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.

A villamos motorok energiahatékonyságára vonatkozó előírások

2023 július 1-től a szigorítás tovább fokozódik és az alábbiakra alkalmazandó:

• indukciós motorok, egysebességű, 2-8 pólus
• 3-fázis, 50 Hz, 60Hz vagy 50/60 Hz, 1000V-ig
• folyamatos üzem S1, S3>80%, S6>80%
• robbanásveszélyes környezet Ex ec, Ex tb, Ex tc, és Ex db
• fékes motorok
• zárt motorok (TEAO), légáramban

• További információ:    siemens.hu/hajtas
• Minta alkalmazás:      https://support.industry.siemens.com/cs/document/109772227

szöveg: Mészáros Zsolt, MM Műszaki Magazin főszerkesztő

The post Hajtástechnikai feladatok energiaigényének csökkentése appeared first on Műszaki Magazin.

A hajtástechnikára fókuszálva safety megoldásokat mutattunk be gyártók, és gépépítők számára a kiállítói kamionunkban – kezdi Farkas Szabolcs, a Siemens Zrt. hajtástechnikai szakértője.

A Simatic Micro-Drive például egy 24-48 voltos extra alacsonyfeszültségű szervo hajtásrendszer, ezzel  akár egy AGV-t (önjáró mobilrobot) lehet működtetni. Az ipar és az egészségügy számos területén adhat akár safety funkciókkal kiegészített és a hálózati feszültségtől független megoldást, amely révén akkumulátoros tápellátása is kialakítható..

Ha nem ilyen szigetüzemű rendszerben gondolkodunk, hanem a gyártási folyamatokban, akkor jó példa erre a standard frekvenciaváltóink – mutat Farkas Szabolcs a kamion belső falain elhelyezett rendszerekre. Itt a Sinamics G120-as családról beszélünk, amelyek szintén rendelkeznek különböző biztonsági funkciókkal, ami lehet huzalozott – ekkor a biztonsági érzékelőt, kapcsolót közvetlenül köthetjük a készülék bemenetére, vagy egy magasabb szintű vezérlő, ahol egy biztonsági PLC segítségével történik a biztonságos adatcsere és a beavatkozás a Profisafe kommunikáció használatával. A SIMATIC S7-1500F CPU-k szintén a bemutatónk részét képezik a hajtástechnika biztonsági megoldásaiban. Hogy melyik eszköz biztonsági, könnyen eldönthető, hiszen feltűnő sárga csíkkal vannak ezek a berendezéseink ellátva.

Amit fontos kiemelni, hogy ezekkel a készülékekkel –frekvenciaváltókkal, szervo hajtásokkal – mindenféle biztonságos megállást, leállítást és akár sebesség csökkentést is meg tudunk valósítani. Így egy adott technológiát biztonsággal lehet üzemeltetni.

Sok olyan esetben amikor a kezelő egy nyitott gépen dolgozik -például a gumiipari, vagy más megmunkáló gépeknél sok ilyen berendezés működik- és ha ezen bármiféle veszélyeztető esemény történik, a biztonsági funkciók segítségével a lehető legrövidebb idő alatt le lehet állítani a gépet. Az egész safety rendszer lényege, hogy az üzemeltető személyzetet és a gépet is védje. Ezek a funkciók TÜV által tanúsított rendszerek, és a biztonsági megoldások utólag is felszerelhetők a gépekre, de alapvetően a gépépítők számára elengedhetetlenek az itt bemutatott fejlesztéseink. Amikor egy gépépítő elkezd berendezést építeni, akkor kockázatelemzést végez, ami alapján kiderül, hogy milyen kategóriába kell besorolni a gépet, és ezután minden egyes komponensének tudnia kell ezt a biztonsági kategóriát teljesítenie.  Érdekesség, hogy nálunk a hajtás bemenetére közvetlenül beköthető egy vészgomb vagy egy fényfüggöny, sok más gyártónál ez csak külön relével oldható meg. A hajtástechnikai biztonsági megoldásnak a robotikában vagy a többtengelyes koordinátatérben mozgó gépeknél is van szerepe, de az úgynevezett terepi megoldások is fontosak, amelyek robusztus, zord körülmények között működnek, például szállítószalagok üzemeltetésénél, csomagok továbbításánál, vagy akár automata raktáraknál.

Farkas Szabolcs, a Siemens Zrt. hajtástechnikai szakértője

Az új SINAMICS G115D-t részletesebben bemutatva: egy robusztus hajtásrendszer, amelyet kifejezetten az anyagtovábbító alkalmazások jövőbemutató megoldásaként fejlesztettek ki. Tipikus alkalmazásai az ipari anyagmozgatás szállítópályái és az automata raktárrendszerek intralogisztikai feladatai. A SINAMICS G115D és a SIMOGEAR hajtóműves motorok optimális rendszert alkotnak e követelmények teljesítéséhez, mivel zord körülmények között is – akár -30C foktól +60 fokig, fröcskölő vizes környezetben is! – hosszútávon megbízhatóan működnek és kevés helyet foglalnak. A motort, a hajtóművet és a frekvenciaváltót egyetlen összekapcsolódó egységként tervezhetjük és építhetjük be a technológiába, valamint integrálhatjuk akár a meglévő automatizálási környezetbe. – teszi hozzá Farkas Szabolcs.

The post Safety megoldások szerepe a hajtástechnikában appeared first on Műszaki Magazin.