JAK OGRANICZYĆ STRATY OBCIĄŻENIOWE?

Szacuje się, że udział napędów elektrycznych w globalnym zużyciu energii elektrycznej przekracza 50%, a w przemyśle sięga 70%. Aby go zmniejszyć, musi ona być wykorzystywana efektywniej. Przyniesie to korzyści użytkownikom, którzy poniosą za nią niższe opłaty, oraz środowisku, dzięki ograniczeniu ilości szkodliwych substancji emitowanych do atmosfery. Do oszczędzania energii zasilającej zachęca odgórne wsparcie, wymuszają je także przepisy. W artykule przedstawiamy potencjał w zakresie zwiększenia sprawności energetycznej napędów, jaki mają ich poszczególne komponenty.

Posłuchaj
00:00
Spis treści

JAK OGRANICZYĆ STRATY OBCIĄŻENIOWE?

Działania podejmowane w celu zwiększenia sprawności energetycznej silników można podzielić na trzy kategorie. Do pierwszej zalicza się przeprojektowywanie komponentów silnika, w tym głównie zmianę ich wymiarów. Kolejnym zadaniem jest zwiększanie precyzji wykonania elementów silnika. Oprócz tego do ich produkcji wykorzystuje się materiały o wyższej jakości i lepszych parametrach – m.in. zwiększa się ilość materiałów czynnych, głównie miedzi.

Aby ograniczyć straty obciążeniowe, zmniejsza się rezystancję uzwojeń. W tym celu zwiększa się pole przekroju poprzecznego uzwojeń stojana i stosuje grubsze uzwojenia wirnika. Dodatkowo w tym drugim aluminium zastępuje się miedzią. Grubsze uzwojenia sprawiają, że konieczne staje się zwiększenie rozmiarów żłobków, co czyni się kosztem powierzchni rdzeni wirnika i stojana. Należy to uwzględnić w projekcie, odpowiednio zwiększając rozmiar tych ostatnich. Aby zminimalizować straty miedzi, w przypadku stojana zmniejsza się również długość czołowych połączeń uzwojeń.

Straty w rdzeniu zmniejsza się stosując do jego produkcji blachy wyższej jakości, charakteryzujące się mniejszymi stratami w procesie przemagnesowywania. Przykład to stal magnetyczna. Straty na ciepło wywoływane występowaniem prądów wirowych ogranicza się z kolei, zmniejszając grubość blach rdzeni.

Softstarty Digistart IS

Łagodny rozruch silników 3-fazowych klatkowych, w pełni sterowany obwód mocy – po dwa tyrystory w każdej fazie, wersje z wbudowanym stycznikiem obejściowym, ciągła kontrola prądu w każdej fazie silnika, nawet po przełączeniu na stycznik obejściowy, wielojęzykowy graficzny wyświetlacz, rozbudowane programowanie funkcji rozruchu, hamowania, parametrów ochronnych, możliwość pracy wewnątrz układu, połączenia silnika w trójkąt.

Przemienniki częstotliwości Astraada DRV-24

Jednofazowe 230 VAC (±10%), 0,4... 2,2 kW, trójfazowe 400 VAC (±10%), 0,75...110 kW, sterowanie wektorowe bez sprzężenia zwrotnego, skalarne U/f, wejściowy filtr EMC (opcjonalny dla modeli 0,4...2,2 kW, wbudowany dla modeli 4...110 kW, funkcja bezpiecznego wyłączenia momentu, wbudowany panel sterowania LED z potencjometrem, port RS-485 z komunikacją Modbus RTU, moduł hamujący w standardzie dla ≤ 37 kW, regulator PID.

Przemienniki częstotliwości AMD-CP

Sterowanie U/f i wektorowe w otwartej pętli, wbudowane: filtr RFI, regulator PID, tranzystor hamowania (do 30 kW), sterownik PLC, interfejs szeregowy RS-485 (Modbus ASCII / RTU), możliwość zabudowy dwóch kart rozszerzeń, tryb pracy wielopompowej (kaskada, czasowe przełączanie pomp, biegający falownik – maks. do 8 pomp), moc 0,75...400 kW dla zasilania 3 × 400 VAC, zdolność przeciążeniowa 120% prądu znamionowego przez 60 s, częstotliwość wyjściowa 0,1–600 Hz.

Silniki energooszczędne

Klasa: IE4, 2,2kW – 230 kW, bieguny: 2, 4, 6, 8, prędkość: 750–3600 obr./min, częstotliwość: 50 Hz / 60 Hz, obudowa żeliwna: 100–315, obudowa aluminiowa: 100–160, IP55 / IP56 / IP65, klasa temperatury: B, chłodzenie: IC 411, klasa izolacji: F, cykl pracy: S1, normy: IEC 60034-30-1, napięcie: 400 V Y ≤ 3 kW, 400 V Δ ≥ 3 kW.

