Lenze BlueGreen Solutions. Inteligentne koncepcje, które chronią środowisko i obniżają koszty



Podobne dokumenty
UKŁADY NAPĘDOWE POMP I WENTYLATORÓW - OSZCZĘDNOŚĆ ENERGII. Mgr inż. Adam Tarłowski TAKOM Sp. z o.o.

Optymalizacja rezerw w układach wentylatorowych spełnia bardzo ważną rolę w praktycznym podejściu do zagadnienia efektywności energetycznej.

Technika napędów elektrycznych jako klucz obniżenia kosztów energii.

Przemiennik częstotliwośc 8200 vector

System odzyskiwania energii

Technika napędowa a efektywność energetyczna.

Systemair: Technologia EC

Przykładowe systemy i gniazda technologiczne dla branży tworzyw sztucznych

Seria Jubileuszowa. Rozwiązania informatyczne. Sprężarki śrubowe Airpol PRM z przetwornicą częstotliwości. oszczędność energii. ochrona środowiska

Instalacje grzewcze, technologiczne i przesyłowe. Wentylacja, wentylacja technologiczna, wyciągi spalin.

Technologie Oszczędzania Energii. w kooperacji z OSZCZĘDNOŚĆ TO NAJLEPSZY SPOSÓB NA ZARABIANIE PIENIĘDZY

Sala Konferencyjna, Inkubator Nowych Technologii IN-TECH 2 w Mielcu, ul. Wojska Polskiego 3.

Powietrze jest darmowe. Sprężone powietrze już nie. Oszczędzaj energię - obniż rachunki.

f r = s*f s Rys. 1 Schemat układu maszyny dwustronnie zasilanej R S T P r Generator MDZ Transformator dopasowujący Przekształtnik wirnikowy

Technologia Godna Zaufania

SEW-EURODRIVE PRZEKŁADNIE PRZEMYSŁOWE A MOTOREDUKTORY PODOBIEŃSTWA I RÓŻNICE PRZY ZASTOSOWANIU ICH W PRZEMYŚLE

Napędy elektromechaniczne urządzeń precyzyjnych - projektowanie. Ćwiczenie 3 Dobór mikrosilnika prądu stałego do układu pozycjonującego

VI Konf. Nauk.-Techn.WODA i ŚCIEKI W PRZEMYŚLE Lublin, września 2012 r. Wpływ doboru pomp na efektywność energetyczną układów pompowych

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Silnik. Przekładnia. Koncepcja sterowania. Ecotronik od Steyr. IDEALNE ZESTRoJENIE SILNIKA, PRZEKŁADNI I OBSŁUGI.

Narzędzia wsparcia i produkty gotowe dla klastrów energii

AUDYT NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO

Siłownik liniowy z serwonapędem

INVEOR nowy standard w technice napędów pomp i wentylatorów.

AUDYT NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO

Sprawność elektryczna a silniki elektryczne

POPRAWA EFEKTYWNOŚCI EKSPLOATACJI MASZYN

Elektryczne silniki energooszczędne aspekty ekonomiczne stosowania

Tytuł Aplikacji: Aplikacja wentylatora 400kW i związane z tym oszczędności

PR kwietnia 2012 Mechanika Strona 1 z 5. XTS (extended Transport System) Rozszerzony System Transportowy: nowatorska technologia napędów

Napędy urządzeń mechatronicznych - projektowanie. Ćwiczenie 3 Dobór silnika skokowego do pracy w obszarze rozruchowym

Energetyka komunalna teraźniejszość i wyzwania przyszłości Jak obniżyć koszty energii w przedsiębiorstwie i energetyce komunalnej

Zaawansowana Technologia Stabilizacji Napięcia. 6 Września 2011, Shimon Linor, CTO, PowerSines

Silnik indukcyjny - historia

Przemiennik częstotliwości smd. mały, silny, bezkompromisowy po prostu sprytny

Normowe pompy klasyczne

NPK. Pompy jednostopniowe normowe ZAOPATRZENIE W WODĘ POMPY JEDNOSTOPNIOWE PRZEZNACZENIE ZASTOSOWANIE ZAKRES UŻYTKOWANIA CECHY KONSTRUKCYJNE

Szanowni Państwo, walcowe stożkowe stożkowo-walcowe ślimakowe planetarne

Pompy wielostopniowe pionowe

ROZWIĄZANIA DLA BRANŻY WINDOWEJ WCIĄGARKI, FALOWNIKI DŹWIGOWE, AKCESORIA

Możliwości poprawiania efektywności energetycznej w polskich zakładach

MODERNIZACJA NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO WIRÓWKI DO TWAROGU TYPU DSC/1. Zbigniew Krzemiński, MMB Drives sp. z o.o.

