Soddisfare i nuovi standard di efficienza energetica nei sistemi di trasmissione

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Yasar Yüce, Product Manager di Bauer Gear Motor, analizza le ragioni che hanno portato al nuovo standard e le implicazioni per i produttori e gli utenti finali

Motori & Azionamenti

Soddisfare i nuovi standard di efficienza energetica nei sistemi di trasmissione
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Migliorare l'efficienza dei motori elettrici è da sempre un obiettivo primario in tutto il mondo; diversi standard attualmente in vigore contribuiscono al suo raggiungimento. Tuttavia, la necessità di una visione d'insieme per massimizzare pienamente l'efficienza dell'intera catena cinematica è ormai ampiamente riconosciuta. Per ottenere questo, gli ingegneri devono tenere conto dell'efficienza dei sistemi di avviamento e delle apparecchiature collegate al motore; per questo è stato introdotto un nuovo standard, EN50598. Dal 1o gennaio 2015, col Regolamento 640/2009 sono entrate in vigore in Europa le più recenti normative sull'efficienza per i motori elettrici, secondo le quali i motori di potenza compresa tra 7,5 kW e 375 kW utilizzati in qualsiasi nuovo impianto devono essere certificati secondo IE3, oppure secondo IE2 ed installati con inverter (VFD). Questo approccio mira a migliorare l'efficienza di un prodotto specifico riducendo le perdite solo ad esso associate.

Sono i progettisti e gli utenti finali a dover scegliere quale combinazione possa garantire la soluzione più efficiente per la loro applicazione; un motore IE3 ha un'efficienza chiaramente specificata per la sua velocità nominale con il 50%, il 75% e il 100% del carico. Attualmente, un'applicazione che richieda regolazioni di velocità variabile e diversi carichi non può essere valutata in base ai dati prestazionali disponibili per il prodotto. Un progettista o un utente finale non è attualmente in grado di confrontare i diversi componenti concorrenti della catena cinematica per scegliere in via definitiva i componenti più efficienti in termini di motore ed inverter. Una situazione analoga si genera quando il motore è integrato in un prodotto come una pompa o un ventilatore: non è possibile misurare le prestazioni del motore a prescindere dal prodotto.

Per affrontare queste situazioni e migliorare i risparmi energetici potenziali in questi casi, si sta sviluppando un nuovo standard che stabilisce dei riferimenti per le certificazioni energetiche dei sistemi di trasmissione della potenza (PDS). EN50598-1 certifica i requisiti generali per stabilire gli standard di efficienza energetica delle apparecchiature ad azionamento elettrico, utilizzando un approccio esteso al prodotto (EPA) ed il modello semianalitico (SAM). Ciò riguarda essenzialmente le certificazioni di efficienza combinata per il PDS e l'apparecchiatura trascinata, ad esempio la pompa, il riduttore, il compressore, ecc. EN50598-2 amplierà l'ambito dal singolo componente all'efficienza dell'intero sistema di azionamento (PDS). Le nuove classi di efficienza (IES) forniscono una struttura che consente di confrontare le perdite in sistemi di trasmissione completi. La gamma mediana è IES1 e i sistemi con perdite superiori del 20% a IES1 sono classificati come IES0.

I sistemi a maggiore efficienza, con perdite energetiche inferiori del 20% a IES1 sono identificati con IES2. EN50598-3 fornisce un approccio quantitativo alla progettazione ecocompatibile, tramite una valutazione del ciclo di vita, includendo normative per categoria di prodotto e i contenuti delle dichiarazioni ambientali. Il nuovo standard aiuterà inoltre gli utenti finali a misurare con maggiore precisione il periodo di ammortamento. Precedentemente, l'efficienza complessiva dei motori a velocità controllata veniva valutata approssimativamente tramite i consumi energetici. Ora, grazie a curve di efficienza verificate, il periodo di ammortamento per una combinazione motore/azionamento può essere calcolato più realisticamente. I produttori di azionamenti a velocità variabile saranno tenuti a fornire dati sulle perdite secondo i punti di misurazione a carico parziale definiti per il sistema CDM, mentre i produttori di motori o motoriduttori non saranno tenuti a fornire dati sulle perdite al carico parziale specificato. Tuttavia, Bauer desidera essere trasparente sull'efficienza dei suoi prodotti e pubblicherà i dati necessari sia in formato cartaceo che sul proprio sito Web. Nel caso specifico, Bauer ha iniziato a lavorare sull'ottemperanza a questo nuovo regolamento poco dopo che è stato proposto, nel 2010. Ciò ha consentito a Bauer di restare sempre un passo in avanti in termini di progettazione ed efficienza ed essere presente sul mercato con una gamma completa di motori IE3, inclusi quelli di potenza compresa tra 0,75 e 7,5 kW, che soddisfano già i regolamenti che entreranno in vigore nel 2017.

Tutti i motori prodotti da Bauer sono come minimo già pronti per IES1, mentre i suoi tecnici esperti possono garantire ai progettisti e agli utenti finali una competente assistenza nella selezione dell'apparecchiatura più adatta. Bauer ha inoltre ottimizzato sia i suoi motori sincroni a magneti permanenti (PMSM), sia i suoi motori asincroni (ASM) con curva da 70 Hz per l'utilizzo con inverter, il che consente a tutti questi prodotti di ottenere una classificazione di efficienza IES2 in combinazione con il sistema CDM di riferimento per i sistemi di trasmissione della potenza secondo EN50598-2. Mettendo già a disposizione queste tecnologie, Bauer sta contribuendo ad elevare l'efficienza energetica e a migliorare l'ottimizzazione degli impianti e delle applicazioni. Per consentire ai clienti di comprendere meglio le normative più recenti e come i prodotti Bauer le rispettino, provvederà inoltre a pubblicare le classi IES applicabili ai propri motori IE2 e IE3, secondo EN 50598-2. I miglioramenti possibili in termini di efficienza energetica grazie a un'accurata selezione del prodotto saranno vantaggiosi non solo per gli utenti finali, ma anche per gli OEM.

In molte applicazioni è possibile utilizzare un motore sincrono a magneti permanenti più piccolo al posto di uno asincrono più grande, il che consente di selezionare componenti più piccoli nell'intera catena energetica. L'OEM può promuovere la maggiore efficienza delle sue apparecchiature e ridurre i costi di diversi componenti. Inoltre, è possibile ottenere risparmi energetici superiori del 30% sostituendo la tecnologia a motori asincroni utilizzata nelle applicazioni standard in condizioni di carico parziale con i motori sincroni a magneti permanenti Bauer. L'effetto cumulativo dei risparmi energetici sulle diverse applicazioni riduce l'assorbimento elettrico degli impianti, il che a sua volta riduce i costi operativi dell'intero stabilimento per l'utente finale. Bauer ha accolto con piacere il nuovo standard e ritiene che offrirà agli utenti finali un quadro ben più completo dei risparmi energetici possibili su sistemi di trasmissione completi, anziché sul solo motore elettrico. Offrirà inoltre una migliore comprensione dei costi per l'intero ciclo di vita delle nuove apparecchiature, nonché dei suoi effetti sui costi operativi di uno stabilimento.

Pubblicato il 2 Luglio 2015 - (315 views)
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