Przekładnie walcowe GST

Wersje: 1-, 2- i 3-stopniowe, moment obrotowy do 5920 Nm, przełożenie do i = 435, pełny wał z wpustem pasowanym, wersja z kołnierzem lub z łapami, możliwość współpracy z: silnikami trójfazowymi w zakresie mocy od 0,06 do 45 kW, z serwosilnikami w zakresie mocy 0,25 do 20,3 kW, z przemiennikami częstotliwości Inverter Drives 8400 motec do 7,5 kW.

Lenze Polska

 

Jakie są możliwości zwiększania sprawności systemów napędowych? Na jakich elementach należy się skupić?

Mówiąc o energooszczędności napędów, należy mieć na uwadze cały system napędowy. Każdy z jego elementów ma wpływ na oszczędność energii. Wyróżniłbym tutaj trzy kluczowe składniki: przekładnie wraz dodatkowymi elementami mechanicznymi, silniki z przemiennikami częstotliwości oraz układy automatyki. W przypadku tych pierwszych korzystny jest optymalny dobór elementów mechanicznych oraz stosowanie przekładni o najwyższym stopniu sprawności – takimi są walcowe, stożkowe i planetarne, których sprawności wynoszą 94–97%. Ważne jest też eliminowanie dodatkowych elementów mechanicznych (paski klinowe, łańcuchy itp.), dbanie o odpowiedni stan techniczny elementów mechanicznych, a także zapewnienie optymalnych warunków zewnętrznych podczas pracy. Jeżeli chodzi o silniki z przemiennikami częstotliwości, to tutaj liczy się odpowiedni dobór tych elementów, wybór w przemienniku częstotliwości optymalnego trybu pracy silnika, a także możliwość korzystania z energii hamowania elektrycznego. W przypadku układów automatyki wskazałbym na konieczność programowania optymalnego sposobu realizacji zadań technologicznych.

 

Jaka jest skłonność klientów do inwestycji w energooszczędne silniki i systemy napędowe? Jakie warunki muszą spełniać ich dostawcy?

Do inwestowania w energooszczędne napędy skłonni są przede wszystkim ci klienci, u których koszty energii związanej z napędami stanowią znaczną część całkowitych kosztów produkcji. Rzeczywiste, całościowe koszty użytkowania napędów zależą przy tym od stopnia ich wykorzystania w procesach technologicznych.

Dostawcy muszą dzisiaj nie tylko dostarczać energooszczędne napędy o dużej niezawodności, ale też zapewniać możliwość ich szybkiego serwisu, a także spełniać dodatkowe warunki. Takimi są m.in.: oferowanie kompleksowych systemów napędowych (przekładnie, silniki, przemienniki częstotliwości oraz automatyka całej maszyny), a także możliwie niskie koszty zakupu i użytkowania takich rozwiązań.

Spis treści
Powiązane treści
Inteligentne rozwiązania Lenze, które chronią środowisko i obniżają koszty
Nowe wymagania w zakresie minimalnego poziomu sprawności silników asynchronicznych wprowadzanych na rynek Unii Europejskiej
Energooszczędne rozwiązania effiDRIVE firmy SEW-Eurodrive umożliwiają redukcję kosztów energii elektrycznej
Ewolucja, a nie rewolucja – nowy napęd EURA Drives E-600
Potrójne oszczędności dzięki bezszczotkowym silnikom serii MINAS BL
Nowe silniki liniowe LinMot 3x400VAC ze stali nierdzewnej
Zobacz więcej w kategorii: Temat miesiąca
Przemysł 4.0
Sztuczna inteligencja i cyfrowy przemysł
Artykuły
Wod-kan, uzdatnianie wody i oczyszczanie ścieków
Roboty
Produkcja spożywcza, farmaceutyczna i medyczna - nowe technologie i wysoka czystość
Komunikacja
Szkolenia w przemyśle
Silniki i napędy
Kompendium serwonapędów i Motion Control
Artykuły
Oil&gas i sektor chemiczny - automatyka i pomiary w branżach procesowych
Zobacz więcej z tagiem: Silniki i napędy
Prezentacje firmowe
Synergia zapewniająca maksymalną wydajność - nowe silniki, przekładnie i enkodery o średnicy 16 mm w ofercie firmy Faulhaber
Gospodarka
Wyjątkowy hangar sterowców z napędami SEW-EURODRIVE
Gospodarka
Nowe mikrosilniki i przekładnie FAULHABER na Smart Manufacturing Week 2025 – precyzyjne napędy dla automatyki przemysłowej

Poradnik doboru rozwiązań drukujących - drukarki mobilne, stacjonarne i przemysłowe

Jak dobrać drukarkę do zastosowań w logistyce, przemyśle czy handlu? Na co zwrócić uwagę, jeżeli chodzi o cechy i funkcje urządzenia? Jak zapewnić wysoką niezawodność pracy oraz trwałość systemu drukującego? A co z oprogramowaniem? W artykule odpowiadamy na powyższe pytania, przedstawiając przykłady nowoczesnych urządzeń drukujących, które z powodzeniem sprawdzają się w wymienionych zastosowaniach.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów