Motorlar için verimlilik sınıfları, yani IE kodu (International Efficiency veya Uluslararası Verimlilik) belirli bir standardizasyon kapsamında tanıtılmıştır. Bir elektrik motorunun ne kadar enerji verimli olduğunu bu şekilde anlaşılır. IE4 motorları şu anda en yüksek verimliliğe sahiptir. Bu sınıflandırmanın kapsamı takip eden yıllarda genişletilmiştir. Günümüzde, komponentlerin enerji verimliliğinin değerlendirilmesine yönelik, sürücü sisteminin tamamını kapsayan bir standart mevcuttur. Komponentlerin (örneğin motor, değişken hızlı sürücü) enerji verimliliği (IE) kodları ile, sürücü sisteminin enerji verimliliği ise IES kodu (Uluslararası Verimlilik Sistemi) ile tanımlanmaktadır.
IEC 60034-30-1'de asenkron motorlar için IE1'den IE4'e kadar toplam dört verimlilik sınıfı belirlenmiştir. IEC 61800-9-2 standardında 0.12 ila 1000 kW güç aralığındaki sürücü kontrolörleri ve değişken hızlı sürücüler için IE sınıfları açıklanmaktadır. Bu standartta, bu cihazlar için “yalnızca” üç IE sınıfı tanımlanmıştır: IE0 (düşük), IE1 ve IE2 (yüksek)
1 Temmuz 2021 tarihinde yürürlüğe giren Elektrik Motorları ve Hız Kontrolleri hakkındaki (AB) 2019/1781 sayılı Yönetmelik uyarınca pek çok motorun IE3, motorların hızını ve torkunu kontrol etmek için gereken değişken hızlı sürücülerin ise IE2 enerji verimlilik sınıfına uygun olması gerekmektedir. Bu amaçla, yönetmelikte hem doğrudan şebekeye bağlanan alçak gerilim motorlar hem de değişken hızlı sürücüler için asgari verimlilik değerleri tanımlanmıştır.
Makine imalatçıları ve sistem üreticilerini düşünerek yayınladığımız blog yazılarımızı okuyun ve en güncel bilgileri bizden alın.
Enerji verimlilik sınıfını belirlemek için değişken hızlı sürücünün beyan görünür çıkış gücüne göre bağıl kayıpları kullanılır. Bu değerlendirme, çıkış geriliminin yüzde 90’ında ve tork üreten akımın yüzde 100’ünde gerçekleşir. Daha sonra bağıl kayıplar referans değişken hızlı sürücü adı verilen bir sürücü ile karşılaştırılır: IE1 sınıfı, diğer sınıfların belirlenmesinde referans olarak kullanılan teknik bir standarttır. Verimlilik sınıfı IE1 olan değişken hızlı bir sürücünün değerine göre, IE2 sınıfı bir cihaz yüzde 25 daha az kayba, IE0 sınıfı bir cihaz ise yüzde 25 daha fazla kayba sahiptir.
Değişken hızlı sürücüler genel olarak yüzde 95'in üzerinde yüksek bir verimlilik oranına sahiptir, bu da tüketilen gücün neredeyse tamamının serbest bırakılıp motora gönderilebileceği anlamına gelir. Ancak yine de her zaman belli bir oranda güç kaybı olur, bu da genellikle ısı şeklinde olur.
Isı yayılımı üzerinde pek çok faktörün etkisi vardır: Örneğin, ısı yayılımında temel yapının yanı sıra darbe frekansı da rol oynar. Değişken hızlı sürücüdeki kayıplar ile harmoniklerin neden olduğu şebeke ve motor kayıpları arasında denge, burada belirleyici rol oynar.
Tahrik kabiliyetine uygun değişken hızlı sürücü ve motor nominal gücü de yüksek verimlilik değeri için önemlidir. Güç, nominal çalışma noktasının çok altına (yüzde 30 civarına) inerse verimlilik oranı ciddi şekilde düşer.
