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Comprendere i nuovi standard di efficienza per i sistemi motorizzati

Migliorare l'efficienza dei motori elettrici è stato un obiettivo in corso in tutto il mondo, con diversi standard oggi in atto per contribuire a raggiungere questo obiettivo. Tuttavia, è generalmente riconosciuto che una visione più ampia è necessaria per massimizzare completamente l'efficienza dell'intero trasmissione. Ciò richiede ingegneri per tener conto delle efficienze dei sistemi di avviamento, nonché le apparecchiature collegate al motore; che ha portato all'introduzione di una nuova norma, EN50598.

Yasar Yüce, Product Manager di Bauer Gear Motor, analizza il ragionamento per il nuovo standard e le implicazioni per produttori e utenti finali.

Da gennaio 1st 2015 le ultime normative di efficienza per i motori elettrici sono entrate in vigore in Europa, ai sensi del regolamento 640 / 2009, per cui qualsiasi nuova installazione utilizzando un motore tra 7.5 kW e 375 kW deve utilizzare un motore IE3 nominale o un motore IE2 installato con una variabile unità di frequenza (VFD). Questo approccio è focalizzato sul miglioramento dell'efficienza di un determinato prodotto e riducendo le perdite associati solo.

Progettisti e gli utilizzatori finali hanno bisogno di decidere quale opzione come una combinazione fornirà la soluzione più efficace per la loro applicazione; un motore IE3 ha una valutazione di efficienza chiaramente specificato alla sua velocità nominale e al 50%, 75% e 100% del carico. Una domanda che richiede regolazioni di velocità e diversi carichi non può essere valutato al momento con i dati delle prestazioni del prodotto disponibile. Un identificatore o un utente finale è attualmente in grado di confrontare le diverse componenti competitive del sistema di azionamento e, infine, scegliere i componenti più efficienti motori e inverter.

Una situazione simile si presenta quando il motore è integrato in un prodotto, ad esempio un ventilatore o una pompa, in cui le prestazioni del motore non possono essere misurate indipendentemente dal prodotto. Per affrontare queste situazioni e migliorare i potenziali risparmi energetici in queste aree, è in fase di sviluppo un nuovo standard, EN50598, che analizza le valutazioni di efficienza dei sistemi di azionamento elettrico (PDS).

EN50598-1, stabilisce i requisiti generali per l'impostazione standard di efficienza energetica per motorizzati apparecchiature che utilizzano l'approccio prodotto esteso (EPA), e il modello analitico semi (SAM). Questo riguarda essenzialmente le valutazioni di efficienza combinati per il Pds e la macchina comandata, quali la pompa, cambio, compressore etc.

EN50598-2, amplierà l'attenzione da un singolo componente per l'efficienza del sistema di azionamento completo (PDS). Le nuove classi di efficienza (IES) forniscono una struttura che consente le perdite per un sistema di azionamento completo da confrontare. La gamma media è IES1, e sistemi con perdite 20% superiore a quello di IES1 sono classificate come IES0. I sistemi più efficienti, con perdite di energia 20% sotto IES1, sono identificati come IES2.

EN50598-3, fornisce un approccio ecodesign quantitativa attraverso la valutazione del ciclo di vita, comprese le norme categoria di prodotti e il contenuto delle dichiarazioni ambientali.

Questo nuovo standard aiuterà anche agli utenti finali di misurare tempi di ritorno più accurato. In precedenza, l'efficienza complessiva dei motori a velocità controllata è stato stimato utilizzando i dati di consumo energetico grezzi. Ora, con curve di efficienza verificate, il periodo di ammortamento per una combinazione motore / variatore può essere calcolato in modo più realistico.

Per i produttori di azionamenti a velocità variabile ci sarà l'obbligo di fornire i dati perdite in base ai punti di misura del carico parziale, come definito per il sistema CDM, mentre i motori che producono o motoriduttori non devono essere obbligati a fornire le perdite di dati in parte specificata carico. Tuttavia, Bauer vuole essere trasparenti circa l'efficienza dei propri prodotti e pubblicherà i dati necessari sia in formato cartaceo e sul suo sito web.

Questo è in contrasto con molti produttori di sistemi di trasmissione di potenza completi che sarà più che probabilmente solo da fornire il rating IES delle loro apparecchiature, piuttosto che i dati relativi alle perdite dei singoli componenti. Potenzialmente questo potrebbe lasciare un cliente con un modulo di azionamento molto efficiente che è stato collegato ad un motore elettrico molto meno efficiente.

