunku do rozwiniętych krajów Europy Zachodniej. Można śmiało stwierdzić, iż najnowocześniejsze osiągnięcia techniki napędowej są dostępne również na rynku krajowym.

CO DZIEJE SIĘ NA RYNKU?

Rys. 7.

Tegoroczne oceny koniunktury wypadły bardzo dobrze. Pytania o sytuację na rynku silników oraz napędów elektrycznych zadajemy regularnie blisko od dekady i ostatnie kilka lat to ewidentnie ciągła poprawa koniunktury. Dotyczy to w szczególności silników elektrycznych, których rynek w okolicach 2012 roku doświadczył gorszego okresu.

Zestawienie statystyk dla ostatnich lat przedstawiono na rysunku 7. Jeżeli zaś chodzi o trendy w branży (kierunki zmian), to są one również pozytywne. Zestawienia udzielonych odpowiedzi znajdują się na rysunku 8, przy czym warto zaznaczyć, że ani jeden z respondentów nie stwierdził, jakoby sytuacja w branży zmieniała się na niekorzyść.

Rys. 8.

Omawiając rodzimy rynek, warto również ocenić, jak swoje otoczenie biznesowe postrzegają działający na nim dostawcy. Już dawniej, gdy pytaliśmy ich o konkurencję, to najczęściej określali ją mianem silnej, przekraczającej poziom występujący typowo w innych sektorach dystrybucji automatyki przemysłowej. Tym razem nie było inaczej - aż 85% osób oceniło obydwie branże jako wysoce konkurencyjne (rys. 9).

W tym miejscu dochodzimy do oszacowania wartości rynku. Respondentów tradycyjnie zapytaliśmy o roczną, krajową wartość sprzedaży przemienników częstotliwości oraz silników elektrycznych i w obydwu przypadkach otrzymaliśmy szereg wskazań z zakresu od 90 do 900 mln złotych.

Rys. 9.

Dla pierwszej grupy średnia dla odpowiedzi wyniosła od 300 do 330 mln zł (zależnie od ujęcia w danych wartości skrajnych), natomiast dla silników było to od 330 do 380 mln zł. W każdym z przypadków uśrednienia bazowały na kilkunastu oszacowaniach.

Jak wygląda to w porównaniu z dawniej publikowanymi w APA raportami? W 2016 roku średnia dla pierwszej grupy wynosiła 350 mln zł rocznie, zaś mediana - 285 mln zł. W przypadku silników elektrycznych obydwie miary statystyczne wyniosły odpowiednio 250 i 300 mln zł rocznie. Cofając się jeszcze o dwa i cztery lata, odpowiedzi znajdowały się w okolicy 300 mln zł dla napędów i 370 mln zł dla silników.

Podsumowując - wielkości obydwu branż pod względem rocznej sprzedaży są oceniane bardzo podobnie i w ujęciu średnioterminowym obserwować można niewielkie zmiany. Są to jednocześnie wartości znacząco wyższe, niż dla sektorów związanych z różnymi komponentami automatyki i sterowania, i jednocześnie podobne jak w przypadku rynku aparatury niskiego napięcia.

Na koniec rozdziału jeszcze spojrzenie w przyszłość i próba określenia kierunków rozwoju lokalnego rynku. Respondenci, poproszeni o wytypowanie najbardziej perspektywicznych ich zdaniem branż będących odbiorcami przemienników częstotliwości i silników prądu przemiennego, wskazywali przede wszystkim motoryzację oraz HVAC (wentylacja i klimatyzacja w przemyśle, budynkach i zastosowaniach infrastrukturalnych).

Rys. 10. Najbardziej perspektywiczne branże będące odbiorcami przemienników częstotliwości i silników prądu przemiennego

W dalszej kolejności pojawiały się m.in.: sektor wod-kan, przemysł i przetwórstwo, rynek maszynowy oraz spożywczy (rys. 10). Warto zauważyć, że o ile wiele wskazań jest zbieżnych z poprzednią tego typu statystyką, o tyle obserwować można ewidentny ich wzrost w przypadku motoryzacji i spadek dla poprzednio wiodącej grupy HVAC.

CO Z PRZEPISAMI I ENERGOOSZCZĘDNOŚCIĄ?

Przemienniki częstotliwości - przykładowe produkty

Dwa lata temu, tj. na początku 2017 roku weszły w życie kolejne wymogi związane z ekoprojektem silników elektrycznych. Stanowiły one cześć wieloletniego procesu zmian, którego podstawą była norma IEC 60034-30:2008.

