17.06.2021
Säätökäytöt – energian käyttämättä jättäminen on parasta säästöä
Monet prosessit eivät vaadi jatkuvaa virransyöttöä. Esimerkiksi paineilmaa tarvitaan silloin tällöin tai jäähdytysveden syöttö mukautetaan ympäristöolosuhteisiin. Nämä moottorit käyvät jatkuvasti vakionopeudellaan. Tällöin se on käynnissä kuitenkin paljon useammin kuin tarvitsee ja kuluttaa paljon energiaa tuottamatta mitään hyötyä.
Jos lisätään taajuusmuuttaja tavalliseen kolmivaiheiseen moottoriin, sitä voidaan käyttää oikealla nopeudella oikeaan aikaan. Energiaa kulutetaan vain silloin, kun sitä tarvitaan.
Lisäsäästöjä moottorivalinnan optimoinnilla
Muita mahdollisuuksia hankintakustannusten, sähköenergian, tilavaatimusten, painon jne. säästämiselle syntyy moottorivalinnan optimoinnilla. VEM tukee mielellään sinua tässä ja tarjoaa IE3- ja IE4 -oikosulkumoottoreiden (ASM) lisäksi nyt myös kestomagneettisynkronimoottoreita (PMS) ja synkronireluktanssimoottoreita (SynRM) IE5-luokkaan. Sääntönä on, että koko akselikorkeuksille määritelty teho- ja nopeusalue (DIN-EN 50347) voidaan toteuttaa joko IE3/IE4-asynkronimoottorilla, IE5-kestomagneetti- tai synkronireluktanssimoottorilla. PMS-moottorin avulla voidaan saavuttaa myös hieman korkeampi hyötysuhde verrattuna samankokoiseen asynkronimoottoriin/reluktanssimoottoriin.
Säästöesimerkki
Tuuletin toimii ympäri vuoden. Kuumina päivinä täydellä kuormalla 4 kW:lla ja 1500 kierrosta minuutissa. Välillä tehontarve on vain 3 kW ja joinakin päivinä vain 1 kW. Nykyinen moottori on 4 kW:n IE2-oikosulkumoottori, jossa on sopiva 4 kW:n taajuusmuuttaja.
Mitkä ovat vaihtoehdot moottorin vaihtamiseksi? Vaihtoehtoisesti 4 kW IE3-oikosulkumoottori, 4 kW IE5-kestomagneettisynkronimoottori tai IE5-synkronireluktanssimoottori – voidaan valita joko 4 kW tai 3 kW ilman suurempaa taajuusmuuttajaa. 3 kW:n IE5-synkronireluktanssimoottori olisi paras kompromissi energiansäästön, kustannusten ja moottorin painon suhteen. SynRM:n vahvuutta – ylikuormituskapasiteettia – voidaan käyttää tässä kannattavasti.
Synkronireluktanssimoottori
Synkronireluktanssimoottori (SynRM) eroaa tavallisesta oikosulkumoottorista roottorin suhteen. Oikosulkuroottorin asemasta SynRM:n roottori koostuu akselin lisäksi yksinomaan meistetystä metallilevystä, jolla on kuitenkin erityinen rakenne. Siksi roottorissa ei ole kestomagneetteja eikä kupari- tai alumiinioikosulkusauvoja. Tällä on useita etuja, mutta se asettaa myös muita vaatimuksia tällaisten moottoreiden suunnitteluun, valmistukseen ja ohjaukseen. Vääntömomentti voidaan tuottaa vain, jos staattorin käämin jännite on määritetty oikein. Toisin kuin oikosulkumoottoreita, reluktanssimoottoreita ei voi käyttää suorassa sähkökäytössä, vaan sitä on ohjattava aina taajuusmuuttajan avulla.
VEM:n reluktanssimoottoreilla on korkea energiatehokkuus laajalla toiminta-alueella. Moottorit saavuttavat korkeimman määritellyn hyötysuhdeluokan ”IE5” paitsi nimellispisteessä myös jopa kaksinkertaisen nopeuden tai puolet tehosta. Yhdessä seuraavan korkeamman muunnosvaiheen kanssa, joka voi tuottaa pysyvästi noin 30 % enemmän tehoa, kaikki moottorit voivat myös olla jatkuvasti ylikuormitettuja vähintään 30 % koko nopeusalueella. Lisäksi VEM SynRM-moottoreilla on laaja kentänheikkenemisalue, joka jatkuvalla lähtöteholla ulottuu jopa 3 kertaa nimellisnopeuteen tai enimmäisnopeuteen.
Kestomagneettimoottorit
Kestomagneettimoottorit (PMS) eroavat rakenteellisesti oikosulkumoottoreista vain roottorin suhteen. Kestomagneetit on liimattu roottorin pintaan. Tämän seurauksena nämä moottorit saavuttavat korkeimman hyötysuhteen nimellisnopeuteen saakka, koska vääntömomentin tuottamiseen tarvitaan pienempi virta kuin oikosulku- tai reluktanssimoottoreilla. Tämä etu kasvaa osakuormitusalueella ja sitä vahvistaa korkea tehokerroin. Näiden ominaisuuksien vuoksi PMS:t voidaan yleensä rakentaa yksi akselikorkeus pienemmiksi samalla nimellisteholla, ja siksi ne ovat pienempikokoisia. Käyttöön tarvitaan aina taajuusmuuttaja.
