działającego, lecz przestarzałego silni-
ka, na nowszy, o lepszej klasie spraw-
Jak zaoszczędzić na
ności energetycznej. Przykład na rys. 1
ilustruje tendencję często występującą
kosztach eksploatacji
w procesie konstrukcji elektrycznych
układów napędowych.
l� Należy kontrolować wartość i jakość
napędu elektrycznego?
napięcia zasilającego silnik, a w razie
potrzeby skorygować różnicę, wyeli-
Jarosław Buczek
minować wahania i niesymetrie, zre-
dukować wyższe harmoniczne i po-
prawić współczynnik mocy. Wahania
Podczas projektowania nowych napędów elektrycznych oraz przy okazji
i niesymetria napięć fazowych nie
jakichkolwiek zmian w elektrycznych układach napędowych
tylko pogarszają sprawność napędu,
warto odpowiedzieć sobie na kilka pytań, które mogą
ale powodują szybsze zużycie ele-
ułatwić decyzję o wyborze, wymianie lub remoncie silnika.
mentów układu napędowego. Przy-
kładowo 2,5-procentowa nierówno-
Czy jest możliwość zmniejszenia strat
mocy?
l� Należy dobierać silnik o możliwie naj-
większej sprawności energetycznej do
danego zastosowania. Warta przemyś-
lenia jest możliwość zastąpienia już
pracującego silnika o klasie sprawno-
ści gorszej niż eff1 konstrukcją spraw-
niejszą energetycznie, tym bardziej,
że obecnie dzięki Polskiemu Progra-
mowi Efektywnego Wykorzystania
Energii w Napędach Elektrycznych 
PEMP (Polish Energy Efficient Mo-
tor Programme) można nabywać sil-
niki energooszczędne, nie ponosząc
Rys. 2. Oszczędności energetyczne po przełączeniu silnika o mocy znamionowej 7,5 kW
wysokich kosztów związanych z no-
z gwiazdy w trójkąt
woczesnymi technologiami. Więcej
mierność napięć fazowych zasilających
szczegółów znalez
ć można w serwisie l� Należy unikać przewymiarowania sil-
silnik 75 kW, pracujący 8000 godzin
internetowym poświęconym projekto- nika. Silniki energooszczędne mogą być
w roku, zwiększy roczne zużycie ener-
wi: http://www.pemp.pl, gdzie udo- trwale przeciążane, więc nie ma potrze-
gii przez napęd o prawie 10 000 kWh.
stępnione jest także darmowe oprogra- by stosowania kilkudziesięcioprocen-
Jeżeli napięciem tym zasilanych jest
mowanie EFEmotor., ułatwiające do- towych marginesów mocy  na zapas ,
więcej silników, koszty się zwielokrot-
bór oraz wymianę silników i obliczenie szczególnie w przypadku pomp i wen-
nią. Niesymetrie zasilania wywołują
możliwych oszczędności. Na stronach tylatorów. Przy okazji wymiany uszko-
bardzo szkodliwe drgania, a tempera-
projektu znajdują się także dane adre- dzonego silnika często okazuje się, że
tura silnika zasilanego napięciami o 2-
sowe producentów silników elektrycz- można w jego miejsce zastosować sil-
-proc. asymetrii jest o ok. 10�C wyż-
nych, których produkty można nabyć po nik o znacznie mniejszej mocy znamio-
sza niż temperatura silnika zasilanego
obniżonych cenach dzięki systemowi ra- nowej, co nie tylko zmniejszy przyszłe
prawidłowo, co skraca żywotność jego
batowemu projektu PEMP, oraz baza da- koszty eksploatacji napędu, ale dodat-
izolacji nawet dwukrotnie. Niesyme-
nych silników energooszczędnych obję- kowo obniża koszt inwestycyjny. Warto
tria zasilania nigdy nie powinna prze-
tych dopłatami. zastanowić się także nad wymianą wciąż
kraczać 1%.
l� Jeżeli zdecydowano się na remont
7,5 kW  moc
11 kW  moc
uszkodzonego silnika, należy zadbać,
silnika wystar-
znamionowa
aby przezwajanie wykonano z odpo-
czająca do
zainstalowa-
wiednią dbałością o zminimalizowa-
prawidłowego
nego silnika
nie stopnia utraty sprawności silnika.
funkcjonowa-
Sprawność energetyczna po przezwoje-
nia napędu
niu silnika zawsze ulega pogorszeniu.