Bauer supporta tutti i clienti, aiutandoli a evitare la dipendenza da fornitori di soluzioni di sistema. Avranno chiarezza dei dati di perdita secondo EN 50598 per tutti i componenti, che permette loro di calcolare le perdite totali e, come attualmente, ottimizzare il loro sistema, proteggendo così le loro conoscenze di base.

Nel caso di Bauer ha iniziato a lavorare sul rispetto di questo nuovo regolamento poco dopo che la proposta è stata annunciata, di nuovo in 2010.

Come risultato, Bauer Gear Motor è un passo avanti in termini di design e di efficienza con la sua gamma completa di motori IE3 già sul mercato, compresi tutti quelli tra 0.75 kW e 7.5 kW che soddisfano le norme che entreranno in vigore nel gennaio 2017 . Tutti i motori prodotti da Bauer sono almeno IES1 pronto ei suoi ingegneri esperti in grado di fornire l'assistenza di esperti per gli utenti e progettisti terminare nel modo più appropriato selezione delle apparecchiature.

Bauer ha anche ottimizzato i suoi motori per l'uso con inverter con motori sincroni a magneti permanenti (PMSM) e motori asincroni (ASM) aventi una curva 70 Hz che consente a questi prodotti di ottenere una classificazione di efficienza IES2 in combinazione con il CDM di riferimento per il motore sistema sotto EN50598-2.

Con la tecnologia già in atto, Bauer sta contribuendo a migliorare l'efficienza energetica e fornire l'ottimizzazione di impianti e applicazioni. Al fine di consentire ai clienti di comprendere meglio gli ultimi standard e il modo in cui i prodotti Bauer sono conformi, pubblicherà le classi IES applicabili ai motori IE2 e IE3, in conformità con EN 50598-2. Queste informazioni saranno disponibili sul sito Web di Bauer a partire dagli inizi di 2015 insieme ai dettagli delle valutazioni di efficienza dei suoi motori con inverter.

In questo modo i clienti saranno in grado di garantire che essi possono specificare i componenti più appropriati per ogni applicazione e ottimizzare i risparmi energetici allo stesso tempo. Ulteriore assistenza in questo processo sarà disponibile anche da un team di ingegneri esperti in grado di offrire consulenza di esperti su scelta del prodotto.

I miglioramenti in termini di efficienza energetica che si possono ottenere attraverso un'attenta selezione dei prodotti potranno beneficiare non solo gli utenti finali, ma anche gli OEM. Per molte applicazioni un piccolo magnete permanente motore sincrono può essere utilizzato al posto di un grande motore asincrono, consentendo componenti più piccoli per essere selezionati tramite la catena portacavi completa.

L'OEM è in grado di promuovere una maggiore efficienza per le sue attrezzature riducendo al contempo i costi di molti dei componenti. Inoltre, un maggiore risparmio energetico 30% può essere raggiunto con l'uso delle Bauer sincrono a magnete permanente Motori rispetto operativo tecnologia motore asincrono in applicazioni standard in condizioni di carico parziale. L'effetto cumulativo dei risparmi energetici in un certo numero di applicazioni ridurrà la domanda elettrica totale per i locali, che a sua volta ridurre i costi operativi di tutto il sito per l'utente finale.

I cambiamenti che sono in corso di attuazione da parte dei produttori avranno un beneficio diretto per gli utenti, in particolare quelli nelle industrie che impiegano motori elettrici nelle operazioni continue finire. Ad esempio, molte applicazioni in movimentazione dei materiali sfusi, il settore alimentare e delle bevande e del metallo così come quelle dei settori automobilistico e della logistica stanno cercando di ottimizzare il loro dispendio energetico. Analogamente, il trattamento delle acque e di trasformazione chimica piante saranno in grado di identificare i sistemi di azionamento più efficienti come parte del loro azionamento per ridurre i costi operativi.

Mentre i valori minimi di efficienza energetica sono ridotti per la maggior parte dei motori, vi sono alcune eccezioni, in particolare i motori dei freni e quelli che operano in atmosfere potenzialmente esplosive, che manterranno il loro stato di esenzione. Tuttavia, Bauer è anche leader del settore con lo sviluppo della serie S di PMSM che offre motori a velocità variabile in classe di efficienza IE4 per l'uso in aree a rischio di esplosione.

Bauer accoglie con favore il nuovo standard e ritiene che fornirà agli utenti finali un quadro molto più preciso dei potenziali risparmi energetici disponibili da sistemi di azionamento completi, piuttosto che solo il motore elettrico. Fornirà inoltre una migliore comprensione dei costi del ciclo di vita per nuove attrezzature e il suo effetto sui costi di gestione di un impianto.

Process Industry Informer

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