Grupa o zasięgu międzynarodowym

1. Wprowadzenie do dokumentu Moduł polityki zarządzania

Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne. Aktory

Efektywne rozwiązania w produkcji opakowań

Przykłady dobrych praktyk

Optymalizacja zużycia energii elektrycznej w napędach sterowanych z przetwornic częstotliwości

SPRĘŻARKI ŚRUBOWE AIRPOL WERSJA PODSTAWOWA

Poprawa efektywności energetycznej w przemyśle: zadanie dla Herkulesa czy praca Syzyfa?

liwości poprawiania efektywności energetycznej w polskich zakładach

SPRĘŻARKI ŚRUBOWE Wydajność: 3,58 71,15 m 3 /min

Przemiennik częstotliwości 9300 vector

Wykorzystanie energii naturalnej.

Switch 1 Switch 2 Switch 3 Napięcie hamowania ON OFF OFF 720V OFF ON OFF 690V OFF OFF ON 650V

Zmiana punktu pracy wentylatorów dużej mocy z regulowaną prędkością obrotową w obiektach wytwarzających energię cieplną lub elektryczną

SPRĘŻARKI ŚRUBOWE Wydajność: 1,75 48,72 m 3 /min

HYDRO KIT - nowe systemy ogrzewania podłogowego i produkcji wody użytkowej marki LG. Piątek, 15 Czerwiec :58

John Deere: przełącz się na niższe spalanie

Powietrzna pompa ciepła ekologia i nowoczesne ogrzewanie domu

Oszczędności w zakresie dostaw silników klasy IE4 dla niebezpiecznych procesów chemicznych dzięki firmie Bauer

Ewolucja systemów klimatyzacji

Klimatyzator LG Standard

Softstarty MCI - układy łagodnego rozruchu i zatrzymania

Oszczędności energii w przemysłowych aplikacjach napędowych dzięki przemiennikom częstotliwości i silnikom o wysokiej sprawności

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Jak i z kim obniżać koszty sprężonego powietrza w przemyśle. Optymalizacja systemów sprężonego powietrza

NPB. Pompy jednostopniowe normowe ZAOPATRZENIE W WODĘ POMPY JEDNOSTOPNIOWE PRZEZNACZENIE ZASTOSOWANIE ZAKRES UŻYTKOWANIA CECHY KONSTRUKCYJNE

SPRĘŻARKI ŚRUBOWE Wydajność 0,43 43,7 m³/min

układ materialny wytworzony przez człowieka, wykonujący użyteczne działanie dzięki energii doprowadzonej z zewnątrz

Identyfikacja potencjału oszczędności energii jako podstawa w procesie poprawy efektywności energetycznej przedsiębiorstwa

CMV-mini. 10 Modeli. Współczynniki EER i COP. Długość instalacji i różnica poziomów JEDNOSTKI MAŁEJ WYDAJNOŚCI DC INVERTER. Zasilanie.

Modularny system I/O IP67

Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek

Speed Up. Smart Conveying Technology.

Napędy urządzeń mechatronicznych - projektowanie. Ćwiczenie 1 Dobór mikrosilnika prądu stałego z przekładnią do pracy w warunkach ustalonych

Informacje dotyczące agregatów SLXi

PRZETWORNICE CZĘSTOTLIWOSCI NORD Zaawansowane systemy sterowania procesami

System Solarne stają się inteligentniejsze

Maszyna indukcyjna jest prądnicą, jeżeli prędkość wirnika jest większa od prędkości synchronicznej, czyli n > n 1 (s < 0).

Energetyka - Bełchatów Oszczędności inwestycyjne i eksploatacyjne. wynikające z zastosowania układów napędowych NORD. NORD Napędy Sp.z o.o.

ROZWIĄZANIA NAPĘDOWE DLA PRZEMYSŁU MATERIAŁÓW SYPKICH

DYSTRYBUCJA SERWIS DORADZTWO TECHNICZNE PRODUKCJA 7 OFERTA STERNET

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Optymalizacja pracy i zużycia energii elektrycznej w napędach z regulacją częstotliwościową

ROBOTY AUTOMATYZACJA PRODUKCJI

Etapy Projektowania Instalacji Fotowoltaicznej. Analiza kosztów

Ochrona środowiska i dbałość o wyniki finansowe

Sterowanie napędów maszyn i robotów

Energooszczędne łożyska SKF

Wzrost efektywności energetycznej układów hydraulicznych w maszynach i pojazdach roboczych

Wsparcie dla działań na rzecz poprawy efektywności energetycznej ze strony systemów informatycznych

Nowoczesne systemy klimatyzacji precyzyjnej Swegon

Wykorzystanie ciepła odpadowego dla redukcji zużycia energii i emisji

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Napęd hydrauliczny

Ile godzin zajęd zaplanowano w ramach Projektu?

DYSTRYBUCJA SERWIS DORADZTWO TECHNICZNE PRODUKCJA 7 OFERTA STERNET

Efektywność energetyczna to się opłaca.

