Inżynieria jutra z napędami elektrycznymi Danfoss o wysokiej sprawności i wydajności energetycznej

| Technika

W sektorach przemysłowych i produkcyjnych na całym świecie silniki elektryczne skutecznie i niezawodnie realizują swoje zadania. Praca milionów z nich jest regulowana za pomocą przetwornic częstotliwości AC. Regulacja prędkości to doskonałe rozwiązanie umożliwiające dyskretną optymalizację wydajności. Właściwie trudno sobie wyobrazić obecnie jakikolwiek aspekt życia codziennego bez przetwornic częstotliwości.

Inżynieria jutra z napędami elektrycznymi Danfoss o wysokiej sprawności i wydajności energetycznej

Fot. 1. Zakłady produkcyjne firmy Danfoss w Graasten, Dania, 1968 rok

W technologii napędów elektrycznych tkwi ogromny potencjał ograniczania zużycia energii, gdyż 65-70% całej zużytej energii elektrycznej wykorzystuje się do napędzania silników elektrycznych. Liczba zainstalowanych przetwornic AC stale wzrasta. Rosnący popyt wynika z tendencji do optymalizowania procesów i obniżania kosztów produkcji, a także bardziej wydajnego wykorzystania drogiej energii.

W historii rozwoju technologii i przetwornic można wyróżnić trzy znaczące kamienie milowe:

  • wynalezienie silnika prądu stałego w 1833 roku,
  • wynalezienie silnika trójfazowego w 1889 roku,
  • pierwsza seria masowo produkowanych przetwornic częstotliwości w 1968 roku (przetwornice VLT firmy Danfoss).

Od momentu wprowadzenia na rynek pierwszej produkowanej masowo przetwornicy nastąpił bardzo szybki rozwój technologii. Wraz z upowszechnieniem się automatyki na skalę globalną i wzrostem liczby silników wyposażonych w przetwornice częstotliwości produkcja przetwornic dosłownie eksplodowała.

OPTYMALIZACJA PRZETWORNIC POD KĄTEM ZASTOSOWAŃ

Produkcja przetwornic częstotliwości spełniających szerokie wymagania i jednoczesne podtrzymanie ich innowacyjności bardzo szybko zadecydowały o wyłonieniu się na rynku czołowych producentów spełniających te kryteria.

U progu nowego tysiąclecia eksperci zajmujący się przetwornicami uświadomili sobie, że wiele możliwości otwieranych przez technologie informatyczne można wykorzystać w automatyce, a więc również w rozwoju i funkcjonalności przetwornic AC. Dodatkowo wzrastał popyt na niestandardowe przetwornice częstotliwości, zoptymalizowane i ukierunkowane do konkretnych zastosowań i aplikacji.

WYDAJNE WYKORZYSTYWANIE ENERGII

Przed technologią napędową stoi kolejne ważne wyzwanie - wydajne i oszczędne korzystanie z energii. Szczególnie w ostatnich latach producenci szybko zdali sobie sprawę z konieczności ograniczania zużycia energii, które wpływa na koszty. To wszystko przekłada się na cenę, co z kolei jest często kluczowym priorytetem dla klientów. Przetwornice częstotliwości stanowią podstawowy wybór w zakresie wydajnych rozwiązań pozwalających oszczędzać oraz ograniczać zużycie energii.

Sterowanie pompami w wymagających niezawodności sieciach wodociągowych i kanalizacyjnych, obsługa systemów HVAC, zapewnienie niezawodności działania przenośników taśmowych i linii produkcyjnych, zabezpieczenie zasilania i sterowania na statkach czy bezpieczny i szybki transport windą na piąte piętro. We wszystkich wspomnianych i jeszcze wielu innych zastosowaniach przetwornice częstotliwości umożliwiają znaczną oszczędność energii i optymalizację procesów oraz obniżenie kosztów.

OPTYMALIZACJA PROCESÓW W CELU ZAPEWNIENIA DOKŁADNOŚCI, JAKOŚCI I NIEZAWODNOŚCI

Współczesne zakłady produkcyjne często stanowią podręcznikowe przykłady optymalizacji i oszczędności. Regulacja prędkości silników zgodnie ze zmieniającymi się potrzebami umożliwia lepsze kontrolowanie procesu, co jest niezwykle istotne dla zapewnienia wysokiej jakości wytwarzanego produktu. Precyzyjna kontrola w pozytywny sposób wpływa na wydajność, zużycie materiału, wydajność produkcji czy emisje do środowiska.

Jednocześnie kierownicy zakładów mają ściśle określone wymagania w zakresie wymiarów, emisję ciepła, możliwości czyszczenia powierzchni, integracji systemu komunikacji i łatwości obsługi. Ostatnio coraz częściej zauważa się tendencję do tworzenia rozwiązań bardziej przyjaznych dla użytkownika oraz napędów dostosowanych do konkretnych zastosowań i zoptymalizowanych pod ich kątem.

OD KONSUMENTA DO WYTWÓRCY ENERGII

Fot. 2. Napędy firmy Danfoss pozwalają spełnić wszystkie wymagania związane z dokładnością, higieną i niewielkim rozmiarem

Procesy, które zawsze były uważane za energochłonne, są i będą optymalizowane w celu uzyskania lokalnych nadwyżek energii i oszczędności.

Przykładem może być gospodarka wodna, która odpowiada za wykorzystanie nawet 40% budżetu gminnego w krajach Europy. Jeśli podniesiemy poprzeczkę, to zapotrzebowanie na moc można zredukować nawet do zera poprzez

  • ograniczenie zużycia energii przez silniki przy użyciu przetwornic AC,
  • wytwarzanie bioenergii elektrycznej z osadów ściekowych.

Postępowa oczyszczalnia ścieków może potencjalnie wytworzyć ilość energii wystarczającą do zaspokojenia zapotrzebowania całego zakładu gospodarki wodnej: sieci wodociągowej, dystrybucyjnej i kanalizacyjnej.

W skali globalnej 8% światowego zapotrzebowania na energię pochłania gospodarka wodna, zatem potencjał oszczędności jest ogromny.

CO DALEJ?

Dzięki coraz mniejszym rozmiarom, coraz większym możliwościom i szerszemu stosowaniu inteligentnych technologii przetwornice częstotliwości stały się nieodłączną częścią sektora przemysłowego i prywatnego. W codziennym życiu nadal niewiele osób je zauważa, ponieważ większość napędów realizuje swoje zadania dyskretnie, w tle. Natomiast ich brak zauważyliby wszyscy i to natychmiastowo.

Należy spodziewać się przy tym jeszcze większej liczby zainstalowanych napędów nie tylko w nowych aplikacjach, ale także wszędzie tam gdzie ich do tej pory nie było, czyli w starszych i niemodernizowanych aplikacjach. Będzie to w dużej mierze podyktowane rachunkiem ekonomicznym, zwiększeniem wydajności i optymalizacją.

Biorąc pod uwagę aktualne nastroje ekonomiczne, ograniczenie całkowitych kosztów w cyklu życia produktu oraz optymalizacje wydajności systemu bez jednoczesnego pogorszenia jakości produktu, przetwornice częstotliwości AC odgrywają obecnie kluczową rolę na wczesnych etapach procesu projektowania. Elastyczne innowacyjne rozwiązania opracowywane w odpowiedzi na te potrzeby nadal będą wyznaczały podstawowy trend w prognozowanej przyszłości.

Danfoss
www.drives.danfoss.pl

Zobacz również