Введение новых стандартов эффективности систем силовых приводов

По материалам компании Bauer Gear Motor

Повышение эффективности электродвигателейвсегда было целью производителей по всему миру. Для достижения этой цели создано несколько стандартов. Однако все признают, что для достижения максимального КПД всей цепочки силовой передачи необходим более широкий взгляд на проблему. Необходимо, чтобы инженеры учитывали энергоэффективность как системы запуска, так и оборудования, подключенного к двигателю. Это привело к введению нового стандарта EN50598.

Ясар Юдже, менеджер по продукции Bauer Gear Motor, принимает во внимание как обоснование нового стандарта, так и последствия его внедрения для производителей и клиентов.

С 1 января 2015 года в Европе вступили в силу новейшие нормы эффективности электродвигателей в виде Постановления Комиссии № 640/2009, по которым во всех установках с двигателями мощностью от 7,5 кВт до 375 кВт должны использоваться электродвигатели с энергоэффективностью класса IE3 или IE2 с частотно-регулируемым приводом. Этот подход предназначен для повышения энергоэффективности конкретной продукции и снижения убытков, связанных только с ней.

Разработчикам спецификаций и конечным потребителям необходимо решить, что именно в комбинации с остальными составляющими будет наиболее эффективным решением в конкретном случае; для электродвигателей класса энергоэффективности IE3 существует ряд четко обозначенных КПД при определенных частотах вращения с нагрузкой 50%, 75% и 100%. На сегодняшний день по имеющимся эксплуатационным данным изделия не представляется возможным определить эффективность работы в случае коррекции скорости вращения и различной нагрузки. Разработчики спецификаций или конечный потребитель сегодня не имеют возможности сравнить составляющие систем привода разных производителей и выбрать наиболее эффективный двигатель и компоненты преобразователя.

Подобная ситуация возникает, когда двигатель встроен в механизм, например вентилятор или насос, и невозможно измерить КПД двигателя отдельно от механизма. Для решения подобных проблем и для повышения потенциальной экономии энергии в этих сферах разрабатывается новый стандарт EN50598, который определяет эффективность систем силовых приводов.

Стандарт EN50598-1 определяет общие требования для установки стандартов эффективности оборудования силовых приводов, используя расширенный подход и полурасчетную модель. Это существенно охватывает классификацию совмещенной эффективности для систем силовых приводов и оборудования, обслуживаемого приводом, например, насосов, редукторов, компрессоров и т.п.

Стандарт EN50598-2 расширяет контроль с одного компонента на эффективность всей системы силового привода. Новые классы энергоэффективности представляют собой структуру, позволяющую сравнивать потери всей системы. Срединный класс - IES1. Системы с потерями на 20% выше, чем у класса IES1, относятся к классу IES0. Более эффективные системы с потерями на 20% меньше, чем у IES1, относятся к классу IES2.

Стандарт EN50598-3 с помощью оценки периода эксплуатации дает количественную оценку экологичности конструкции, включая правила категоризации продукции и содержание деклараций по защите окружающей среды.

Этот новый стандарт также позволит конечным потребителям более точно рассчитать срок окупаемости. Ранее общаяэнергоэффективность электродвигателей с регулируемой скоростью вращения оценивалась по приблизительным данным об энергопотреблении. Сегодня же, когда доступны точные кривые КПД, период окупаемости для комбинации двигатель/привод можно рассчитать более реалистично.

Производителям частотно-регулируемых приводов будет выдвинуто требование предоставлять данные о потерях в соответствии с точками измерения с частичной нагрузкой, как обозначено для системы CDM, тогда как производители двигателей или мотор-редукторов не будут обязаны предоставлять данные о потерях при определенной частичной нагрузке. Однако компания Bauer стремится, чтобы информация об энергоэффективности нашей продукции была доступна всем, и будет публиковать необходимые данные как в печати, так и на сайте компании.

Компания Bauer будет вести такую политику в отличие от многих производителей комплектных систем силовых приводов, которые, более чем вероятно, будут предоставлять лишь классификацию IES своего оборудования вместо данных о потерях в отдельных узлах. Вероятно, из-за этого потребитель может остаться с весьма экономичным приводным модулем, обслуживающим значительно менее эффективный электродвигатель.