Targi ISH 2013 Aircontec światowe nowości i trendy w dziedzinie klimatyzacji, chłodnictwa i wentylacji Poniedziałek, 25 Luty :25

Napęd elektryczny. Główną funkcją jest sterowane przetwarzanie energii elektrycznej na mechaniczną i odwrotnie

Transkrypt:

Lenze BlueGreen Solutions Inteligentne koncepcje, które chronią środowisko i obniżają koszty

Lenze BlueGreen Solutions rozwiązania najbardziej przyjazne dla otoczenia Najmłodsi eksperci od ochrony środowiska zrzeszeni w UNO wykazują, że wykorzystywanie energii w krajach przemysłowych, wytwarzanej przede wszystkim ze spalania paliw kopalnych, prowadzi do zmian klimatycznych. Znaczenie napędów elektrycznych Niemal połowa wytwarzanej w Niemczech energii elektrycznej zużywana jest przez przemysł. Z tego około dwie trzecie energii zużywają elektryczne napędy. 2 Tę sytuację pogarsza dodatkowo gwałtowny rozwój gospodarczy krajów rozwijających się. Jeśli zużycie energii na głowę mieszkańca w tych regionach świata rośnie do poziomu dużych krajów rozwiniętych gospodarczo, to szybko wyczerpane zostaną zasoby podstawowych źródeł energii. Dlatego niezbędne jest ograniczenie zużycia energii przez wykorzystanie alternatywnych sposobów jej wytwarzania oraz przez jednoczesne znaczne ograniczenie zużycia aktualnie wytwarzanej energii. Tylko w ten sposób można zmniejszyć obciążenie dla naszego środowiska naturalnego a jednocześnie utrzymać dotychczasowy poziom produkcji i jakość życia mieszkańców. Dlatego wszystkie kraje przemysłowe ustanowiły ambitne cele dla zmniejszenia wytwarzania CO 2. Żadna część procesu produkcyjnego, zautomatyzowanego transportu materiałów czy infrastruktura fabryki nie jest w stanie funkcjonować bez napędów elektrycznych. W związku z wysokim udziałem w ogólnym zużyciu i szerokim spektrum wykorzystania - napędy elektryczne stanowią niezwykle skuteczną dźwignię umożliwiającą podniesienie efektywności wykorzystania energii. Obniżenie o ponad 20 % z wykorzystaniem inteligentnych koncepcji jest całkiem realne. Lepsze wykorzystanie energii jest równoznaczne ze zmniejszeniem uciążliwości dla środowiska naturalnego, oszczędnością źródeł energii i ze zmniejszeniem kosztów energii przy utrzymaniu dotychczasowej produkcji. W ten sposób takie same wyniki produkcyjne można osiągnąć zużywając znacznie mniej energii. Oszczędność energii należy do największych wyzwań, obecnie i w przyszłości. W firmie Lenze zdajemy sobie sprawę z tej dpowiedzialności. I pokażemy Państwu, w jaki sposób przy pomocy napędów można oszczędzać energię dzięki Lenze BlueGreen Solutions.

3

Przekształcanie energii przez systemy napędowe 4 przemiennik silnik przekładnia proces częstotliwości Punkty wyjściowe dla oszczędności energii Przy ocenach zużycia energii należy zawsze uwzględniać cały system napędowy składający się z przemiennika częstotliwości, silnika i przekładni, ponieważ sprawność całkowita układu określa, ile energii elektrycznej wykorzystywanej jest w danym procesie. Często zwraca się dużą uwagę na wzrost sprawności silników elektrycznych, chociaż często wyższe oszczędności energii można osiągnąć przez optymalne dopasowanie napędu do procesu produkcyjnego. W niektórych sytuacjach można wykorzystać również energię hamowania i zamienić ją na energię elektryczną, zamiast oddawać do środowiska w postaci niewykorzystanego ciepła. Drobiazgi razem stanowią konkretną różnicę W przemysłowych zastosowaniach występują często napędy o mocach od 100 Watów do kilku megawatów. W dotychczasowych instalacjach przemysłowych dominują napędy o dużych mocach. Natomiast w zautomatyzowanych fabrykach czy w centrach logistycznych wykorzystuje się wprawdzie napędy o znacznie niższych mocach, ale w większej ilości. W typowej fabryce samochodów zainstalowanych jest kilkadziesiąt tysięcy napędów. W centrum logistycznym zainstalowanych jest kilkanaście tysięcy napędów. Przeciętny zakład przemysłowy posiada na ogół kilkaset napędów pracujących w maszynach i procesach. Te liczby pokazują wyraźnie, że przy analizie zużycia energii należy uwzględnić każdy napęd. Nawet napędy, które zużywają niewielką ilość energii, mogą ogółem zużywać jej bardzo dużo, jeśli występują w większych ilościach. 146 mld. kwh 119 mld. kwh Status quo Koncepcje oszczędno ści energii Oszczędność w wys. 27 mld. kwh na rok Oszczędność w wys. 15 mln. t CO 2 na rok Pstrata Pmech Pstrata Pmech Zużycie energii 100 % Zużycie energii 67 % Zapotrzebowanie procesu na energię Zużycie prądu przez napędy elektryczne w Niemczech Źródło ZVEI h 50 % h 75 % Dzięki podwyższeniu sprawności energetycznych można zmniejszyć straty.

