Rozrusznik silnikowy z regulacją prędkości DE1 firmy EATON w świetle europejskich regulacji

Szczegóły

Nadrzędna kategoria: Artykuły

Opublikowano: poniedziałek, 07, wrzesień 2015 12:52

Unia Europejska, od wielu lat, podejmuje szereg działań mających na celu redukcję emisji CO₂ do atmosfery. Podstawowym narzędziem do osiągnięcia tego celu jest oczywiście ograniczenie zużycia energii, które można osiągnąć wdrażając nowe technologie służące poprawie efektywności energetycznej w skali pojedynczych urządzeń i całych systemów.

Dostrzegając ciągle duży obszar możliwych usprawnień w zakresie redukcji energochłonności, Unia Europejska uruchomiła szereg inicjatyw mających na celu tworzenie konstrukcji bardziej przyjaznych środowisku. Przejawem tego jest Dyrektywa 2009/125/WE (bardziej znana jako Dyrektywa ErP) z 21 października 2009 r., która zastąpiła i rozszerzyła zakres wcześniejszej Dyrektywy 2005/32/WE. Określa ona podstawy formułowania wymagań konstrukcyjnych dla produktów w aspekcie zużycia energii. W przypadku silników elektrycznych, doprecyzowaniem wymagań Dyrektywy są konkretne zalecenia zawarte w regulacji Komisji Europejskiej nr 640/2009.

Obszar napędów elektrycznych znajduje się w sferze zainteresowań Komisji z uwagi na jego udział w całkowitym zużyciu energii elektrycznej pobieranej przez sektor przemysłowy w krajach UE. Trójfazowe silniki elektryczne zostały objęte działaniem przepisów z uwagi na ich ogromne rozpowszechnienie. Wg danych z 2005 r., zużycie energii przez ten rodzaj silników w przemyśle krajów UE wynosiło 90% łącznego zużycia energii wszystkich silników elektrycznych.

Regulacja nr 640/2009 wyznacza obowiązkowe poziomy efektywności energetycznej dla 3-fazowych silników asynchronicznych, podając przy tym daty, w których mają zacząć obowiązywać. Należy podkreślić, że regulacja 640/2009 nie ogranicza się do samego silnika, ale działa szerzej również na to, w jaki sposób sterowany jest silnik. Artykuł 3 tej regulacji podaje, że z dniem 1 stycznia 2015 r., sprawność silników elektrycznych o mocy znamionowej od 7,5 do 375 kW nie może być mniejsza niż IE3. Dopuszczalne jest stosowanie silników w niższej klasie sprawności IE2 pod warunkiem jednak zastosowania regulacji prędkości, co w praktyce oznacza użycie przemiennika częstotliwości do sterowania pracą silnika IE2. Z dniem 1 stycznia 2017 r., działanie regulacji zostanie rozszerzone na silniki o mocy od 0,75 kW.

Należy pamiętać, że przepisy odnoszą się do silników klatkowych o liczbie biegunów od 2 do 6, na napięcie znamionowe do 1000 V. Spod działania regulacji wyłączone są np. silniki do stref wybuchowych, silniki w pełni zintegrowane z napędzaną maszyną. W praktyce, pomimo pewnych wyłączeń, działaniem regulacji objęta jest zdecydowana większość trójfazowych silników elektrycznych niskiego napięcia.

Regulacja 640/2009 pozostawia twórcom układów napędowych jasny wybór:

• w przypadku nowych aplikacji niewymagających regulacji prędkości należy zastosować silnik w klasie IE3. Sterowanie takim silnikiem może odbywać się jak dotychczas, czyli za pomocą układów stycznikowych;
• użycie silnika IE2 w aplikacjach niewymagających regulacji prędkości, zgodnie z przepisami, będzie wiązało się z koniecznością zastosowania przemiennika częstotliwości;
• dla aplikacji wymagających regulacji prędkości, ponieważ przemiennik częstotliwości jest niezbędnym elementem w całym układzie możliwe jest zastosowanie silnika w klasie sprawności IE2.

Niezależnie od dokonanego wyboru, koszty rozwiązania rosną w porównaniu z rokiem 2014. Silniki IE3 kosztują więcej niż silniki w klasie IE2. Przemienniki częstotliwości są natomiast znacznie droższe niż stycznikowe rozruszniki silnikowe. Należy pamiętać jednak, że wzrost kosztów dotyczy kosztów początkowych wykonania instalacji wg nowych przepisów. Rozpatrując długofalowy cel, jakim jest oszczędność energii z tytułu pracy silnika w całym okresie eksploatacji instalacji okazuje się, że wdrożenie nowych rozwiązań przynosi amortyzację podwyższonych kosztów w relatywnie krótkim czasie.

Przyglądając się konsekwencjom wejścia w życie regulacji, można dostrzec wejście zaawansowanych technologii przekształtnikowych w obszar zdominowany dotychczas przez klasyczne układy sterowania oparte o styczniki. Stanowi to wyzwanie dla producentów układów sterujących, polegające na opracowaniu produktów przyjaznych i łatwych w instalacji, a przy tym zapewniających regulację prędkości, cechę typową dla przemienników częstotliwości.

Firma EATON stworzyła urządzenie, które jest odpowiedzią na to zapotrzebowanie. Łączy ono w sobie funkcjonalność prostego przemiennika częstotliwości, a przy tym jest proste w obsłudze podobnie jak klasyczny rozrusznik stycznikowy. Rozrusznik silnikowy z regulacją prędkości DE1 został opracowany, aby ułatwić wdrożenie przepisów regulacji nr 640/2009, a przy tym ograniczyć czas amortyzacji inwestycji z uwagi na niższy koszt, wynikający z ceny samego aparatu DE1 względem rozbudowanych przemienników częstotliwości.

(...)

Na podstawie materiałów firmy EATON

Pełna wersja artykułu w EI 6/2015 do zakupu na portalu www.e-czasopismo.pl oraz www.magazyn-online.com