A rendszerhatékonyság kihasználása és az energiaköltségek csökkentése

Az EN 50598 szabványsorozat új mércét állít fel a hajtásrendszerek és a meghajtott berendezések ökológiai kialakításának értékelésére.
A sorozat 1. része általános követelményeket fogalmaz meg az elektronikusan hajtott berendezések és azok hajtáskomponenseinek energiahatékonyságával foglalkozó szabvány készítéséről és eljárási módjáról. Az EN 50598 szabvány e része szolgál ezenkívül a termékspecifikus szabványok alapjául, és bevezeti a kiterjesztett termék fogalmát.

Számunkra, hajtás- és automatizálástechnikai rendszerforgalmazóként, az EN 50598 2. része az irányadó. Ez a rész ülteti át a gyakorlatba az 1. részben meghatározott alapelveket. A teljes hajtásrendszer (PDS: Power Drive System) és a frekvenciaváltók (CDM: Complete Drive Module) veszteségeinek meghatározására szolgáló módszereket kiegészíti a PDS és CDM hatékonysági osztályainak definíciója a 0,12 és 1000 kW közötti teljesítménytartományban.
Az újdonság tehát az, hogy már nemcsak a motorokat vizsgálják és osztályozzák energetikailag, hanem a frekvenciaváltókat és a belőlük alkotott rendszert is. Itt azt is figyelembe veszik, hogy a hajtásokat gyakran a névleges munkaponton kívül üzemeltetik. Minden alkalmazást jellemez a terhelési profilja, így közvetlen hatással van a hajtásrendszer kihasználtságára. Az EN 50598-2 ezt a szempontot is figyelembe veszi. Nyolc terhelési pontot határoz meg különböző fordulatszám- és nyomatékkihasználtsággal, így az energiahatékonyságot a részterheléses tartományban is értékelni tudja.

A háromfázisú váltakozó áramú aszinkronmotorok energiahatékonyságának megítélésére szolgálnak az ismert IE osztályok. Az IEC 60034-30-1 nemzetközi szabványban meghatározott IE1 – IE4 osztályok a motor névleges munkapontban mutatott hatásfokáról adnak tájékoztatást. Ez lehetővé teszi a motor energiahatékonyságának egyszerű besorolását, nem szolgál azonban információval a részterheléses tartományban mutatott viselkedésről.

Az új EN 50598-2 szabvány lehetővé teszi, hogy a részterheléses tartományra vonatkozó veszteségi teljesítményeket is megadják, és azokat összehasonlítsák egy meghatározott, IE2 osztályú referenciamotoréival. Ezenkívül a motor és a frekvenciaváltó veszteségi teljesítményeinek kombinálásával minden munkapontra kiszámítható a hajtásrendszer összesített vesztesége.

A motor IE osztályának meghatározása azonban nem változik. Azt továbbra is a névleges munkapont hatásfoka alapján határozzák meg.

Világszerte különböző követelményeket támasztanak az aszinkronmotorok minimális hatásfokával szemben. IE Guide webalkalmazásunk hasznos információkkal szolgál erről.

Tovább a webalkalmazáshoz

Annak érdekében, hogy a jövőben a frekvenciaváltók (CDM) energiahatékonysága is megítélhető legyen, az EN 50598-2 elsőként definiálja a 0,12 és 1000 kW közötti teljesítménytartományba eső készülékek IE osztályait. A frekvenciaváltóknál – a motoroktól eltérően – nem a százalékos hatásfok szolgál a hatékonysági osztály meghatározására, hanem a CDM-nek a névleges látszólagos kimeneti teljesítményre vonatkoztatott relatív vesztesége. A túlmoduláció hatásainak elkerülésére a kiértékelést a kimeneti feszültség 90%-ánál és a nyomatékkeltő áram 100%-ánál végzik. A relatív veszteségeket egy IE1 osztályú, úgynevezett referencia-CDM értékeivel hasonlítják össze. Ha a vizsgált CDM relatív veszteségei legalább 25%-kal a referencia-CDM értékei alatt vannak, akkor eléri az IE2 osztályt. Ha több mint 25%-kal felette van, akkor csak IE0 osztályú.