Trzy drogi do podniesienia sprawności energetycznej Napędy o wysokich sprawnościach energetycznych Istnieje wiele parametrów określających sprawność energetyczną napędu. Równie dużo jest potencjalnych punktów startowych dla podniesienia sprawności energetycznej. Jednak nie każdy środek zapewnia wyważony stosunek pomiędzy nakładami a efektami. Który środek w konkretnym przypadku będzie najbardziej efektywny a tym samym najbardziej przydatny, wykaże dopiero analiza procesu mechanicznego i jego zużycie energii. Udział potencjalnych oszczędności Wzrost sprawności energetycznej napędów determinują trzy elementy: 1. Inteligentne wykorzystywanie energii elektrycznej 2. Przekształcanie energii z wysokim stopniem sprawności 3. Wykorzystywanie energii odzyskiwanej z hamowania 1 2 3 5 75 % 15 % 10 % 1. Inteligentne wykorzystanie energii elektrycznej: tak mało jak tylko potrzeba 2. Przekształcenie energii z wysokim stopniem prawności 3. Wykorzystywanie energii odzyskiwanej z hamowania Koncepcje z podwyższoną sprawnością energetyczną (należy wdrożyć): Dobór wielkości w zależności od potrzeb Napęd sterowany (przemiennik częstotliwości) Realizacja ruchów i regulacja pracy z wysoką sprawnością Komponenty o wysokich stopniach sprawności (silniki, przekładnie) Wymiana energii pomiędzy napędami Przechowywanie energii z hamowania Odzyskiwanie energii z hamowania Koncepcje o niskiej sprawności energetycznej (należy unikać): Przewymiarowanie Niekontrolowana praca Komponenty o niskich stopniach sprawności Wykorzystanie rezystora hamującego

Energia elektryczna inteligentne wykorzystanie 6 Dla efektywnego wykorzystania energii, moc mechaniczna oddawana przez napęd elektryczny musi być zorientowana na faktyczne potrzeby danego procesu. Należy przy tym uwzględnić zarówno maksymalną potrzebną moc oraz skoki zapotrzebowania mocy podczas eksploatacji urządzenia. Dlatego też inteligentne, uwzględniające potrzeby dostarczanie energii elektrycznej wymaga: doboru napędu według maksymalnie potrzebnej mocy mechanicznej dopasowania oddawanej mocy mechanicznej do chwilowego zapotrzebowania, które często podlega wyraźnym wahaniom. Typowe sprawności systemów napędowych przy różnych obciążeniach częściowych: przy 0,75 Pznam.: h 75 % przy 0,3 Pznam.: h 45% Przemyślana koncepcja Optymalna sprawność systemów napędowych na ogół leży w zakresie wokół mocy znamionowej. Mimo to wiele napędów jest przewymiarowanych, czyli dobranych z zapasem. Efektem jest to, że napęd wykorzystywany jest wyraźnie poniżej swojej mocy znamionowej a sprawność znacznie spada. Ponieważ przewymiarowanie to także wyższe koszty zakupu, to dla podwyższenia efektywności energetycznej w pierwszym rzędzie opłaca się zorientować napęd dokładnie na maksymalną potrzebną mechaniczną moc danej aplikacji. Dzięki Drive Solution Designer firmy Lenze i koncepcjom napędowym z certyfikatem energetycznym system napędowy można dobrać precyzyjnie w zależności od konkretnej potrzeby. Efekt tego to niskie koszty zakupu i niewielkie zużycie energii.

