ElektroPrůmysl.cz, září 2018

Elektro Průmysl .cz ENERGETIKA, TRANSFORMÁTORY, POHONY A MĚNIČE FREKVENCE září 2018 | 51 znamnému počtu provozních hodin se za- tíženími nižšími než 50 % plného zatížení, což má za následek nižší účinnost. Vzhledem k nižším teplotám při užití účinnějších motorů je jejich přetížitelnost obvykle vyšší v porovnání se standardními motory. Předimenzování motoru je proto pro občasné maximální výkony vyžadová- no jen zřídka a určitě není efektivní vzhle- dem k vynaloženým nákladům. Když se u stávajících aplikací předpo- kládá nahrazení standardního motoru motorem se zvýšenou účinností, je třeba správně vyhodnotit potřebu výkonu a di- menzování motoru. Aplikace při trvalém zatížení Úspory energie dosažitelné při přechodu z jedné třídy energetické účinnosti na další vyšší třídu vyplývají z asi 15 až 20 % snížení ztrát (viz obr. 2). Doba návratnosti investice dodatečných investičních nákladů souvise- jících s motory se zvýšenou nebo vysokou účinností může být snadno vypočtena při zahrnutí celkové účinnosti motoru a nákla- dů na energie. Následující graf znázorňuje úspory ener- gie v % spotřebované elektrické energie motoru ve vztahu k jmenovitému výkonu motoru při postupu z nižší na vyšší třídu IE. Aplikace zahrnující prodloužená období provozu s lehkým zatížením Za účelem snížení napětí na motoru v reakci na aplikované zatížení, byla navržena řada metod, jejichž záměrem je snížení magne- tizačních ztrát během doby, kdy není poža- dován plný točivý moment motoru. Typic- kým příkladem těchto zařízení je regulátor účiníku. Regulátor účiníku je zařízení, které přizpůsobuje napětí přivedené na motor přibližně podle nastaveného účiníku. Tyto regulátory účiníku mohou být napří- klad výhodné pro použití u motorů dimen- zovaných na méně než 3 kW, které pracují delší časové úseky s lehkými zatíženími a u kterých magnetizační ztráty představují po- měrně velké procento z celkových ztrát. Po- užití těchto regulátorů musí být věnována pozornost. Úspor je dosaženo pouze tehdy, když je řízený motor provozován s lehkým zatížením v delších časových úsecích. Zvláštní pozornost musí být věnována zvažování jejich použití s motory dimen- zovanými na více než 3 kW. Typický motor 7,5 kW má mít ztráty naprázdno v řádu 4 % nebo 5% jmenovitého výkonu. Magnetizač- ní ztráty, které mohou být ušetřeny, nemusí být v tomto rozsahu velikostí stejné jako přídavné ztráty způsobené deformovanou napěťovou křivkou díky regulátoru účiníku. Aplikace se zvyšováním zatěžovacího momentu v závislosti na otáčkách (čerpadla, ventilátory, kompresory, atd.) Obecně platí, že asynchronní motory nakrátko s vysokou účinností mají nižší skluz (viz tab. 1), tj. vyšší rychlost otáčení než motory s nižší účinností. Když je točivý mo- Obr. 2 Možné úspory energie pomocí zvýšení tříd účinnosti u motorů pracujících při jmenovitém zatížení Tab. 1 Příklad změn požadavku na účinnost, otáčky a točivý moment v závislosti na třídě energetické účinnosti pro tři 11 kW, 50 Hz motory ve stejné aplikaci Účinnost % N min -1 T Nm P out kW P in kW IE1 87,6 1464 75,4 11,559 13,195 IE2 89,8 1474 76,4 11,792 13,131 IE3 91,4 1480 77,1 11,948 13,073 0,1 1 10 100 1000 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Jmenovitý výkon motoru (kW) Uspořená energie při 50 Hz (% vstupní energie) IE1 až IE2 IE1 až IE3 IE1 až IE4