Değişken hızlı sürücüler genel olarak yüzde 95'in üzerinde yüksek bir verimlilik oranına sahiptir, bu da tüketilen gücün neredeyse tamamının serbest bırakılıp motora gönderilebileceği anlamına gelir. Ancak yine de her zaman belli bir oranda güç kaybı olur, bu da genellikle ısı şeklinde olur.
Isı yayılımı üzerinde pek çok faktörün etkisi vardır: Örneğin, ısı yayılımında temel yapının yanı sıra darbe frekansı da rol oynar. Değişken hızlı sürücüdeki kayıplar ile harmoniklerin neden olduğu şebeke ve motor kayıpları arasında denge, burada belirleyici rol oynar.
Tahrik kabiliyetine uygun değişken hızlı sürücü ve motor nominal gücü de yüksek verimlilik değeri için önemlidir. Güç, nominal çalışma noktasının çok altına (yüzde 30 civarına) inerse verimlilik oranı ciddi şekilde düşer.
Kullanılan güç yarı iletkenlerinin de değişken hızlı sürücülerdeki kayıplar üzerinde önemli etkisi vardır. Yüksek verimli dönüştürücü teknolojisi, geleneksel silikon güç yarı iletkenleri yerine silisyum karbür (SiC) veya galyum nitrürden (GaN) yapılmış şalterleri ön plana çıkarır. SiC ve GaN, geniş bant aralığına sahip yarı iletken malzemelerdir. Bunlar sayesinde güç anahtarları, IGBT'ler veya silikon MOSFET'ler gibi geleneksel silikon tabanlı güç anahtarlarına kıyasla daha yüksek bir sıcaklıkta, daha yüksek frekansta ve daha yüksek gerilimlerde çalışabilir. Bu da yüzde 98 ve üzeri verimlilik oranına artık ulaşabileceğimiz anlamına geliyor.
IE3 veya IE4 motor ile birlikte kullanıldığında, değişken hızlı sürücü ünitesinin bu yüksek verimli motorlarda çalışacak şekilde tasarlanması önemlidir. Bu tip motorların kontrol edilebilmesi için hız kontrol cihazlarının uygun kontrol algoritmaları ile donatılması gerekmektedir. Hız kontrol cihazı IE4 motorlarını çalıştırmak için uygun değilse, bunun çeşitli etkileri olabilir: En kötü senaryoda motor hiç çalışmayabilir, çalışsa bile verimli çalışmayabilir. Eaton'ın PowerXL ailesindeki değişken hızlı tüm sürücüler IE4 motorlarla çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Ayrıca Eaton hız ayarlı yolvericiler ve değişken hızlı sürücüler, IEC 61800-9-2'ye göre CDM'ler (Tam Sürücü Modülleri) için en yüksek verimlilik sınıfı olan IE2'ye karşılık gelmektedir.
Enerji verimliliğini artırmak amacıyla değişken hızlı sürücü sistemleri giderek daha fazla kullanılıyor. Motor ve değişken hızlı sürücüden oluşan sürücü sisteminde mümkün olan en yüksek toplam verime ulaşılabilmesi için değişken hızlı sürücünün de yüksek enerji verimlilik sınıfına sahip olması gerekmektedir. Bununla birlikte, motorları ayrı bir komponent olarak değil, sürücü sisteminin bir parçası olarak ve uygulama bağlamında değerlendirmek önemlidir. Yönetmelik AB 2019/1781 hakkında daha fazla bilgi almak için, "Successfully increasing energy efficiency in drive technology" (Sürücü teknolojisinde enerji verimliliğini başarılı bir şekilde artırmak) başlıklı teknik belgemizi Eaton web sitesinden indirebilirsiniz.
Haberler, ürün güncellemeleri ve endüstri trendleri hakkında anında bilgi sahibi olmak için ekibimize ulaşın.
E-postayı Gönder