Napędy z kontrolą prędkości Niemal w każdym procesie mechanicznym zapotrzebowanie mocy jest zmienne. Szczególnie wyraźne jest to w urządzeniach klimatyzacyjnych, w których moc tłoczenia pomp i wentylatorów zależy od aktualnej temperatury otoczenia. Także w urządzeniach transportowych występują duże wahania wymaganej mocy, o ile transportowany materiał nie daje stałego obciążenia. Regulacja pracy napędu i sterowanie ruchem z efektywnym wykorzystaniem energii Dopasowanie punktu roboczego W statycznych procesach, dopasowanie punktu pracy silnika do faktycznego obciążenia, może zminimalizować straty. Szczególnie przy obciążeniu częściowym w trójfazowych silnikach znormalizowanych, dopasowanie napięcia silnika przez przemiennik częstotliwości zapewnia podwyższenie sprawności. Dla osiągnięcia wzrostu efektywności należy dopasować oddawaną przez silnik moc do różnych potrzeb. Do tego celu służy przemiennik częstotliwości, który umożliwia zmiany prędkości obrotowej silnika a tym samym oddawaną moc, jako produkt prędkości obrotowej i momentu obrotowego. W niemal wszystkich aplikacjach, przy pomocy przemiennika częstotliwości można wyraźnie podnieść efektywność wykorzystania energii. W pompach i wentylatorach zwykle osiąga się oszczędności do 60 %. Efektywne profile ruchów Dynamiczne procesy można tak zaprogramować, aby sprawność energetyczna była jak najwyższa. Wiele procesów pozycjonowania nie koniecznie wymaga stosowania maksymalnych czasów przyspieszeń czy hamowania. Dopasowanie do faktycznie niezbędnej w danej sytuacji dynamiki oznacza znaczne zmniejszenie strat w silniku. Wykorzystanie energii przy pozycjonowaniu 100 % a max 50 % a max - 30 % s v a Zmniejszenie strat mocy w silniku s v a 7 100 % a max 50 % a max Diagnostyka przy pomocy przemiennika częstotliwości Przemienniki częstotliwości w sterowanych napędach rejestrują stan napędu. Można to wykorzystać do profilaktycznych przeglądów, a konstruktor na etapie projektowania urządzenia może obniżyć poziom zabezpieczeń.

Przekształcanie energii z wysoką sprawnością 8 Sprawność komponentów napędu Przemiennik częstotliwości Przemienniki częstotliwości osiągają obecnie bardzo wysoką sprawność w wysokości 94 do 97%. Standardowe silniki trójfazowe Najczęściej stosowane standardowe silniki trójfazowe dostępne są w różnych klasach sprawności. Od roku 2011 w Unii Europejskiej wolno wykorzystywać tylko silniki od klasa sprawności IE2. Stosowane ciągle jeszcze obecnie silniki klasy IE1 nie wolno będzie stosować w nowych instalacjach. Serwo silnik synchroniczny zamiast asynchronicznego Kontrolowane napędy z silnikami asynchronicznymi mogą generalnie także pracować z wykorzystaniem serwo silników synchronicznych. Prądy silnikowe w takich systemach napędowych są niższe, ponieważ w stale wzbudzanym silniku synchronicznym - magnetyzm silnika nie jest wytwarzany przez pobierany prąd bierny, lecz przez magnesy trwałe. To daje lepsze sprawności w stosunku do odpowiednich silników asynchronicznych. Ogółem pobór energii spada w typowych aplikacjach związanych z pozycjonowaniem o 30 %. 100 95 90 85 80 75 Silnik klasy sprawności IE3 są przy takiej samej mocy wyraźnie droższe i większe jak silniki klasy IE2. Dlatego zastosowanie ich jest korzystne tylko tam, gdzie występują stale wysokie obroty znamionowe i przy wysokich obciążeniach. Jednak w większości przypadków wykorzystanie przemiennika częstotliwości, który może dopasować moc wyjściową napędu do potrzeb, stanowi lepsze rozwiązanie i zapewnia wyższą efektywność wykorzystania energii. Sprawność w % 70 1 10 100 Moc silnika w kw Zużycie energii: -30 % Niskie prądy silnikowe oznaczają jednak również, że w przemienniku częstotliwości wystąpią mniejsze straty mocy i ewentualnie będzie można także dobrać mniejszy przemiennik częstotliwości przez co zwiększa się sprawność całkowita. Dlatego opłaca się sprawdzenie wszystkich zastosowań z kontrolowanymi napędami, czy lepszym rozwiązaniem nie będzie zastosowanie synchronicznego serwo silnika o lepszej sprawności energetycznej. Klasa efektywności IE3 Klasa efektywności IE2 (dotychczas EFF1) Klasa efektywności IE1 (dotychczas EFF2) IE1...3: Klasy sprawności według IEC60034-30

