Silnik WEG W23 Sync+ – nowy standard efektywności energetycznej
WEGW czasach zmieniających się standardów efektywności energetycznej i wzrostu aktywności związanej z odpowiedzialnością za środowisko firma WEG – globalny producent silników – wyprzedza konkurencję, wprowadzając na rynek nową linię silników W23 Sync+. W23 Sync+ to hybrydowe, innowacyjne rozwiązanie, wykorzystujące technologie magnesów stałych (permanent magnet, PM), magnesów ferrytowych lub neodymowych oraz reluktancji synchronicznej (synchronous reluctance, SynRM), które zapewnia wyższą sprawność przy wszystkich prędkościach w porównaniu z konwencjonalnymi silnikami indukcyjnymi. W tym artykule Marek Łukaszczyk, menedżer ds. marketingu WEG na Europę i Bliski Wschód, opisuje zalety nowej technologii PMSynRM.
Firma WEG, będąca globalnym producentem silników i napędów, od dawna szczyci się tym, że jej produkty wyprzedzają międzynarodowe standardy i przepisy. Nowa linia silników W23 Sync+ nie jest tu wyjątkiem. Nowa innowacyjna technologia powstała w wyniku dążenia do zwiększenia poziomu sprawności, który obecnie sięga wartości zdefiniowanych w standardzie IE6. Dlatego też wszystkie silniki W23 Sync+ spełniają lub przewyższają wymogi obowiązującego obecnie europejskiego rozporządzenia w sprawie ekoprojektu, które stanowi, że nowe silniki muszą być zgodne ze standardem IE3 lub IE4. Flagowy silnik WEG o sprawności IE6 nazywa się W23 Sync+ ULTRA. Pozostałe modele silników W23 Sync+ (tzw. linia ogólna) mają sprawność od IE3 do IE5.
Ponieważ tradycyjna technologia silników indukcyjnych niemal osiągnęła graniczne wartości sprawności, coraz wyraźniejsza staje się potrzeba alternatywnych rozwiązań. Aby osiągnąć wyższą sprawność, silniki elektryczne muszą mieć bardzo wysoki prąd rozruchu, co wymaga nowych układów rozruchowych i systemów zabezpieczających podczas wymiany istniejącego silnika. Mimo że silniki SynRM potencjalnie spełniają wymagania standardu IE6, mają również wady, takie jak niski współczynnik mocy, co oznacza konieczność stosowania większych napędów i wyższe koszty.
Wyższa sprawność i niższe straty
Optymalnym rozwiązaniem okazała się technologia PMSynRM opracowana przez firmę WEG. Konstrukcja ta zapewnia płaską charakterystykę efektywności energetycznej, charakteryzując się wyższym poziomem sprawności w całym zakresie prędkości w porównaniu z konwencjonalnymi silnikami indukcyjnymi oraz wyższym współczynnikiem mocy niż synchroniczne silniki reluktancyjne.
Dla kierowników zakładów oznacza to niższy całkowity koszt posiadania (TCO). Różnicą w przypadku technologii PMSynRM jest separacja strat elektrycznych w silniku elektrycznym dzięki zastosowaniu magnesów. Magnesy generują własne pole magnetyczne bez konieczności indukowania prądu. W ten sposób zmniejszają całkowite straty silnika.
Na przykład: podczas gdy konwencjonalny silnik indukcyjny traci ponad 20% sprawności w różnych zakresach prędkości i obciążenia, silnik W23 Sync+ utrzymuje wyższą sprawność, która w przypadku zmniejszania obciążenia i prędkości o 25% spada o mniej niż 2%.
Sprawność to jednak nie tylko wskaźnik zużycia energii, ale także czynnik wydłużający okres eksploatacji silnika. Dzięki sprawności sięgającej wartości określonych standardzie IE6 (w przypadku linii W23 Sync+ ULTRA) i IE5 (w przypadku linii ogólnej W23 Sync+) oba modele generują mniej ciepła, co oznacza dłuższą żywotność, rzadsze wymiany i mniejsze wymagania dotyczące konserwacji. Eliminuje to również konieczność dodatkowego chłodzenia.
Ponadto linia silników W23 Sync+ zapewnia oszczędności energii, które wpływają bezpośrednio na redukcję emisji CO2 przez zakłady produkcyjne. Według obliczeń zespołu WEG zastąpienie 4-biegunowego silnika indukcyjnego o sprawności IE3 i mocy 75 kilowatów (kW) silnikiem W23 Sync+ ULTRA o sprawności IE6 może przełożyć się na obniżenie emisji CO2 o 126 ton w przewidywanym okresie eksploatacji drugiego wspomnianego silnika wynoszącym 25 lat. W tych obliczeniach czas pracy wynosi 6500 godzin rocznie.
Głównym celem pozostaje redukcja emisji CO2, ale silnik W23 Sync+ przyczynia się również w szerszym zakresie do redukcji emisji gazów cieplarnianych. Jego efektywność energetyczna jest zgodna z praktykami zrównoważonego rozwoju, co zmniejsza zapotrzebowanie na zasoby naturalne i minimalizuje szkodliwy wpływ na środowisko.
