30 Ekim 2012 | ÜRÜN 51. Sayı (Ekim 2012)

ABB, yeni nesil yüksek performanslı senkron relüktans motorlarıyla daha düşük boyutlarda yüksek verim ve güç sunuyor.
ABB, yeni nesil yüksek verimli ve düşük boyutlarda yüksek güç sağlayan senkron relüktans motorların lansmanını gerçekleştirdi. Motorlar iki seri olarak pazara sunuluyor. Bunlardan biri yüksek verimli seri, diğeri ise daha düşük fiziksel boyutlarda daha fazla güç elde edebilen seri olarak tanımlanmış. Her iki seri de sadece hız kontrol cihazları ile kullanılabiliyor. Bu motorlar ile enerji kayıpları IE2 motorlar ile kıyaslandığında yüzde 40 oranında düşürülüyor veya motor, normal motora göre iki gövdeye kadar daha küçük gövdede seçilebiliyor.
Yüksek verimli motor ve sürücü paketi, yatırım maliyetini, harcanan enerjinin tasarrufundan dolayı çok kısa sürede karşılayabiliyor.
ABB, senkron relüktans motor (SynRM) teknolojisinde sabit mıknatıslar ile bunu sağlamaya çalışan diğer üreticilerden farklı bir yol izliyor. Bu özel motor standart AC motor statoru ile kayıpsız rotor dizaynını birleştiriyor. IE2 verimlilik sınıfındaki bir motor ile karşılaştırıldığında kayıpların yüzde 40 oranında azaltıldığı ve bu sayede maliyet geri dönüş süresinin iki yıldan az olduğu belirtiliyor.
SynRM motorlar, kafessiz ve mıknatıssız basit rotor dizaynı ile yapısında mıknatıs bulunduran dizaynlara göre çok daha dayanıklı ve sağlam. Bu da olası bir duruş ve arıza riskini ortadan kaldırdığı gibi, sistem veriminin de maksimumda kalmasını sağlıyor. Motorda mıknatısların bulunmamasının bir diğer avantajı da ters EMF’nin oluşmamasından dolayı sürücünün ilave bir korumaya ihtiyacının olmaması.

Sıfır Kayma Kaybı
Senkron dönme hızı standart AC motorlarda rotorda bir kayba neden olur; ki bu toplam kayıpların yaklaşık yüzde 20-35’i kadardır. 3 kW bir motorda yüzde 8, 220 kW motorda yüzde 0,6 kadar verimlilikte iyileştirme sağlar. Bu durum motorun güç-tork oranının aynı ısı artış sınıfında (yani motoru fazladan ısıtmadan) yüzde 20-40 oranında artmasını da sağlıyor.
Ayrıca ABB, hız kontrol cihazı ile sağlanacak olan verimliliğin de küçük güçlerde yaklaşık yüzde 5, daha büyük güçlerde yaklaşık yüzde 0,5 aralığında olduğunu da belirtiyor. Standart bir asenkron elektrik motorunun ısı artış sınıfının Class F (105K) olarak çalışmasının gerektiği bir uygulamada senkron relüktans motoru Class A (60K)’da çalışıyor. Bu durum daha soğuk çalışmayı ifade ediyor. Bu da sargıların izolasyonu ve rulmanlar için daha uzun bir kullanım ömrü demek. Aynı zamanda rulmanların yağlama periyodunun daha uzun olması ve bakım için duruşların azalması anlamına geliyor. Standart bir motor ile aynı yapıda olmasından dolayı değişmesi gerektiğinde, rulmanların değişimi oldukça kolay.
SynRM motorun, özel dizayn rotoru sayesinde ataleti, standart bir motora göre yüzde 30-50 daha az. Bu da daha dinamik uygulamalarda, vinç uygulamaları ve yüksek hızlı pompalarda hem verim hem de çalışma şartları olarak en iyi sonucu veriyor.
Örnek olarak, 37 kW IE4 senkron relüktans motoru 8,760 saat/yıl, 1500d/d çalışma süresi için kayıplar IE2 motor ile karşılaştırıldığında 1,1 kW daha az oluyor. Yıllık elektrik tüketimindeki kazanç ise yaklaşık (elektrik maliyeti 0,1 €/kW alındığında) 964  €, geri dönüş süresi 2 yıl ve CO2 salımı yaklaşık 4,8 yon/yıl’a düşüyor.
Senkron relüktans motorları yüksek verimli kullanımının yanında küçük gövdelerde yüksek güç verebilme seçeneği ile de uygulamalarda kazanç sağlıyor. Kompakt yapısı ile ısı artış sınıfı B veya F olarak çalışabiliyor. Bu uygulamalarda da kayıplar IE2 verimlilik sınıfındaki motorlara göre yaklaşık 10-20 daha az. Aynı gövdedeki 60 kW motor, standart bir motora göre yaklaşık yüzde 40, 200 kW motorda ise standart motora göre yaklaşık yüzde 20 daha fazla güç elde edilebiliyor. Bundan dolayı uygulamada bir veya iki gövde daha küçük motor kullanılabiliyor.

Değişken yükler
Senkron relüktans motorunun bir diğer üstünlüğü ise değişken yüklerin söz konusu olduğu uygulamalarda verimi en yüksek seviyede tutması (fan ve pompa). Bu motorlar sabit mıknatıslı motorların performansını ve standart asenkron motorların dayanıklılığını sunuyor. Makina imalatçıları artık güç ve kompakt yapı arasında seçim yapmak zorunda değil. Senkron relüktans motoru ikisini birarada sunuyor.
Ve ABB üstün DTC (Direct Torque Control) teknolojisi ile senkron motorlarda 6.000 d/dk’ya kadar hıza ulaşabiliyor. Bu da yüksek hızlı uygulamalarda hız kontrolü ile mükemmel sonuçlara ulaştırıyor.
ABB hız kontrol cihazları, senkron relüktans motoru için hazırlanmış yazılımı ile tork üretimini optimize ederken, sürücü akımlarını minimize ederek en iyi çalışma noktasını buluyor.  Kontrol mimarisi aynı zamanda motoru alan zayıflatma bölgesinde çalışmasını sağlayarak nominal hızının 1,5 katına kadar hızlara ulaştırabiliyor.
Senkron relüktans motorları (SynRM) döküm gövde ve 160 ile 315 gövde arasında. Sürücü ile kullanım sırasında IE3 verimlilik seviyesinde çalışıyor. 1500 d/dk, 2100 d/dk ve 3000 d/dk nominal hızlarda, 500 V çalışma gerilimi seviyesine kadar IP55 koruma sınıfında. Motorlar ABB ACS850 sürücülerin özel yazılım sürümü ile kullanılıyor.   
ABB, senkron relüktans motorların IE4 verimlilik sevisinde (hız control cihazı ile kullanımda)  olan modelleri için çalışmalara şimdiden başladı. Yeni piyasaya çıkacak olan modeller daha küçük güçte ve alüminyum gövde seçeneğine sahip olacak ve yine ABB ACS850 hız kontrol sürücüleri ile kullanılacak.