Компания Bauer обеспечивает поддержку всех клиентов, помогая избежать зависимости от поставщика системных решений. Клиентам будут предоставлены данные обо всех компонентах в соответствии со стандартом EN 50598, что позволит рассчитать общие потери и оптимизировать систему, защищая, таким образом, свои основные знания.

Компания Bauer начала работу по внедрению новых правил вскоре после их анонса еще в 2010 г.

В результате Bauer Gear Motor - на шаг впереди в области конструирования и энергоэффективности всего ассортимента двигателей класса IE3(уже в продаже), включая двигатели мощностью от 0,75 кВт до 7,5 кВт: ониуже соответствуют стандартам, которые вступят в силу в январе 2017 г. Все двигатели, производимые компанией Bauer, имеют классификацию минимум IES1, и опытные инженеры компании могут предоставить квалифицированную помощь конечным потребителям и разработчикам спецификаций при выборе наиболее подходящего оборудования.

Электродвигатели Bauer также оптимизированы для использования с инверторами. Как синхронные двигатели с постоянным магнитом, так и асинхронные электродвигатели с кривой 70 Гц позволяют достичь класса IES2 в комбинации с эталонной CDM для систем силовых приводов в соответствии со стандартом EN50598-2.

Технология уже разработана, и компания Bauer уделяет внимание повышенной энергоэффективности и осуществляет оптимизацию как установок, так и отдельных систем. Чтобы клиенты лучше поняли новые стандарты и то, как продукция Bauer им соответствует, будет публиковаться информация о классах энергоэффективности IES, применимых к двигателям с классами IE2 и IE3 в соответствии со стандартом EN 50598-2. Эта информация будет доступна на сайте Bauer с начала 2015 года наряду с подробностями классификации энергоэффективности двигателей, относящихся к инверторным.

Так, клиенты смогут определять наиболее подходящие компоненты для каждой конкретной системы и в то же время повышать экономию энергии. Дальнейшую помощь в этом процессе также можно будет получить от команды опытных инженеров, которые предложат квалифицированные рекомендации по выбору продукции.

Повышение энергоэффективности, которого можно достичь, тщательно выбирая продукцию, будет доступно не только конечным пользователям, но и производителям оборудования. Для многих систем можно использовать синхронный двигатель с постоянным магнитом меньшего размера вместо большого асинхронного двигателя, что позволит выбрать компоненты меньшего размера для всех элементов силовой передачи.

Производители оборудования могут продавать повышенную экономичность своего оборудования, снижая при этом стоимость многих компонентов. Более того, при использовании синхронных двигателей с постоянным магнитом Bauer можно достичь экономии на 30% больше в сравнении с технологией асинхронных электродвигателей, применяемой в стандартных системах в условиях частичной нагрузки. Суммарный эффект экономии электроэнергии в нескольких системах снизит общее потребление энергии в цеху, что в свою очередь снизит эксплуатационные расходы для всего участка.

Изменения, которые внедряются производителями, принесут непосредственные выгоды для конечных потребителей, особенно в областях применения электродвигателей в режиме продолжительной работы. Например, многие системы в обработке сыпучих материалов, в пищевом секторе, в производстве напитков и в обработке металлов также, как и в автомобильном секторе и логистике, нуждаются в снижении расходов на электроэнергию. Подобно этому, на заводах по очистке воды и переработке химикатов можно будет выбрать и внедрить наиболее эффективную систему привода для снижения эксплуатационных расходов.

В то время, как минимальная энергоэффективность повышается для большинства электродвигателей, есть некоторые исключения. Это тормозные двигатели и двигатели, работающие в потенциально взрывоопасной атмосфере - они сохранят свой особенный статус. Однако компания Bauer также является лидером в сфере разработки синхронных двигателей с постоянным магнитом серии S. Это частотно-регулируемые двигатели класса IE4 для использования во взрывоопасных зонах.

Компания Bauer приветствует введение нового стандарта и надеется, что благодаря ему конечные потребители получат гораздо более точную картину потенциальной экономии электроэнергии в результате применения комплектных систем силового привода, а не просто электромоторов. Это также поможет точнее рассчитать затраты на весь период эксплуатации нового оборудования и его влияние на текущие расходы на производственные мощности.

www.bauergears.com