Wprowadzenie silników W23 Sync+ na rynek
Prace nad silnikiem W23 Sync+ rozpoczęły się w 2021 r. w okresie globalnych wyzwań związanych ze zmianami klimatycznymi i rosnącego zapotrzebowania na rozwiązania odpowiedzialne środowiskowo. Podczas fazy opracowywania silnika W23 Sync+ wewnętrzny zespół badawczo-rozwojowy firmy WEG chciał, aby klienci mogli cieszyć się najlepszymi właściwościami technicznymi technologii PM i SynRM, co oznaczało wykorzystanie potencjału magnesów ferrytowych i neodymowych.
Było to niełatwe zadanie: ograniczyć szkodliwy wpływ na środowisko, obniżyć emisję CO2 i poprawić ogólną stabilność działania, uzyskując efektywność energetyczną na poziomie wyższym niż ultra-premium. Multidyscyplinarny zespół WEG stawił czoła tym wyzwaniom, opracowując innowacyjne rozwiązania i przekształcając przeszkody w szanse w procesie pracy nad produktem. Przynoszące dobre efekty prace nad linią silników W23 Sync+ otrzymały dodatkowe wsparcie w postaci zaawansowanych możliwości działu badawczo-rozwojowego WEG – w 2022 r. firma zainwestowała w badania i rozwój ponad 122 miliony euro.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Produkty są opracowywane kompleksowo dzięki sprawnej współpracy grup kompetencji technicznych WEG, obejmujących analizę elektromagnetyczną, analizę strukturalną, analizę laminowania, materiały elektryczne i magnetyczne, materiały izolacyjne, materiały polimerowe, wibracje obracających się maszyn elektrycznych, analizę termiczno-akustyczną płynów oraz łożyska i smarowanie. Wszystkie te zespoły stanowią podstawę globalnej strategii rozwoju WEG, wspierając innowacje i wpływając na postępy w technologii silników.
Kluczowe znaczenie ma tu wyprzedzanie międzynarodowych standardów i przepisów, co jest możliwe dzięki aktywnemu uczestnictwu przedstawicieli firmy WEG w pracach różnych organizacji, takich jak Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna (International Electrotechnical Commission, IEC) czy amerykańskie Krajowe Stowarzyszenie Producentów Aparatury Elektrycznej (National Electrical Manufacturers Association, NEMA). Świadectwem tego zaangażowania jest linia silników W23 Sync+, która uzyskała certyfikaty UL, CSA i SGS Baseefa, potwierdzające zgodność z rygorystycznymi przepisami – szczególnie w obszarach niebezpiecznych.
Silniki do szeregu zastosowań o różnym obciążeniu
Silniki W23 Sync+ i W23 Sync+ ULTRA są dostępne w różnych rozmiarach ram – od IEC 80 do 450 (NEMA: od 140 do 7000). To wieloplatformowe rozwiązanie, zdolne do pracy w szerokim zakresie prędkości przy stałym momencie obrotowym i bez użycia chłodzenia wymuszonego, jest dostępne w zakresach prędkości od 750 do 6000 obr./min. Moc znamionowa silników wynosi od 0,75 do 1250 kW przy zasilaniu 220/380 V, 230/400 V, 240/415 V lub 400/690 V.
Wszechstronność linii W23 Sync+ przekłada się na bogactwo możliwych zastosowań w różnych branżach. Preferowane są jednak zastosowania o zmiennym obciążeniu. Jest to idealne rozwiązanie do tego rodzaju sytuacji, ponieważ zapewnia stałą wysoką sprawność nawet przy częściowym obciążeniu. Linia PMSynRM doskonale nadaje się do sprężarek, pomp, wentylatorów, dmuchaw, przenośników itp.
Kolejną ważną zaletą silników W23 Sync+ jest ich kompaktowość przy takim samym współczynniku mocy na ramę jak w przypadku silników indukcyjnych. Na przykład silnik IE5 jest dostępny w tym samym rozmiarze ramy co silnik IE3, dzięki czemu można je płynnie i bezproblemowo wymieniać w istniejących instalacjach.
Dostępność i wsparcie techniczne na całym świecie
Silniki W23 Sync+, które produkuje się w Brazylii i Chinach, są dostępne na całym świecie. Klienci mogą też korzystać z kompleksowego wsparcia technicznego i usług firmy WEG. Oznacza to możliwość bezproblemowej integracji tych innowacyjnych silników z istniejącymi procesami. Ponadto magnesy ferrytowe stosowane w silnikach W23 Sync+ są wykonane z materiału ceramicznego produkowanego i dostarczanego lokalnie. Pozwala to uniknąć problemów związanych z globalnym łańcuchem dostaw i zapewnia stabilność cen materiałów.
Linia W23 Sync+ jest symbolem innowacji w dziedzinie silników elektrycznych, zaspokajając potrzeby związane z ograniczeniami efektywności energetycznej i odpowiedzialnością za środowisko. Dzięki inwestycjom firmy WEG w rozwój technologii silników powstała linia produktów, która nie tylko spełnia, ale też przekracza światowe standardy. W czasach gdy we wszystkich branżach widać nacisk na efektywność, niezawodność i zrównoważony rozwój, linia W23 Sync+ stanowi prawdziwą siłę transformacyjną, która zapoczątkuje nową erę technologii silników.
Źródło: WEG
