Témata
Reklama

Dopady směrnice ErP

Směrnici ErP pro konstruktéry strojů a systémů se nelze vyhnout - nedávno vstoupila v platnost druhá etapa předpisů EU o účinnosti motorů. Až dosud se průmysl zaměřoval především na elektromotory, to už ale nestačí. Chcete-li optimalizovat účinnost strojů a systémů, je třeba vzít v úvahu také spínací a jisticí přístroje.

Směrnici ErP pro konstruktéry strojů a systémů se nelze vyhnout – nedávno vstoupila v platnost druhá etapa předpisů EU o účinnosti motorů. Až dosud se průmysl zaměřoval především na elektromotory, ale to už nestačí. Chcete-li optimalizovat účinnost strojů a systémů, je třeba vzít v úvahu také spínací a jisticí přístroje.
Hlavní podíl na spotřebě elektrické energie v průmyslové výrobě mají elektrické pohony – zhruba dvě třetiny z celkové spotřeby. Německé ministerstvo pro životní prostředí odhaduje, že s pomocí účinnější technologie pohonů by jen v Německu mohla být do roku 2020 snížena spotřeba elektrické energie o zhruba 27 miliard kWh, což odpovídá snížení emisí CO2 o 16 milionů tun. To je cílem směrnice EU o stanovení rámce pro určení požadavků na ekodesign výrobků spojených se spotřebou energie (Energy related Products – ErP). V této souvislosti předepisuje nařízení 640/2009/ES minimální třídy účinnosti pro třífázové nízkonapěťové indukční motory. První etapa tohoto nařízení, která jako minimum pro nové motory stanovuje třídu účinnosti IE2, vstoupila v platnost v polovině roku 2011. Od ledna 2015 se od výrobců strojů a systémů používajících nové motory se jmenovitým výstupním výkonem 7,5 až 375 kW požaduje, aby tyto dosáhly třídy účinnosti alespoň IE3. Jako alternativa mohou být použity motory IE2, ale pouze v kombinaci s řízením proměnných otáček. Od 1. ledna 2017 se bude toto ustanovení vztahovat i na motory se jmenovitým výkonem od 750 W.

Reklama
Reklama
Reklama


Průběh startu 5,5 kW elektromotoru při jeho 80% zatížení.
Pro zvětšení klikněte na obrázek.

V reakci na tento vývoj pracují výrobci elektromotorů již určitou dobu na zlepšení účinnosti svých výrobků. Bylo to také doprovázeno zvyšováním povědomí o energetické účinnosti v průmyslu. Výrobci strojů stojí před problémem, že budou muset přepracovat své systémy, které dodávají v současnosti, a které ještě nejsou vybaveny motory IE3 nebo měniči s proměnnými otáčkami. Aby však byly stroje a systémy energeticky účinnější, nestačí jen prosté nahrazení motorů IE2 za motory IE3. K zajištění bezpečného a spolehlivého provozu je nutné analyzovat celý systém pohonu a musejí být zváženy účinky konstrukčních změn na používání.

Spínací a jisticí přístroje eliminují rizika

Aby výrobci zlepšili energetickou účinnost elektromotorů, změnili konstrukci svých výrobků. Tyto změny rovněž ovlivňují elektrický profil, což má za následek vyšší rozběhové proudy pro motory s vysokou účinností. Tato situace vyvolává dopady také na spínací a jisticí přístroje. Možné následky zahrnují nežádoucí zastavení provozu z důvodu vypnutí jističe při vyšších rozběhových proudech nebo odskok kontaktů v důsledku vyšších proudových úrovní vedoucích ke spálení kontaktů a snížení životnosti nebo v nejhorším případě dokonce ke svaření kontaktů. Tento druh roztavení kontaktů může být nebezpečný, stejně jako zastavení provozu strojů a následně prováděný servis.

Produkty Eaton splňují požadavky na ekodesign (Energy related Products – ErP)

Společnost Eaton jako jeden z předních světových odborníků na spolehlivé spínání motorů, ochranu a řešení pohonů prováděla formou praktických zkoušek podrobnou studii chování zařízení na ochranu motoru. V rámci této studie byla zkoušena kompatibilita stykačů řady DIL a jističů pro ochranu motorů řad PKZ a PKE s motory IE3 od různých známých výrobců a v případě potřeby došlo k jejich zdokonalení. Výsledky ukázaly, že hodnoty uvedené v aktuálně platné normě pro spouštěče motorů (ČSN EN 60947-4-1) v praxi pro motory IE3 neplatí. Právě probíhají práce na návrhu novely k aktualizaci normy. Současná skupina výrobků společnosti Eaton „připravená pro IE3“ zajišťuje spolehlivý provoz motorů IE2 i motorů IE3.


Parametry jednotlivých spínacích a jisticích přístrojů.
Pro zvětšení klikněte na obrázek.

