Задвижвания с висок КПД за помпи и компресори

Инверторните задвижвания вече от доста време се използват за помпи и компресори. И има защо: електронното управление на скоростта на двигателя спомага за пестенето на енергия и за по-малкото износване на материалите. Ето защо разпоредби в тази насока са включени в нормативните документи, като европейската директива за енергопотребяващи продукти (European ErP directive).

 

Инверторните задвижвания управляват с подходяща електроника скоростта на асинхронните двигатели и на тези с постоянни магнити. Те дават възможност значително да се увеличи КПД на помпи и компресори, особено в случите когато те работят с изменящо се във времето натоварване. Поради тази причина европейската директива за енергопотребяващи продукти, наречена още директива за екопроектиране (Ecodesign Directive – 2005/32/EC и 2009/125/EC), включва използването на инверторни задвижвания. Европейската Комисия прие тази директива през 2005 г. за да регулира на общоевропейско ниво разработката на енергопотребяващи продукти, съобразени с изискванията за опазване на околната среда.

 

В първия и втория вариант на директивата вниманието е било насочено преди всичко към дефинирането на изискванията за ефективност на отделните продукти. Съответните разпоредби налагат забрана от 2011 г. нататък да се продават двигатели с клас на енергийна ефективност по-нисък от IE2. А от началото на 2015 г. двигателите с номинална изходна мощност от 7.5 до 375 kW трябва да съответстват на изискванията за клас на енергийна ефективност IE3, или, ако са от клас IE2, то задължително трябва да са с инверторно задвижване.

 

Двигатели с постоянни магнити (ПМ), характеристиките на които надвишават изискванията за клас IE3, съответстват, или са дори и по-добри от тези за IE4 – най-високият клас за енергийна ефективност (анг. Super Premium Efficiency Class) – вече се предлагат на пазара. Тази технология разширява още повече възможностите за оптимизиране на енергопотреблението при помпите. Използването на двигатели, съответстващи на клас IE4, може съществено да подобри позициите на пазара и да даде конкурентни предимства, а също и значителна степен на сигурност в бъдещето, както за производителите, така и за потребителите на помпи.

 

Пример в тази насока е двигателят SPRiPM (Super Premium IPM Motor) от Yaskawa. Този двигател с висок КПД се предлага заедно с инверторно задвижване V1000 или A1000 и формира единен високопроизводителен двигателен модул, включващ стандартизирани технологични решения. Специфичните за двигателя параметри са въведени в софтуера на задвижването, така че при монтажа в цеха трябва просто двигателят и инверторното задвижване да се свържат.

 

Освен че е с висок КПД, двигателят SPRiPM е и изключително компактен. По принцип, по своето конструктивно изпълнение, двигателите с постоянни магнити са значително по-малки и по-леки от асинхронните двигатели със сходна изходна мощност. С новите разработки по тази технология, размерите стават дори още по-малки. Всеки нов двигател е с до 40% по-компактен от съответния му по мощност асинхронен двигател. Това е еквивалентно на заемано пространство, което е с два стандартни размера по-малко. Освен това, SPRiPM е с 50% по-малко тегло и инертността му е с 60% по-малка от съответните стойности на един асинхронен двигател. Това означава, че може да тръгва и спира с 60% по-бързо.

 

За приложения с променлив въртящ момент – каквито са и помпите – е предвидена специална функция “летящ старт”, която е особено полезна: в случаите на отпадане на захранването помпата продължава да се върти. Двигателят SPRiPM, оборудван със задвижване V1000 или A1000, отчита скоростта и позволява оптимално рестартиране.

 

Използването при помпите и компресорите на системи, включващи двигатели с постоянни магнити и инверторни задвижвания, дава редица предимства, особено що се отнася до енергийната ефективност. Именно с мисъл в тази посока са съставени и разпоредбите на европейската директива за енергопотребяващи продукти. Отлично проектираното съчетание на инвертор и двигател е основата за постигането на оптимални резултати.