CO WYRÓŻNIA SILNIKI PM?

Ponadto duża sprawność energetyczna charakteryzuje silniki typu PM (Permanent Magnet), tzn. z magnesami trwałymi. Silniki te są maszynami synchronicznymi, oznacza to, że nie ma poślizgu pomiędzy wirującymi polami wirnika i stojana, jak w trójfazowych silnikach indukcyjnych. W przeciwieństwie do nich silniki PM nie mają uzwojeń wirnika. Zastępują je magnesy trwałe umieszczane w głębi albo na powierzchni wirnika. Eliminuje to straty w tej części silnika.

Silniki PM charakteryzuje znacznie większa sprawność niż silniki indukcyjne w czasie pracy z mniejszą prędkością. W porównaniu do tych o podobnej sprawności mogą być z kolei mniejsze. Ponieważ do produkcji magnesów trwałych potrzebne są pierwiastki ziem rzadkich, silniki tego rodzaju są niestety droższe. Wadą jest też konieczność użycia sterownika. Wysoka temperatura i duże natężenie prądu sprzyjają ich rozmagnesowaniu. Silne magnesy w wirniku utrudniają jego demontaż i wymuszają użycie specjalnych narzędzi. To utrudnia serwis tych maszyn.

Alternatywą są silniki typu LSPM (Line Start Permanent Magnet), czyli z magnesami trwałymi o rozruchu bezpośrednim. Stanowią one połączenie trójfazowego silnika indukcyjnego i silnika PM – mają wirnik klatkowy oraz magnesy wbudowane pod klatką. Uzwojenie tej ostatniej jest aktywne w czasie rozruchu. Po rozpędzeniu silnik pracuje synchronicznie. Co prawda konstrukcja tych maszyn jest złożona, przez co są droższe, jednak nie wymagają sterownika.

Adam Depta

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.