Účinný provoz čerpadel a ventilátorů

Volba správných výrobků je jen částí odpovědi na splnění požadavků směrnice ErP. Rovněž je nutné analyzovat celé procesy a systémy, aby byly v souladu s požadovanými minimálními úrovněmi účinnosti. Význam mají také předpisy týkající se čerpadel a ventilátorů, protože u konvenčních mechanických zařízení pro řízení průtoku, jako jsou ventily a klapky, je často obtížné splnit požadavky na účinnost.

Ke snížení ztrát je obvykle nutné řízení proměnných otáček. Měnič s proměnnými otáčkami (VSD) je však často pro mnoho jednoduchých aplikací funkčně nadbytečný. Tato zařízení jsou obvykle složitá a vyžadují důkladnou znalost konstrukce pohonů. Až doteď byly pro konstruktéry hnacích elektromotorů jedinou dostupnou alternativou spouštěče motorů. I když mají tu výhodu, že se snadno používají, jejich funkce je omezená. Pro aplikace zahrnující konstantní otáčky nebo nízké provozní cykly jsou stále nejvíce energeticky účinným řešením spouštěče motorů v kombinaci s motory IE3. Pokud je však cílem zlepšit energetickou účinnost stávajících systémů, které běží při konstantních otáčkách, ale s nižším než plným jmenovitým zatížením, je tu nyní třetí možnost v podobě frekvenčních startérů.

Nový typ zařízení: frekvenční startéry (VSS)

Frekvenční startéry uvedené na trh pod názvem PowerXL DE1 překlenují mezeru mezi spouštěči motorů a měniči s proměnnými otáčkami. Snadno se používají, jsou stejně spolehlivé jako konvenční spouštěče motorů, a navíc mají přidanou výhodu řízení proměnných otáček. Kromě toho mohou být uvedeny do provozu ihned po vybalení z krabice. Podporují také uživatelskou konfiguraci s modulem plug-in, který umožňuje individuálně nastavit výchozí hodnoty klíčových parametrů pomocí šroubováku, bez potřeby klávesnice, softwaru či návodu. Při praktickém srovnání s konvenčními řešeními snižuje tento přístup pracnost konfigurace až o 70 procent.

Eaton

Guido Kerzmann

KSiwek@technical-group.com

Reklama
Vydání #3
Firmy
Související články
Chytré chlazení s menším množstvím chladiva

Firma Rittal svou novou řadou chillerů Blue e s rozsahem chladicího výkonu od 11 do 25 kW významně zdokonalila svou nabídku technologie chlazení pro obráběcí stroje a rozváděče. Tím, že nová řada chillerů používá o 40 % menší náplň chladiva, stává se významným příspěvkem k ochraně životního prostředí. Uživatelé zároveň profitují z přesné regulace teploty, zjednodušeného provozu a instalace, jakož i z nových bezpečnostních funkcí. K dispozici jsou rovněž předkonfigurované sady volitelného příslušenství.

Zkraty a nadproudy bez rizika poruchy

Zkrat nebo nadproud, který může nastat na zařízení externě připojeném k rozváděči stroje, zapříčiní vybavení nadproudové ochrany, nejčastěji jističe, a tím může dojít k nechtěnému vypnutí celého stroje nebo jeho části.

Nové kabely pro obráběcí stroje

Společnost igus, v ČR zastoupená firmou Hennlich, rozšiřuje svou rozsáhlou nabídku flexibilních kabelů chainflex pro obráběcí stroje. Díky čtyřem řadám servokabelů pro pohyb v energetických řetězech lze jednoduše snížit procesní i produktové náklady při zachování vysoké kvality konstrukčního řešení.

Související články
Skutečná účinnost datového centra pomocí transparentnosti napájení

V současné době se velká většina vlastníků a provozovatelů datových center při jejich správě zabývá neuvěřitelným množstvím činností. Od malých až po extrémně velká datová centra je zvláštní pozornost věnována všem aspektům jejich provozu včetně „zelené“ IT, chlazení a topologie. Velký důraz je kladen také na měření výkonu aplikací a na využívání mnoha ukazatelů výkonnosti softwaru pro zvyšování efektivity a optimalizaci. Bohužel nejsou tyto činnosti vždy tak konzistentní a komplexní, jak by mohly být. Dennis O’Sullivan, provozní specialista řešení datových center ve společnosti Eaton EMEA, zkoumá, jak by tento problém měl být řešen.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Elektrická bezpečnost je již zajištěna

Bezpečnost má v oblasti elektrických rozváděčů absolutní prioritu. Aby nedošlo ke zranění osob nebo k poškození majetku, musí být dodrženo mnoho norem a nařízení. Mezi požadavky patří i vyrovnání potenciálu mezi všemi kovovými částmi rozváděčové skříně. Systém řadově spojitelných skříní TS 8 společnosti Rittal je příkladem, jak může být bezpečnosti dosaženo v mnoha aplikacích pomocí automatického vyrovnání potenciálu bez nutnosti samostatného uzemnění všech kovových částí rozváděčové skříně.

