Gépipar

Hajtástechnikai feladatok energiaigényének csökkentése

A különböző gyártási tevékenységekben felhasznált villamos energia 60-80%-a gépek, termékek, alkatrészek, folyadékok, gázneműek mozgatásához szükséges, tehát döntően villamos motorok hajtására fordítódik. – mondja Győri Ernő, a Siemens villamos motorok és hajtások szegmensének üzletágvezetője.

A gyártási költségre és így a termék árára is nagy hatása van, hogy mennyire energiahatékony motorokat használunk a gyártási technológiában, a csomagolás és a logisztikai műveletek során. Az újként üzembe helyezhető villamos motorok minimálisan teljesítendő energiahatékonysági szintjét szigorú nemzetközi előírások határozzák meg.

MM: Milyen előírások érvényesek a motorok energiahatékonyságára?

Gy.E.: Nagyon régre nyúlik vissza a motorok energiahatékonyságának kérdése. A szabályozás és az energiahatékonysági előírásokra vonatkozó előírások változása szintén nagyon régóta tartó folyamat, és ennek különböző lépcsői vannak. A legutóbbi lépcső 2021. július 1-je volt, amikor tovább szigorodott az, hogy milyen teljesítményű motorokra és milyen alkalmazásokra vonatkoznak az előírások, és milyen motorokat lehet újként üzembe helyezni. Ennek értelmében általános alkalmazásoknál 2023. júliusától a 75kW-200 kW teljesítménytartományban újként üzembe helyezett motoroknak minimálisan IE4 energiahatékonysági osztályúaknak kell lenniük.

MM: Hogyan lehet még energiatakarékosabb egy új motor?

Gy.E.: Aki új gép beszerzését tervezi, annál egyértelmű, hogy ezek az új szabályok érvényesek. A piacon természetesen az előírtnál még energiatakarékosabb motorok is elérhetőek. Érdemes előzetes kalkulációt végezni, ehhez ad segítséget a Siemens kínálatában a SinaSave szoftver, ami segíti a tervezőt és akár a technológust, hogy összehasonlítson különböző hajtásmegoldásokat, például a szivattyúnál, a ventilátornál, hogy azokkal a megoldásokkal milyen energiaigény merül fel. A szoftverben megadható sokféle paraméter, az éves üzemórától kezdve a részterhelések mértéke és időtartama, az adott hajtásmegoldás konkrét készülékeinek az ára, így a beruházási összeg látható, összehasonlítható, sőt a szoftver a megtérülési időt is kiszámolja. Azt gondolom, hogy ez komoly segítség tud lenni egy adott megoldás kiválasztásában, emellett a SinaSave megadja a káros anyag kibocsátás mértékét, a CO2 megtakarítás várható értékét is.

Amikor egy újabb, magasabb energiahatékonyságú motorról beszélünk, az szinte mindig magasabb bekerülési árat jelent. Az a nehéz, hogy valóban számításba is vegye a beruházó, hogy egy új motor, mondjuk egy 75 kilowattos IE4-es motor pl. 15 éves élettartama alatt mennyivel kevesebb energiát fogyaszt, mint egy IE1-es motor, vagy egy IE4-es, és hogy egy ilyen cserével éves szinten folyamatosan üzemelő motor esetében akár 25 megawattóra fogyasztás is megspórolható.

MM: Milyen motorokat ajánl energiahatékonyság szempontjából?

Gy. E.: A gyártókra nehezedő nyomás egyre nagyobb, hogy minél energiahatékonyabb, hosszú élettartamú és egyben alacsony szerviz költségű motorokat fejlesszenek. A jelenlegi egyik legenergiahatékonyabb általános célú motor típus a szinkron reluktancia motor. Ennek hatásfoka névleges terhelés mellett az IE4 kategóriájú kalickás aszinkron motorral rendelkező hajtásrendszer hatásfokánál is magasabb, azonban részleges terhelésen ez a hatásfok különbség még nagyobb, a szinkron reluktanciamotor javára.

Győri Ernő, a Siemens villamos motorok és hajtások szegmensének üzletágvezetője

MM: Mikor érdemes cserélni egy motort, milyen más lehetőségek vannak?

Gy.E.: A végfelhasználó, egy üzemi technológus, nem biztos, hogy tisztában van a gépe hajtásrendszerének műszaki részleteivel, ezért sokszor úgynevezett energiahatékonysági felmérés szükséges a megfelelő döntés megalapozásához. Ebben természetesen mi is, illetve a mi specialista partnereink is tudnak segíteni, tehát úgynevezett energiahatékonysági felmérést végezni a motorokra illetve hajtásrendszerekre vonatkozóan, és ennek alapján javaslatokat lehet tenni a cserére. Ilyenkor általában azokra a gépekre koncentrálunk elsőként, amelyeknél a legnagyobb energiamegtakarítás érhető el.

Nagyon fontos, hogy a motorokat vezérlő is egyre több olyan funkcióval szolgálnak, amelyek szintén az energiamegtakarítást, illetve az energiafelhasználás követését segítik. Itt van például a SINAMICS G120X nevű frekvenciaváltónk, amely kifejezetten szivattyúk, ventilátorok hajtására lett tervezve. Ez rengeteg speciális funkciót tartalmaz, amely számos alkalmazási környezetben nagy előnyt jelent, legyen szó akár különböző szivattyúvédelmi funkciókról, szárazon futás illetve kavitáció elleni védelemről, vagy akár a szivattyú járókerekének tisztító funkciójáról, ami paraméterezetten úgy mozgatja meg a járókereket, hogy arról leváljon a rátapadt anyag. Tehát ezeken a speciális funkciókon kívül az energiamegtakarításhoz rendelkezik olyan beállítható, többszintű motorvezérlési technológiával, az úgynevezett ECO módban, amellyel megtalálja a minimálisan szükséges bemeneti teljesítményt. Ha a terhelés megváltozik, akkor a vezérlés alkalmazkodni tud ahhoz, hogy a legjobb teljesítményt tudja nyújtani. Hasznos szolgáltatása a frekvenciaváltónak például az is, hogy a mért paraméterekből nemcsak a felvett energiát kalkulálja, hanem a megtakarított energiát is kijelzi.