Energooszczędne przekładnie Przekładnia ma za zadanie dopasowanie wysokiej prędkości obrotowej silnika do procesu mechanicznego. Najczęściej wykorzystuje się przełożenie o stopniu przełożenia około 20. Można to zrealizować przy pomocy dwustopniowych przekładni walcowych o bardzo wysokich sprawnościach. Jako przekładnie kątowe stosowane są przekładnie ślimakowe i stożkowe. Generalnie przekładnie ślimakowe charakteryzują się wysokimi stratami, natomiast przekładnie stożkowe dobrymi sprawnościami. Dodatkowy wzrost sprawności można osiągnąć, jeśli dzięki wyższym sprawnościom przekładni ewentualnie można będzie zastosować przemiennik częstotliwości lub silnik o niższej mocy. 100 % 80 % 60 % Sprawność h Energooszczędne mechaniczne elementy przenoszące moc System napędowy zawiera na ogół bierne elementy napędu jak sprzęgła, łożyska, przekładnie cięgnowe, prowadnice oraz liniowe i nieliniowe elementy przenoszące moc. Także tutaj istnieje często wiele alternatyw z różnymi stopniami sprawności. Szczególnie ważne jest jak najniższe tarcie. Przy montażu, optymalnie ustawione wstępne naprężenia pomagają uniknąć podwyższonych obciążeń oraz niskich sprawności. Zastąpienie napędów hydraulicznych przez napędy elektryczne Napędy pneumatyczne i hydrauliczne znane są ze swoich stosunkowo niskich sprawności. Ponadto sprężone powietrze i olej hydrauliczny jest niebezpieczny dla środowiska. Dzięki postępowi w napędach elektrycznych, problemów tych można uniknąć zastępując napędy hydrauliczne przez napędy elektryczne, a jednocześnie można uzyskać oszczędności zużywanej energii. 9 i20 przełożenie Przekładnia stożkowa Przekładnia ślimakowa Silnik trójfazowy klasy efektywności energetycznej IE1 z reduktorem ślimakowym Moc na wale 0,8 kw 0,8 kw h przekładnia 72% 95% h silnik 78% 81% h razem 56% 77% Silnik trójfazowy klasy efektywności energetycznej IE2 z reduktorem stożkowym konieczna moc silnika 1,5 kw 1,1 kw Koszt zakupu 500 530 Koszt prądu na rok 490 360 Koszt całkowity 3 lata 1.970 1.610 Koszt całkowity 3 lata 100% 82% Amortyzacja poniżej trzech miesięcy

Energia hamowania optymalne wykorzystanie Energia hamowania W wielu aplikacjach z wykorzystaniem napędów elektrycznych konieczne jest częste przyspieszanie lub hamowanie. Podczas przyspieszania lub podnoszenia energia elektryczna zostaje przekształcona w energię kinetyczną lub potencjalną, którą można odzyskać podczas hamowania lub opuszczania. Praca w trybie generatorowym z rezystorem hamującym zasilanie 3 P R, ham. P V, przem. M 3 P V, siln. P mech 10 Często ta odzyskiwana energia jest obecnie zamieniana przez rezystor hamujący w ciepło a w ten sposób zostaje bezpowrotnie utracona. Jednak w niektórych zastosowaniach opłaca się wykorzystać tę energię hamownia w sensowny sposób. W ten sposób można uzyskać wzrost sprawności energetycznej. Praca w trybie generatorowym ze zwrotem energii do sieci P el, zas. zasilanie 3 PV, prost. P V, przem. zdoln ość zwrot M 3 P V, siln. P mech Koncepcje napędowe Typowe scenariusze zwrotu energii Zwracana energia Napędy przenośników Energia hamowania zostaje zużyta w silniku 0 brak Napędy przejezdne Regularny lecz rzadki zwrot energii podczas hamowania niska Środki Rezystor hamujący, możliwy obwód pośredni DC Napędy podnoszące Zwrot energii przez dłuższy czas przy opuszczaniu wysoka Zwrot energii, możliwy obwód pośredni DC Napędy pozycjonujące Dynamiczny zwrot energii z wysoką ilością cykli średnia Obwód pośredni DC ew. zwrot energii Napędy koordynowane Jednoczesne występowania silnikowego i generatorowego trybu pracy średnia Obwód pośredni DC Napędy synchroniczne Sporadyczny zwrot energii podczas hamowania, częściowo praca z ciągłym hamowaniem niska, średnia Rezystor hamujący, obwód pośredni DC przy amowaniu Nawijarki Stałe hamowanie przy odwijaniu wysoka Obwód pośredni DC, zwrot energii Napędy cykliczne dynamiczne zmiany pomiędzy silnikowym a generatorowym trybem pracy z wysoką ilością cykli średnia do wysokiej Przechowywanie w kondensatorze, Obwód pośredni DC, możliwy zwrot energii Napędy do elektr. tarcz krzywkowych Napędy do procesów formowania Napędy główne i napędy narzędzi Napędy pomp i wentylatorów Dynamiczne zmiany pomiędzy silnikowym a generatorowym trybem pracy z wysoką ilością cykli W cyklicznych procesach: Dynamiczne zmiany pomiędzy silnikowym a generatorowym trybem pracy średnia do wysokiej średnia do wysokiej Przechowywanie w kondensatorze, obwód pośredni DC Możliwy zwrot energii Praca ciągła, sporadyczne hamowanie niska Rezystor hamujący, możliwy zwrot energii Energia hamowania zostaje zużyta w silniku 0 brak Możliwy ruch bezwładny napędu

Wymiana energii pomiędzy dwoma napędami zasilanie 3 P V, przem. P V, przem. M 3 M 3 P mech tryb generatorowy P V, siln. P mech tryb silnikowy P V, siln. pracujących w trybie ciągłym. W takich przypadkach należy wzajemnie połączyć napięciowe obwody pośrednie w przemienniku częstotliwości, aby w ten sposób umożliwić bezpośrednią wymianę. Obwód pośredni DC można także wykorzystać tak, aby dla wielu napędów mógł pracować wspólnie jeden centralny moduł odzyskiwania energii i w ten sposób zaoszczędzić koszty. Przechowywanie energii w kondensatorze dodatkowy kondensator zasilanie 3 Sposoby wykorzystania energii hamowania PV, przem. Zwrot energii do sieci Większość przemienników częstotliwości nie może oddawać odzyskiwanej energii z powrotem do sieci, ponieważ związane to jest z dodatkowymi kosztami a w niektórych przypadkach nie jest potrzebne. Jeśli zwrot energii do sieci jest uzasadniony, to do napięciowego obwodu pośredniego w przemienniku częstotliwości (lub w kilku przemiennikach) należy podłączyć dodatkowy moduł odzyskiwania energii. Zastosowanie modułu odzyskiwania energii może być uzasadnione ekonomicznie, jeśli moc napędu przekracza 5 kw. Wymiana energii pomiędzy napędami W wielu sytuacjach o znacznej mocy hamowania inne napędy w tym samym czasie pracują w trybie silnikowym. Na przykład napędy synchroniczne czy odwijarki w liniach produkcyjnych M 3 PV, siln. Pmech Przechowywanie energii w kondensatorze Kolejną możliwość wykorzystania energii hamowania daje przechowywanie jej w kondensatorze, którą będzie można wykorzystać w następnym procesie przyspieszania lub podnoszenia. W porównaniu z modułem odzyskiwania energii koszty są tutaj niższe, jednak zdolności przechowywania energii w kondensatorze są ograniczone. Obecnie przechowywanie energii opłaca się w bardzo szybko i cyklicznie działających napędach. Przykład Obecnie przechowywanie energii stosowane jest częściowo w cyklicznie działających napędach przekrawaczy. Napędy te muszą do dziesięciu razy na sekundę przyspieszyć i zahamować walec z nożem tnącym. Wytwarzana przy każdym cięciu energia może poruszać się tam i z powrotem pomiędzy obracającym się nożem (energia kinetyczna) a kondensatorem (ładunek elektryczny). Moc pobierana z sieci zmniejsza się o co najmniej 50 %. 11

Life cycle costs oszczędność kosztów Koszt zakupu + 20% Bieżący koszt energii - 33% na rok Zwrot kosztów po 3 latach Jednak analizy LCC stosuje się rzadko w stosunku do napędów. Przyczyna leży w tym, że producentowi maszyny, w warunkach ostrej konkurencji, często trudno jest sprzedać energooszczędną lecz przy zakupie stosunkowo drogą maszynę. Lecz w przyszłości, wraz ze wzrostem kosztów energii, użytkownicy maszyn przed podjęciem decyzji o zakupie, będą oczekiwać precyzyjnych informacji od dostawcy na temat wszystkich kosztów. 12 Inwestycja 1. rok 2. rok 3. rok 4. rok napędy konwencjonalne energooszczędne systemy napędowe W systemach napędowych koszty energii często już po czterech latach osiągają koszty zakupu. Energooszczędne systemy napędowe są przy zakupie często droższe niż napędy konwencjonalne. Lecz dodatkowe koszty amortyzują się dzięki osiągniętej oszczędności energii na ogół w ciągu kliku lat. Ogólną opłacalność systemu napędowego można więc tylko oszacować w ramach analizy wszystkich kosztów przez cały okres eksploatacji (analiza LCC). Nie ma w tym nic niezwykłego i stanowi to narzędzie od dawna używane w ekonomice przedsiębiorstwa. Firma Lenze może wspierać producentów maszyn przy doborze napędów, które w sposób istotny wpływają na zużycie energii przez całą maszynę. Ten rodzaj współpracy użytkowników, producentów i dostawców napędów tworzy podstawę dla wdrażania koncepcji zapewniających optymalizację wszystkich kosztów przez cały okres eksploatacji maszyn i podnoszenie sprawności energetycznej. Koszt złomowania Koszty serwisowe LCC Life Cycle Costs Koszt zakupu Koszty komponentó w napędu Koszty utrzymania Bieżące koszty energii Minimalizowanie kosztów Life Cycle Costs