Zdefiniowano w niej trzy klasy sprawności silników - od IE1 do IE3, oraz wyróżniono, chociaż bez dookreślania, najbardziej efektywną energetycznie klasę IE4. Zakres normy dotyczy silników klatkowych indukcyjnych trójfazowych jednobiegowych o znamionowym napięciach do 1 kV i o mocach od 0,75 do 375 kW.

Kilka lat temu powyższa norma została zastąpiona przez IEC 60034-30-1, co w Polsce przyjęto jako PN-EN 60034-30-1 Maszyny elektryczne wirujące. Część 30-1. Klasy sprawności silników prądu przemiennego bezpośrednio zasilanych z sieci (kod IE).

Zawiera ona opis czterech klas sprawności silników jednobiegowych znamionowanych według IEC 60034-1, przy czym szczegółowo podany został opis grup silników pod względem mocy, liczby biegunów, charakteru i temperatur pracy, zintegrowania z maszynami, itd. W normie zawarto też zestawy wartości minimalnych sprawności dla poszczególnych klas od IE1 do IE4.

Silniki prądu przemiennego - przykładowe produkty

Opisywane zmiany wchodziły w życie od połowy 2011 roku, przy czym od stycznia 2017 roku cała grupa silników o mocach od 0,75 do 375 kW (oczywiście z listą wyłączeń) musi odpowiadać klasie IE3 lub, o ile w układzie napędowym zastosowana będzie regulacja prędkości obrotowej, klasie IE2.

Można sądzić, że to nie koniec innowacji prawnych i powstawały będą kolejne wytyczne oraz przepisy. Takimi będą prawdopodobnie te dotyczące innych komponentów systemów napędowych (np. przemienników częstotliwości) lub całościowo systemów napędowych. tematy te omawialiśmy w opracowaniu "Silniki energooszczędne - jak interpretować nowe przepisy?" (styczeń 2017) i odsyłamy do niego zainteresowane osoby.

Wojciech Kordas

Sternet

  • Jakie są najczęstsze zastosowania przemienników częstotliwości oraz silników przez Państwa klientów?

Silniki elektryczne wykorzystywane są powszechnie, przy czym ich aplikacje to najczęściej: wentylatory, pompy i kompresory. Zdecydowana większość silników kupowana jest przez producentów, czyli sektor OEM. Z kolei przemienniki częstotliwości doskonale nadają się do pracy w aplikacjach pompowych, wentylatorowych, kompresorowych i przenośnikowych.

Uniwersalność zastosowania falowników wynika z tego, że dzięki nim systemy są kontrolowane z większą dokładnością. Można ustawić takie parametry jak czas ruchu i hamowania, czas pracy z konkretnymi prędkościami oraz parametry momentu obrotowego silnika. Ponadto przekształtniki pomagają oszczędzać energię elektryczną.

  • Jaka jest skłonność lokalnych klientów do inwestycji w energooszczędne silniki i systemy napędowe?

Drastyczny wzrost cen energii wymusza na klientach inwestycje w rozwiązania napędowe, które cechują się zdecydowanie niższą energochłonnością. Bezpośredni wpływ kosztów energii na wynik finansowy dotyka wiele branż przemysłowych, a w szczególności takich jak: chemiczna i petrochemiczna, przetwórstwa minerałów niemetalicznych (cement, ceramika, szkło i wapno), hutnicza, produkcji żywności, napojowa, tytoniowa, a także papiernicza i związana z przetwórstwem drewna oraz produkcją wyrobów drewnianych.

  • Czy wykorzystanie silników takich jak IE4 ma sens?

Większa oszczędność energii, niższe koszty operacyjne i długoterminowe bezpieczeństwo umożliwiają zwiększanie konkurencyjności firmy, zaś silniki IE4 pomagają w osiągnięciu tego sukcesu. IE4 oznacza przykładowo o 14% większą oszczędność energii w porównaniu do IE1. To się opłaca, zwłaszcza jeśli weźmie się pod uwagę, że koszty energii dla wielu silników przewyższają początkową cenę zakupu już po sześciu miesiącach eksploatacji.

PAKIET NOWOŚCI TECHNICZNYCH

Dane teleadresowe firm omawianych w raporcie

Branża napędowa stanowi obszar ciągłego rozwoju technologicznego - i to już od wielu dekad. Również w redakcyjnych badaniach pytamy rodzimych dostawców o obserwowane przez nich innowacyjne zmiany oraz o nowe wymogi, które względem produktów formułują klienci. Każdorazowo otrzymujemy szereg odpowiedzi, które zbieramy w kilka grup zagadnień. Poniżej najnowsze tego typu zestawienie.