Rys. 1. Zapotrzebowanie mocy w układzie napędowym wynosi 7,5 kW, projektant przyjmuje
l� Jeżeli zainstalowany silnik jest niedo-
współczynnik 1,1, czyli moc znamionowa silnika wzrasta do 8,25 kW. Konstruktor urządze-
ciążony, należy rozważyć możliwość
nia również przyjmuje współczynnik bezpieczeństwa 1,1, czyli moc znamionowa silnika to
jego przełączenia z połączenia w trój-
już 9,1 kW. Najbardziej zbliżona moc produkowanego silnika to 11 kW. W efekcie zainstalo-
kąt na połączenie w gwiazdę. Jest to
wany silnik ma moc znamionową prawie dwukrotnie większą niż moc faktycznie potrzebna.
najprostszy, a zarazem najtańszy spo-
Nikt nie pomyślał o efekcie ekonomicznym!
38 l� NR 7/8 l� LIPIEC  SIERPIEC
2006 R.
sób osiągnięcia oszczędności. Na rys. dów miękkiego startu powoduje, że łożenia przekładni. Sama wymiana pa-
2 przedstawiono oszczędności energii ta przeszkoda może być coraz łatwiej sków napędowych z klasycznych  V
możliwe do uzyskania po takim prze- i taniej wyeliminowana. na nowocześniejsze może przynieść
łączeniu. l� W układach napędowych, w których poprawę efektywności przekładni pa-
występuje wiele silników pracujących sowej o 6%. Często jednak uzasadnio-
jednocześnie, warto rozważyć możli- na ekonomicznie jest wymiana starej
Czy proces technologiczny dopuszcza wość ich pracy sekwencyjnej. Przy- przekładni pasowej na inny typ prze-
możliwość tymczasowego wyłączania kładowo w układach sprężarek, pomp kładni  pogorszenie stanu techniczne-
silnika? i wentylatorów można użyć kilku sil- go pasków napędowych związane z ich
l� Jeżeli proces technologiczny na to po- ników o różnych mocach i załączać je zużyciem może pogorszyć sprawność
zwala, należy wyłączać silnik, kiedy zależnie od potrzebnego ciśnienia lub przekładni nawet o 10%.
nie jest potrzebny, np. zgodnie z har- temperatury. Produkowane są już zin- l� Należy zminimalizować straty mocy
monogramem pracy. Najprostszym tegrowane sterowniki, które nie tylko w liniach przesyłowych (wynikające
rozwiązaniem jest zastosowanie wy- optymalizują zużycie energii przez układ z nieszczelności instalacji pneuma-
łącznika czasowego, jednak w przy- napędowy, ale dodatkowo załączają po- tycznych, złej jakości izolacji termicz-
padkach, gdy istnieje taka możliwość szczególne silniki w taki sposób, by ich nej w systemach chłodniczych, opo-
techniczna, należy kontrolować para- zużycie było równomierne. rów przepływu w rurociągach itp.).
metry pracy napędu i wyłączać silnik, l� Należy skontrolować, czy układ stero-
kiedy pracuje bez obciążenia lub gdy wania jest odpowiednio zaprogramo-
odpowiednie parametry mieszczą się Czy możliwe jest zmniejszenie wany i czy harmonogram przeglądów
w wymaganym zakresie (temperatura obciążenia silnika? jest dobrany optymalnie.
w układach wentylacyjnych lub chłod- l� Należy sprawdzić, czy przekładnia po-
niczych, ciśnienie w układach pompo- między silnikiem i urządzeniem napę-
wych). Wyłączanie silnika w okresach dzanym jest dobrana odpowiednio do Czy zmniejszenie prędkości obrotowej
pracy jałowej powinno być jednak po- parametrów pracy napędu i czy urzą- silnika nie okaże się korzystne?
przedzone analizą parametrów silnika dzenie napędzane ma maksymalną l� Nawet niewielkie zmniejszenie pręd-
i całego układu napędowego, ponie- wydajność. W przypadku stosowania kości obrotowej przynosi wymier-
waż częste wyłączenia i włączenia mo- w układzie napędowym przekładni pa- ne oszczędności energii, szczególnie
gą być powodem szybszego zużycia sowych, tanim rozwiązaniem pozwa- w przypadkach, gdy silnik napędza
PEMP_ogl reklama 2006.qxd 2006-05-10 14:33 Page 1
elementów układu napędowego. Coraz lającym na obniżenie kosztów pracy pompę lub wentylator. Wszędzie tam,
mniejszy koszt elektronicznych ukła- napędu jest odpowiednia zmiana prze- gdzie niezbędna jest płynna zmiana
reklama
elektryczne
SILNIKI ENERGOOSZCZĘDNE
dostępne po znacznie NIŻSZYCH CENACH
dzięki dopłatom
Elektryczne silniki energooszczędne to:
" najwyższa sprawność energetyczna,
z Funduszu na rzecz
" największa trwałość i niezawodność,
" większa przeciążalność,
Globalnego R
rodowiska
" cichsza praca,
" znacznie niższe koszty eksploatacji.
Silniki energooszczędne po bardzo atrakcyjnych cenach dostępne są już u producentów uczestniczących w programie PEMP.