A CDM további munkapontokban mért veszteségeinek megadásával ezek az értékek kombinálhatók a motor veszteségeivel, hogy meghatározhassák a hajtásrendszer összesített veszteségeit.

Az aszinkronmotorokkal ellentétben jelenleg nincs meghatározott hatékonysági osztály betartását előíró törvényi követelmény. Európában azonban már tárgyalják azoknak a frekvenciaváltóknak a betiltását, amelyek nem teljesítik az IE1 osztály követelményeit.

Az EN 50598-2 átfogó célja, hogy a motorból és frekvenciaváltóból álló, a 0,12 és 1000 kW közötti teljesítménytartományba eső hajtásrendszereket energetikailag értékelhetővé és összehasonlíthatóvá tegye.

Ezért az IES0, IES1 és IES2 hatékonysági osztállyal bevezettek egy a teljes hajtásrendszerre összpontosító jelölést. Ha a névleges munkapontban összeadjuk a motor és a frekvenciaváltó veszteségeit, akkor megkapjuk a PDS e pontra vonatkozó veszteségét. Ezt az értéket a névleges teljesítménnyel arányba állítva megkapjuk a rendszer relatív veszteségét. Ez azután összehasonlítható a referencia-PDS szabványban definiált értékével.

A referencia-PDS rendszerhatékonysági osztálya IES1. Ha a vizsgált PDS relatív veszteségei legalább 20%-kal a referencia-PDS értékei alatt vannak, akkor eléri az IES2 osztályt. Ha több mint 20%-kal felette, akkor a PDS besorolása IES0.

Éppen a PDS esetében érdekes a szabványban definiált többi terhelési pont vizsgálata is. Az egyes komponensek veszteségeit a többi pontban is összeadva a berendezések gyártói és üzemeltetői azokat használhatják a hajtásrendszer alkalmazásban várható energiafogyasztásának kiszámításához.

Különösen egyszerűvé és hatékonnyá válik mindez, ha a motort és a CDM-et rendszerforgalmazótól szerzik be, mint amilyen az SEW-EURODRIVE is. Mert mi felkészültünk az új rendszerhatékonysági osztályokra és mindkét komponenst ideálisan egymáshoz hangolva kínáljuk – jó rendszerhatékonysággal.

A decentralizált hajtástechnika területén az integrált hajtásrendszereket (PDS) ajánljuk, mint pl. a mi jól bevált MOVIMOT^® készülékünk. Mert a MOVIMOT^® egy egységben egyesíti a háromfázisú váltakozó áramú motort és a frekvenciaváltót, és a DRE.. (IE2) motortípussal már eleget tesz a legmagasabb, IES2 rendszerhatékonysági osztály követelményeinek. Az SEW-EURODRIVE már ma is alapkivitelben kínálja a MOVIMOT^® készüléket DRN.. és DRU.. típusú IE3 és IE4 motorokkal – magától értetődően világszerte.

A MOVIMOT^® és a DRE.. típusú motor esetében az SEW-EURODRIVE már ma sem csupán a rendszer hatásfokosztályát tudja megadni, hanem rendelkezésre állnak a további munkapontok veszteségei is.
Ha a MOVIMOT^® készüléket például szállítási alkalmazásban használják, akkor a veszteségek a teljes releváns terhelési tartományra meghatározhatók.
A hajtásrendszer teljes kihasználása esetén a névleges forgatónyomaték 100%-ánál és a teljes fordulatszám-tartományban releváns a veszteségi teljesítmény. Egy 0,75 kW névleges teljesítményű (DRE80M4 MM07) MOVIMOT^® készülék alkalmazásakor a veszteség ebben a példában állandó forgatónyomatéknál fordulatszámtól függően 158 W és 237 W közötti, és így lényegesen az EN 50598-2 szabványban definiált referenciaérték alatt van.

Kérésre további MOVIMOT^® készülékekre is megküldjük a veszteségi teljesítmények adatait.