W tym roku najwięcej wskazań dotyczyło energooszczędności, sprawności energetycznej, a także możliwości odzysku energii (zwrotu energii do sieci). Szczególnie dostawcy silników elektrycznych podawali energooszczędność jako jedną z ich kluczowych cech ich produktów, wskazując w wielu przypadkach nie tylko dostępność wersji klasy IE3, ale też tych o sprawności IE4 lub jej przekraczającej.

Zdaniem respondentów dużo dzieje się w obszarze związanym z komunikacją sieciową. W tym przypadku już od lat obserwować można szybki rozwój możliwości wymiany danych z urządzeniami napędowymi.

Wykorzystywane są tu m.in. sieci przewodowe bazujące na Ethernecie czasu rzeczywistego (Profinet, EtherCAT, Ethernet/IP i inne). Do tego coraz częściej pojawiają się rozwiązania bezprzewodowe, aczkolwiek służą one głównie do diagnostyki pracy urządzeń oraz konfiguracji napędów.

Nowoczesne przemienniki częstotliwości to urządzenia pozwalające kontrolować pracę nie tylko tradycyjnych silników asynchronicznych, ale praktycznie dowolnych maszyn obrotowych. "Falownik staje się uniwersalnym sterownikiem dla każdego rodzaju silnika elektrycznego" - stwierdza jeden z naszych respondentów.

Ankietowani dostawcy wskazywali również coraz częstsze wymogi obsługi silników z magnesami trwałymi. W przemiennikach częstotliwości wykorzystywane są też coraz bardziej zaawansowane algorytmy sterowania. W szczególności obserwować można ich migrację z bardziej zaawansowanych wersji przemienników (np. ze sterowaniem wektorowym) do tych podstawowych.

Z powyższym wiążą się dwa dodatkowe zagadnienia. Pierwszym jest rozbudowa aplikacji sterujących (narzędziowych), czyli de facto dostępność odpowiedniego oprogramowania. W tym przypadku konfiguracja i "programowanie" napędów odbywać się może poprzez składanie modułów / bloków programowych w środowisku narzędziowym.

Po drugie napędy są integrowane z ze sterownikami logicznymi (PLC). Takie tandemy są szczególnie chętnie wykorzystywane w przypadku aplikacji samodzielnych lub niewielkich maszyn, bowiem redukują liczbę stosowanych komponentów i nakłady dodatkowej pracy inżynieryjnej.

Przemienniki stają się coraz bardziej ergonomiczne pod względem obsługi i konfiguracji. Dotyczy to przede wszystkim wykorzystania w nich paneli operatorskich (często w postaci demontowanej), które pozwalają na ustawienie i kontrolę pracy urządzeń napędowych.

Omawiane urządzenia są również coraz bardziej kompleksowe, jeżeli chodzi o elementy składowe, takie jak: filtry harmonicznych, wbudowane rezystory hamujące, czy też możliwości funkcjonalne - często uzyskiwane poprzez stosowanie wymiennych kart rozszerzeń.

Sporą liczbę wskazań otrzymały punkty związane z optymalizacją wymiarów urządzeń, w szczególności ich miniaturyzacją. Po raz kolejny kilka wskazań dotyczyło rozbudowy funkcji bezpieczeństwa napędów oraz wzrostu możliwości diagnostycznych, w tym umożliwiających stosowanie metodologii diagnostyki prewencyjnej i predykcyjnej.

W przypadku silników elektrycznych dwoma najczęściej wymienianymi trendami były: zwiększanie energooszczędności oraz miniaturyzacja. W pierwszym z przypadków respondenci wskazywali m.in. na większą sprawność silników, pojawianie się wersji IE4, a nawet prace firm nad silnikami "o klasie IE5 lub analogicznymi".

Na rynku popularność zyskują również silniki zintegrowane z przemiennikami częstotliwości - szczególnie w aplikacjach rozproszonych, a także wersje tzw. inteligentne. Tego typu produkty wyposażone są w możliwość ustawiania parametrów, w tym również z sterowania z wykorzystaniem urządzeń przenośnych (np. poprzez interfejs NFC).

Tematyka napędowa w APA

Zagadnienia związane z silnikami i napędami prądu przemiennego omawiamy regularnie - polecamy następujące artykuły z tego zakresu:

W przypadku tematyki dotyczącej układów serwonapędowych oraz silników skokowych proponujemy następujące publikacje:

Zbigniew Piątek

Źródłem wszystkich danych przedstawionych w tabelach oraz na wykresach są wyniki uzyskane w badaniu ankietowym przeprowadzonym wśród firm działających w polskich branżach związanych z produkcją i dystrybucją przemienników częstotliwości, softstartów oraz silników prądu przemiennego.

Prezentacje firmowe

Polecane

Nowe produkty

Zobacz również