Koncepcje napędowe klucz do sprawności energetycznej Dwanaście koncepcji napędowych Chociaż napędy eklektryczne w zależności od warunków stosowania mogą znacznie różnić się sposobem zamontowania, budową czy mocą, to można je przyporządkować do dwunastu koncepcji napędowych. Jako graniczne kryterium przyjęto tu oprócz funkcjonalności - rodzaj i sposób w jaki wykorzystywana jest energia elektryczna i przekształcana na energię mechaniczną. Dlatego te dwanaście koncepcji napędowych stanowi dobry punkt wyjściowy do oceny i podwyższenia sprawności energetycznej napędów elektrycznych. Dokładny opis dwunastu aplikacji napędowych zawierają dostępne w firmie Lenze broszura "Koncepcje napędowe oraz książka Koncepcje napędowe mechatronika dla produkcji i logistyki (ISBN 978-3-540-73425-3). 13 Napędy przenośników Napędy przejezdne Napędy podnoszące Napędy pozycjonujące Skoordynowane napędy robotów Napędy synchroniczne Nawijarki Napędy cykliczne Napędy elektronicznych tarcz krzywkowych Napędy dla procesów formowania Napędy główne i napędy narzędzi Napędy pomp i wentylatorów

Sprawność energetyczna w każdej koncepcji napędowej Sposoby podniesienia sprawności energetycznej Jeśli napęd przeznaczony do optymalizacji został już przyporządkowany do jednej z dwunastu koncepcji napędowych, to zarazem jest już ustalone, jakie generalnie środki dla zminimalizowania zużycia energii będą skuteczne, jakie mniej efektywne a jakie wcale nie nadają się. Poniższa tabela określa te środki. Stanowi ona dla konstruktorów łatwą wskazówkę pomagającą zoptymalizować konkretny napęd. Trzy sposoby podniesienia sprawności energetycznej systemu napędowego 14 1. Inteligentne wykorzystanie energii elektrycznej Lepsza sprawność energetyczna przez Dokładne Pracę kontrolowaną Sterowanie zwymiarowanie z przemiennikiem energooszczędne częstotliwości Niska sprawność energetyczna przy Przewymiarowaniu Pracy bez kontroli prędkości Napędy przenośników Napędy przejezdne Napędy podnoszące Napędy pozycjonujące Skoordynowane napędy robotów Napędy synchroniczne Nawijarki Napędy cykliczne Napędy elektronicznych tarcz krzywkowych Napędy do procesów formowania Napędy główne i narzędzi Napędy pomp i wentylatorów Stan techniki Potencjał oszczędności energii Potencjał oszczędności energii w niektórych aplikacjach

Oszczędzanie energii stanowi jedno z największych wyzwań, dzisiaj i w przyszłości. Prosimy o kontakt, a my chętnie doradzimy jak oszczędzać energię z wykorzystaniem Lenze BlueGreen Solutions. 2. Przekształcenie energii 3. Wykorzystanie zwracanej z wysoką sprawnością energii hamowania 15 Silnik asynchro- Silnik Przekładnię Elektryczny napęd Obwód pośredni DC Odkładanie energii Zwrot energii niczny o wysokiej synchroniczn o wysokiej zamiast napędu do wymiany energii w kondensatorze do sieci sprawności sprawności hydraulicznego Komponentach napędowych o niskiej sprawności Rezystancji hamującej przy wysokim zwrocie energii

Dobrze jest wiedzieć Nasi klienci są dla nas najważniejsi. Ich zadowolenie to nasza motywacja. Myślenie w kategoriach potrzeb klienta daje efekt w postaci niezawodności, czyli podniesienia wydajności w procesie produkcyjnym. Lenze automatyka i napędy dlaczego dla Państwa tutaj jesteśmy Od nas otrzymacie Państwo dokładnie to, czego potrzebujecie perfekcyjnie wzajemnie współpracujące produkty i rozwiązania techniczne, z funkcjami dopasowanymi do Waszych maszyn i urządzeń. W ten sposób rozumiemy pojęcie jakości. Prosimy o korzystanie z naszej wiedzy i doświadczeń zbieranych w różnych branżach od ponad 60 lat, które zostały przez nas konsekwentnie przeniesione na produkty i ich funkcjonalność, z uwzględnieniem potrzeb użytkownika. Lenze SE Postfach 10 13 52 D-31763 Hameln Zastrzegamy prawo zmian technicznych Printed in Germany 11.2010 Version 1.0 pl 5 4 3 2 1 Identyfikujemy się z Waszymi celami i dążymy do długoterminowego partnerstwa, na którym wygrywają obie strony. Dzięki kompetencji naszych doradców uzyskacie Państwo dopasowane do potrzeb rozwiązania techniczne. Jesteśmy tutaj dla Was i wspieramy Was we wszystkich najważniejszych procesach. Możecie Państwo zaufać naszemu serwisowi. Poradę ekspertów uzyskacie za pośrednictwem naszej linii pomocy 008000 24 Hours (008000 24 46877) - w ponad 30 krajach, przez 24 godziny na dzień, 365 dni w roku. www.lenze.com 13350822