Vnitřní instalace – rychle a pohodlně

Vysoká hustota instalace prvků ve skříních a velmi krátké projektové časy – to jsou pouze dva z faktorů, se kterými se dnes výrobci rozváděčů potýkají. V dnešní době je velmi důležité, aby instalace komponent dovnitř rozváděče proběhla co nejrychleji, a proto je žádoucí, aby instalace co nejvíce komponent probíhala současně.

Kabely a jednožiláky pro náročné podmínky

Konec roku je bilančním obdobím snad pro každou společnost a skupina Lapp není výjimkou. Při pohledu zpět na posledních 12 měsíců vidíme řadu úspěšných projektů, jako je spuštění e-shopu nebo účast na mezinárodním veletrhu Amper 2015. Kromě toho však skupina Lapp v souladu se strategií neustálých inovací vyvinula a úspěšně představila i řadu produktových novinek.

Odolné kabely pro extrémní podmínky

Ať již na severním pólu nebo v Himálaji, kabely a průmyslové konektory musejí často odolávat drsným podmínkám. Musejí vydržet velmi nízké teploty, nesmějí se rozpadnout v agresivních médiích a musejí být velice odolné vůči mechanickému namáhání.

Standardizace - kouzelné slovo pro bezporuchový provoz elektrických zařízení?

Dojde-li k poruše během řídicího procesu, je toto zpravidla monitorováno měřicí nebo senzorovou technikou. V automatizaci to může vyvolat operaci, která poruchu odstraní nebo nahlásí. Tím je tedy definován a znám stav procesu po poruše. Jestliže však dojde v řídicím rozváděči k elektrické chybě, není zpravidla automatizační technika schopna na tento stav reagovat. Dojde-li díky elektrické chybě k dalším škodám, jde většinou o časové a finanční náklady a také o delší výpadek procesu. Pro dlouhodobé zajištění a zlepšení ochrany osob a zařízení byla proto zavedena nová norma IEC 61439. Mnoho požadovaných ověřování lze přitom jednoduše docílit používáním standardizovaných produktů a řešení, což vede k vítanému zlepšení ochrany osob a zařízení.

Vyšší tempo, nižší náklady

Čas a náklady jsou při výrobě řídicích a distribučních rozváděčů stěžejním tématem. Potenciál pro zlepšení se dnes nachází v celém procesu od projektování, přes výrobu až po osazení rozváděčové skříně. Žádaná jsou přitom řešení, která automaticky vygenerují podrobné plány a dokumentaci, ale také rozváděčové skříně, které jsou konstruovány na bázi jednotné systémové platformy vhodné pro různé typy aplikací a minimalizující chybovost a čas montáže. Průkopníkem v použití těchto řešení je společnost Ripploh Elektrotechnik z Ostbevernu.

Strojové učení pro senzory

Dnes je možné nalézt mikrokontroléry (jednočipové počítače) v prakticky jakémkoli technickém zařízení počínaje pračkami až k měřičům tlaku a nositelné elektronice. Výzkumní pracovníci Fraunhoferova institutu mikroelektronických obvodů a integrovaných systémů řízení (IMS, ISŘ) vyvinuli AIfES, koncept umělé inteligence (AI) pro mikrokontroléry a senzory, který obsahuje plně nastavitelnou umělou neuronovou síť. AIfES je na platformě nezávislá knihovna pro strojové učení, kterou lze využít k realizaci samostudijní mikroelektroniky, která nevyžaduje spojení s cloudem nebo vysoce výkonným počítačem. Systém umělé inteligence určený pro senzory je schopen rozeznat rukopis a gesto, což umožňuje například zadávání vstupních dat gestem, běží-li knihovna na nositelné elektronice.

Zajímavosti ze světa 3D tisku

3D tisk nabízí stále nové možnosti uplatnění, ať už jde o vlastnosti nebo rozměry finálního výrobku, nebo o zcela nové aplikační oblasti. Jednou ze zajímavých novinek je 3D tiskárna na desky plošných spojů, která umožňuje výrobu prototypu nebo malé série během několika hodin. Nebo z jiného soudku - v největších výrobních systémech lze vytisknout plastové díly s rozměry kolem 900 mm. Pokud máte za to, že se vám investice do takového zařízení nevyplatí, není třeba zoufat, neboť technologie jsou dostupné i formou služby.

Elektricky a bez softwaru? Jde to!

Software je fenomén současné techniky. Elektrické pohony nejsou výjimkou, ale jedním z nových směrů v jejich vývoji je stále jednodušší použití a z toho vyplývající menší náklady. Pomocí elektrických pohonů tak můžete řešit mnohem více úkolů, a to i těch jednoduchých.

Solární článek Amorton na Amperu

Kromě nových technologií v oblasti automatizační techniky, elektromechanických i polovodičových relé bude společnost Panasonic na Amperu 2019 představovat amorfní křemíkový solární článek - Amorton. Tento unikátní zdroj energie s dostatečným výkonem pro napájení elektroniky nezatěžuje životní prostředí žádnými CO2 či jinými skleníkovými plyny a je tak ideální ekologickou alternativou standardních baterií.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit