Dziś jest niedziela, 20 październik 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8503 -0.35% 1EUR 4.2844 -0.01% 1GBP 4.9671 +0.43%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Aktualności
Przyszłość sektora motoryzacji w Polsce ? raport Banku Pekao S.A.
więcej
32 edycja targów Energetab 2019 juz za cztery tygodnie
więcej
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej
Przed nami 32. edycja targów ENERGETAB 2019
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
23 październik 2019
LUMENexpo Targi Techniki Świetlnej  
więcej
29 październik 2019
73. edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu  
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
30 styczeń 2006.

Wysoko sprawne silniki elektryczne produkcji firmy Siemens, czyli: Jak oszczędzać pieniądze

Czy realizując inwestycję związaną z zakupem nowych silników elektrycznych, w nowych liniach technologicznych, maszynach, lub wymieniając zużyte silniki, można zaoszczędzić dodatkowe pieniądze? Okazuje się, że stosując wysoko sprawne silniki elektryczne, jest to możliwe.
Ostatnio coraz więcej możemy przeczytać i usłyszeć o wysoko sprawnych silnikach elektrycznych. Nie bez powodu. Dzięki programowi PEMP, o którym szczegółowo pisano w listopadowym numerze "Napędów i Sterowania", na rynku polskim silniki te powinny być osiągalne po znacząco niższych cenach niż do tej pory [1,4].
Aby dostrzec korzyści związane z zastosowaniem silników wysoko sprawnych, należy spojrzeć na koszty eksploatacji silnika całościowo, tzn. biorąc pod uwagę cały okres jego pracy. Na rysunku 1 przedstawiono przykładowe koszty eksploatacji silnika o mocy 15 kW. Założono, że silnik będzie pracował przez 15 lat, przez 3000 godzin rocznie. Jak widać, koszt zakupu silnika, jak również koszty jego serwisowania i instalacji, stanowią niecałe 1,5% kosztów całkowitych. Pozostała część to cena energii elektrycznej. Dla silników o większych mocach udział kosztów energii w całkowitych kosztach eksploatacji silnika elektrycznego sięga nawet 99%.
Z przedstawionych na rysunku 1 szacunkowych danych widać, że aby zmniejszyć całkowite koszty eksploatacji silnika w sposób najbardziej efektywny, należy oszczędzać energię elektryczną zużywaną przez silnik. To właśnie możemy osiąg- nąć, stosując wysoko sprawne silniki elektryczne.
Wyższe sprawności silników są osiągane głównie dzięki zastosowaniu materiałów lepszej jakości oraz większej ilości miedzi i aluminium. Fakt ten pociąga za sobą wzrost kosztów produkcji silników wysoko sprawnych, co z kolei powoduje, że ich cena zakupowa jest wyższa od ceny silników o niższej klasie sprawności.
Przeprowadzając analizę zużycia energii w całym okresie eksploatacji dla dwóch silników tej samej mocy - wysoko sprawnego i silnika o gorszej sprawności, można wyliczyć, że po pewnym czasie różnica cen zakupu jest rekompensowana oszczędnością energii, jaką daje silnik wysoko sprawny. Czas, po którym różnica ta się zwraca, jest uzależniony od czasu pracy silnika, jego mocy oraz dopasowania do układu napędzanego i waha się od kilku miesięcy do ok. 3 lat. Po upływie tego terminu oszczędności energii otrzymywane dzięki zastosowaniu silników wysoko sprawnych powodują, że zastosowanie takich silników jest bardziej opłacalne.
Firma Siemens już od ponad 100 lat produkuje silniki elektryczne. Zakres mocy obecnie produkowanych przez nas silników elektrycznych rozciąga się od 60 W do kilkudziesięciu MW. Jesteśmy członkiem europejskiego stowarzyszenia CEMEP zrzeszającego m.in. producentów silników elektrycznych. 