Dane adresowe producentów oraz szczegóły dotyczące silników znajdują się na stronie internetowej www.pemp.pl
Więcej informacji uzyskać można w agencjach wdrażających projekt:
Krajowa Agencja Poszanowania Energii S.A. (KAPE S.A.)
ul. Mokotowska 35, 00-560 Warszawa, tel.: [phone], www.kape.gov.pl
Fundacja na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii (FEWE)
ul. Wierzbowa 11, 40-169 Katowice, tel.: [phone], www.fewe.pl
NR 7/8 l� LIPIEC  SIERPIEC
2006 R. l� 39
prędkości należy używać falowników. prądów rozruchowych mogą przekro- pracy jest niewielki, co może dopro-
Zapewniają one dokładną regulację czyć maksymalne wartości prądów dla wadzić do mylnego wniosku, że silnik
prędkości, dzięki czemu nie tylko moż- danej sieci. jest niedociążony, jednak ważniejsze
na osiągnąć ograniczenie zużycia ener- l� Wymiana silnika często związana jest są w tym przypadku parametry roz-
gii elektrycznej, ale dodatkowo można z modyfikacją zabezpieczeń, np. no- ruchowe. Kryterium umożliwiającym
poprawić jakość finalnego produktu. woczesne silniki często zabezpiecza- podjęcie decyzji jest wtedy charakte-
Ceny falowników, dzięki postępowi ne są przed przegrzaniem termistora- rystyka czasowa prądu i momentu roz-
w elektronice, wciąż maleją, podczas mi i te modyfikacje należy uwzględnić ruchowego.
gdy sprawność energetyczna i pa- przy wymianie silnika.
rametry pracy układu napędowego, l� Przed wymianą niedociążonego silni-
w którym są stosowane, ulegają cią- ka na mniejszy, należy zastanowić się, Literatura
głej poprawie. Szczególnie warte za- czy w przyszłości proces technologicz- [1] Norma N SEP-E-005. Centralny
interesowania są silniki z fabrycznie ny nie będzie wymagał zwiększenia Ośrodek Szkolenia i Wydawnictw
zintegrowanymi falownikami. Co- obciążenia do wartości, która mogła- SEP, Warszawa 2006.
raz częściej oprogramowanie falow- by spowodować przeciążenie nowego [2] BERNATT M., PISZCZEK M., ZIELIC
SKI T.:
ników umożliwia także zaawansowa- silnika. Ponadto moment rozruchowy Remontować czy wymieniać silniki
ne oszczędzanie energii, przydatne silnika o mniejszej mocy znamiono- elektryczne dużej mocy. Fundacja na
szczególnie w napędach, gdzie zmia- wej może okazać się zbyt mały, mimo rzecz Efektywnego Wykorzystania
ny obciążenia są niewielkie lub wolno- że pozostałe parametry zapewniałyby Energii, Katowice 2006.
zmienne. Jeżeli płynna regulacja pręd- prawidłową pracę napędu. [3] http://www.pemp.pl/
kości nie jest konieczna, należy stoso- l� Poślizg silników energooszczędnych [4] http://www.oit.doe.gov/bestpractices/
wać silniki wielobiegowe. jest mniejszy niż poślizg silników [5] http://www.reliance.com/prodserv/
standardowych, stąd mogą pojawić się motgen/b7087_5/b7087_5_2.htm
różnice w ich prędkościach napędo- [6] http://www1.eere.energy.gov/indu-
Problemy, które mogą się pojawić wych. Różnice te mogą być przyczyną stry/bestpractices/iacs.html
podczas wymiany silnika elektrycznego: problemów w przypadku napędzania [7] http://energyefficiency.jrc.cec.eu.int/
l� Obudowa silnika energooszczędne- pomp i wentylatorów. Z tego powodu [8] http://www.cda.org.uk/megab2/ele-
go może się różnić od obudowy silni- w takich przypadkach należy szczegól- capps/elec_hom.htm
ka zastępowanego, co wiąże się z ko- nie starannie dobierać nowy silnik. [9] http://www.carbontrust.co.uk/energy
niecznością przekonstruowania zamo- l� W przypadku napędów specjalnych,
cowania silnika. np. pras, w których stosowane są ko-
l� Należy sprawdzić parametry sieci zasi- ła zamachowe, wymiana starego silni-
Jarosław Buczek  specjalista
lającej silnik. Pomimo że moc znamio- ka na energooszczędny może być nie-
ds. efektywności energetycznej,
nowa montowanego silnika energoosz- uzasadniona ze względu na wartość
Krajowa Agencja Poszanowania
czędnego jest najczęściej mniejsza niż i prędkość narastania momentu rozru-
Energii SA.
moc silnika wymienianego, to wartości chowego. Prąd znamionowy w trakcie
40 l� NR 7/8 l� LIPIEC  SIERPIEC
2006 R.