Pribrzdiť globálne otepľovanie môžu aj elektromotory. Ak budú IE5.

Viete, prečo by nás mala účinnosť každého, pre náš život potrebného elektromotora zaujímať? Odpoveďou je úspora energie a ochrana životného prostredia.

Ak nám bude záležať na ich efektivite všade tam, kde sa používajú, pomôžeme odvrátiť zásadnú klimatickú zmenu.

Výrobu elektrickej energie sprevádza veľké množstvo emisií CO2, ktoré spôsobujú globálne otepľovanie. Pričom až 45% všetkej spotrebovanej energie pripadá v súčasnosti na elektromotory, ktoré ju premieňajú na pohyb v budovách a rôznych priemyselných aplikáciách. Môžu však pracovať oveľa efektívnejšie.

Elektromotory nie sú len v elektromobiloch

Elektromotory nie sú výhradnou doménou elektromobilov. Či sa nám to páči alebo nie, takmer všetko, čo používame v každodennom živote, pochádza z akejsi továrne. Od potravín a vody po oblečenie sa všetko vyrába alebo spracováva. A všade, kde sa veci vyrábajú, je výrobná linka v prevádzke nepretržite 24 hodín denne, 365 dní v roku. Každá výrobná linka na svete potrebuje motory, ktoré ju poháňajú a ventilátory, ktoré ju ochladzujú. To platí tak pre vodárenský priemysel, ako pre potravinársky, odevný či akékoľvek iné odvetvie. Výsledkom je, že na svete existuje odhadom 300 miliónov priemyselných systémov poháňaných elektrickými motormi.

Je zrejmé, že sa stávame čoraz viac závislejším od elektromotorov, je preto namieste  zlepšovanie ich energetickej efektívnosti. Ak by dokázali zvýšiť účinnosť každého z nich len o pár percent, ušetrilo by to obrovské množstvo energie. Medzinárodná trieda účinnosti IE5 je novou a zároveň najvyššou normou, ktorú by sme tak mali zvažovať pri výmene alebo obstarávaní elektromotorov. Samozrejme po zvážení veľkosti motora, na ktorej tiež záleží, ak nám ide o efektívnosť.

Správna veľkosť je základ

Pri výbere elektrického motora je v prvom rade nevyhnutné zvoliť správnu veľkosť motora pre danú prácu. Predimenzovaný motor spotrebuje zbytočne veľa energie, pričom dodá iba jej zlomok a naopak, poddimenzovaný motor míňa energiu prehrievaním. Už len voľba správnej veľkosti motora tak spoločnostiam ušetrí značné množstvo energie a nákladov. Po zadaní optimálnej veľkosti elektromotora však prichádza na rad trieda jeho účinnosti. A hoci bol za posledné desaťročia technologický pokrok v oblasti elektromotorov mimoriadne rýchly a priniesol nové energeticky účinné technológie, realita je taká, že gro nainštalovaných motorov pozostáva práve z tých starších, s nižšou účinnosťou.

elektromotor a pohon

Najvýraznejším výdobytkom pokroku sú v tomto smere synchrónne reluktančné motory (SynRM), ktoré pracujú spoločne s pohonmi s premenlivými otáčkami (VSD). Hoci ich vývoj sa dá sledovať od roku 1838, až v poslednom desaťročí nabral rýchly spád a odhalil ich výrazný šetriaci potenciál:

  1. Reluktančný motor je pomerne starý koncept

Reluktančný motor bol vynájdený v roku 1838. Prvým typom bol spínaný reluktančný motor s mechanickými spínačmi na reguláciu otáčok motora. Tento spínací mechanizmus znamenal, že motory sa mohli otáčať iba tak rýchlo, ako bolo možné ovládať spínače. V osemdesiatych rokoch, keď boli parné stroje stále v móde, to bola veľmi nízka rýchlosť. Postupom času sa spínacie metódy zlepšovali, no motory mali stále nevýhody, vrátane nekonzistentnej rýchlosti otáčania.

  1. Prvý synchrónny reluktančný motor sa objavil v roku 1923

V teórii sľuboval oveľa konzistentnejšie rýchlosti otáčania ako spínané motory, pretože ich rotácia bola synchrónna s frekvenciou napájacieho prúdu. Ale technológia presnej regulácie v tom čase neexistovala, takže motory sa nedali prevádzkovať efektívne. Trvalo ďalších takmer 90 rokov, kým bola k dispozícii technológia frekvenčných meničov a regulácie riadenia.

  1. Synchrónne reluktančné motory sa pri práci spoliehajú na pohony s premenlivými otáčkami

Pohony s premenlivými otáčkami používajú sofistikovanú polovodičovú výkonovú elektroniku a softvér. Spínaním tisíckrát za sekundu umožňujú presnú kontrolu frekvencie dodávaného prúdu do motora. Tak môžu riadiť synchrónne reluktančné motory veľmi efektívne a zároveň zachovávať požadovanú rýchlosť a moment.

Ako môže riadenie motora s regulátorom otáčok šetriť energiu?  

Mnoho zariadení v priemysle, napríklad dopravníkové pásy, používa elektrické motory, ktoré pracujú jednou rýchlosťou. Ak chcete zmeniť rýchlosť stroja, použijete na to staromódne prevody, podobné tým v automobiloch. To však znamená, že motor poháňa aj prevody, beží zbytočne rýchlo a zbytočne míňa energiu. Ak by sa však mohla regulovať rýchlosť motora priamo, prevody nie sú potrebné. V prípade, že chceme, aby šiel stroj pomalšie, jednoducho spomalíme jeho motor. Túto vlastnosť majú pohony s premenlivou rýchlosťou – rýchlosť motora riadia priamo. Nie sú potrebné žiadne prevody a žiadna nadbytočná energia.

  1. ABB uviedla na trh prvú modernú technológiu so synchrónnym reluktančným motorom

V roku 2004 si inžinieri spoločnosti ABB uvedomili, že ich technológia pohonov s premenlivou rýchlosťou má potenciál úspešne napájať synchrónne reluktančné motory. Po rokoch výskumu, testovania a vývoja spoločnosť predstavila nové motory SynRM, ktoré využívali pohony s premenlivou rýchlosťou. To zaisťuje ich optimálnu účinnosť, presnú reguláciu, vynikajúcu spoľahlivosť a dlhú životnosť. Dôležité je to najmä v odvetviach, kde je výroba nepretržitá a k výmene motorov dochádza niekedy aj každé tri či štyri mesiace.

  1. Motory IE5 sú energeticky najefektívnejším typom dostupných motorov

Dnes sú dostupné najmodernejšie motory SynRM s ultraprémiovou triedou energetickej účinnosti IE5. ABB tak ponúka najlepšiu dostupnú technológiu na dosiahnutie vysokej účinnosti motora. Ak si uvedomíme, že väčšina nových priemyselných motorov má v súčasnosti triedu účinnosti IE3 a ABB motory SynRM triedy IE5 ponúkajú až o 40% nižšie energetické straty, výrazne nižšiu spotrebu energie a emisie CO2, tak vplyv zmeny na prémiovú triedu motorov na globálnu klímu by mohol byť enormný. Najmä ak až 45% spotrebovanej energie pripadá práve na elektromotory.

Viac info nájdete aj v tomto videu a dokumente.

 

Kategórie and Tagy
O autorovi

Mario Pastierovič

Vedúci oddelenia Motory a pohony
Komentovať článok