Członkowie stowarzyszenia, producenci silników elektrycznych, podejmując działania mające na celu ochronę środowiska naturalnego, zawarli dobrowolne porozumienie w sprawie ograniczenia produkcji silników o najniższej klasie sprawności (o 50% do 2003 r.), zobowiązując się jednocześnie do promowania i zwiększania sprzedaży silników o wyższych klasach sprawności. W tym celu sprawności silników podzielono na 3 klasy: EFF3 - seria silników o najgorszej sprawności, EFF2 - silniki o podwyższonej sprawności i EFF1 - silniki wysoko sprawne. Aby silnik mógł być przyporządkowany do odpowiedniej klasy, jego sprawność musi spełnić odpowiednie kryteria zdefiniowane dla danej klasy sprawności.
Od kilku lat firma Siemens nie produkuje silników z grupy EFF3, realizując tym samym przyjęte na siebie zobowiązania. Obecnie produkowane silniki to wyłącznie silniki z klas EFF2 i EFF1. Ciągle prowadzimy badania zmierzające do podwyższenia sprawności naszych silników. Stowarzyszenie CEMEP zdefiniowało klasy sprawności dla silników o parach biegunów 2p = 2 i 2p = 4, w zakresie mocy od 1,1 kW do 90 kW. Silniki elektryczne z tego przedziału spełniające odpowiednie kryteria sprawnościowe, mają oznaczoną na tabliczce znamionowej klasę sprawności EFF1 lub EFF2.
Wysoko sprawne silniki firmy Siemens posiadają oznaczenia: 1LA9 (silniki o korpusie aluminiowym) i 1LG6 (silniki o korpusie żeliwnym). Dla naszych klientów produkujemy i oferujemy silniki z wysoko sprawnej serii 1LA9 i 1LG6 również w przedziałach mocy i prędkości leżących poza obszarem zdefiniowanym przez CEMEP, co daje możliwość oszczędzania energii w jeszcze większym zakresie. Oczywiście silniki takie nie posiadają już oznaczenia klasy sprawności na tabliczce znamionowej, ponieważ poza obszarem określonym przez CEMEP klasa taka jest niezdefiniowana.
Produkowane przez nas silniki wysoko sprawne posiadają następujące ilości par biegunów: 2p = 2 (3000 1/min), 2p = 4 (1500 1/min), 2p = 6 (1000 1/min) i 2p = 8 (750 1/min). Jednocześnie przedział mocy rozciąga się od 60 W do 200 kW.
Należy zauważyć, że podstawowe wymiary silników (wznios wału, rozstaw łap, wymiary wału) są identyczne jak dla silników o niższych klasach sprawności. Decydując się na zastosowanie silnika wysoko sprawnego firmy Siemens, nie musimy dokonywać żadnych zmian konstrukcyjnych maszyny. Nie bez znaczenia są również inne cechy silników wysoko sprawnych. Zastosowanie lepszej jakości materiałów i większa sprawność obniżyły straty mocy w silniku; spowodowało to mniejsze przyrosty temperatury uzwojeń silnika w porównaniu do silników o gorszej sprawności. Mniejsza temperatura uzwojeń i izolacji opóźnia proces starzenia się materiałów, co poprawia niezawodność. Dzięki obniżonym przyrostom temperatury uzwojeń wysoko sprawne silniki firmy Siemens posiadają zapas mocy, tzw. service factor (SF) na poziomie 1,15. Oznacza to, że silniki te mogą być trwale przeciążane o 15% (przy założeniu pracy w temperaturze nie większej niż 40°C). Ta cecha silników powoduje, że silniki te są bardziej odporne na przeciążenia mogące pojawić się podczas pracy urządzeń. Ma to również bezpośrednie przełożenie na niezawodność pracy maszyn i urządzeń oraz zmniejsza ryzyko wystąpienia niezaplanowanych przestojów. Są to często również bardzo istotne koszty.
Na zakończenie warto zauważyć, że stosowanie silników wysoko sprawnych to nie tylko bezpośrednie oszczędności finansowe dla użytkownika. Poprzez oszczędzanie energii elektrycznej ogranicza się również ilość substancji szkodliwych emitowanych do środowiska naturalnego w procesie produkcji energii elektrycznej. Chodzi tu szczególnie o emisje gazów cieplarnianych. Jest to o tyle istotne, iż ocenia się, że silniki elektryczne są urządzeniami zużywającymi najwięcej wyprodukowanej energii. Podstawowym problemem ograniczającym stosowanie silników wysoko sprawnych jest ich wyższa cena. Powstało szereg inicjatyw wspieranych przez rządy wielu krajów i organizacje międzynarodowe, mających na celu promowanie i zachęcanie użytkowników do stosowania silników wysoko sprawnych w miejsce silników o niższej sprawności. Jednym z takich programów jest przywoływany już w tym artykule program Efektywnego Wykorzystania Energii w Napędach Elektrycznych (PEMP) realizowany przez Krajową Agencję Poszanowania Energii. Program ten dzięki dopłatom do silników wysoko sprawnych znacznie zmniejszy różnicę pomiędzy ceną silnika wysoko prawnego a silnika o mniejszej sprawności, co uczyni silniki wysoko sprawne jeszcze bardziej atrakcyjnymi i opłacalnymi w eksploatacji.
Kierując się troską o klientów i środowisko naturalne, firma Siemens Sp. z o.o. bierze udział w programie PEMP. Program ten, naszym zdaniem, bardziej spopularyzuje zastosowanie silników wysoko sprawnych w naszym kraju, co zaowocuje zmniejszeniem emisji gazów cieplarnianych przez Ponadto na naszych stronach internetowych umieściliśmy program o nazwie SINASAVE, umożliwiający każdemu obliczenie oszczędności związanych z zastosowaniem silników wysoko sprawnych [3]. Program ten (jego druga część) pozwala także na obliczenie oszczędności energii w układach napędowych z płynną regulacją prędkości (z przemiennikami częstotliwości). Układy takie w niektórych aplikacjach również pozwalają na znaczne oszczędności energii, co podobnie jak dla silników wysoko sprawnych przekłada się na obniżenie kosztów eksploatacji z jednej strony i mniejszą emisję substancji szkodliwych do środowiska naturalnego z drugiej strony.

Grzegorz Drabik

Pełną treść artykułu znajdą Państwo w styczniowym numerze Napędów i Sterowania. Zachęcamy do lektury.

Źródło: Napędy i Sterowanie
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl