Elektrické motory sa v priemysle využívajú už takmer 150 rokov. Za ten čas sa však neustále vyvíjali a zdokonaľovali. Najmä v poslednom období došlo k ich významnému technologickému a kvalitatívnemu posunu. Za zmienku stoja predovšetkým vylepšenia, ktoré viedli k výraznému obmedzeniu tzv. uhlíkovej stopy priemyselných a komerčných elektrických motorov. Dnes je na trhu veľké množstvo vysokoúčinných elektrických motorov (s triedou účinnosti IE3 a viac) a frekvenčných meničov označovaných ako elektrické pohony. Ich efektívnosť stanovuje platná norma IEC 60034-30-1 a jej používanie je u nás ošetrené nariadením EÚ.

Pohony, ktoré spoľahlivo a presne rozhýbu zariadenia pracujúce i v náročných podmienkach, prinášajú svojim používateľom nielen úsporu energií, no v rámci pokračujúceho technického vývoja systémov aj potrebné optimálne riešenia rôznych špecifikácií. Radia sa k nim aj pohony pre ventilačné systémy.

Možnosti výberu vhodného pohonu pre ventilačné systémy (HVAC)

Podľa uvedenej normy používame u nás motory tried IE:

  • IE1 – štandardná účinnosť (Standard efficiency) – v súčasnosti už sa nepoužíva;
  • IE2 – vysoká účinnosť (High efficiency) – už sa (až na výnimky) nepoužíva;
  • IE3 – prémiová účinnosť (Premium efficiency);
  • IE4 – super prémiová účinnosť (Super premium efficiency).

Norma je pravidelne aktualizovaná a jej ďalšia verzia bude obsahovať aj definíciu IE5, čo bude označované ako Ultra Premium Efficiency. Poďme sa pozrieť na to, aké typy motorov možno použiť pre jednu z najrozšírenejších aplikácií – HVAC:

  Motory IE3

sú štandardné indukčné motory, ktoré sa bežne využívajú v aplikáciách HVAC dlhé roky. Dajú sa jednoducho riadiť bežným meničom frekvencie a majú tú výhodu, že pomocou jedného meniča frekvencie možno riadiť viacero rovnakých motorov. V prípade núdze možno motor, ako jediný z nižšie uvedených motorov, prevádzkovať bez meniča frekvencie.

  Elektronicky komutovaný motor (ECM) IE4-IE5

jeden z prvých typov motora schopný dosiahnuť vysokú účinnosť. Zvyčajne je to motor do výkonu rádovo jednotiek kW. Ide o bezkefový jednosmerný motor s rotorom z permanentných magnetov. Menič frekvencie býva zabudovaný v motore a bežne býva takýto pohon priamo zabudovaný do ventilátora. Napriek tomu, že je ECM relatívne lacný a jednoduchý, má množstvo nevýhod – obmedzenú možnosť chodu nad menovité otáčky, horšiu účinnosť pri nižšom zaťažení a pri nižších otáčkach. Pri poruche treba demontovať celé sústrojenstvo, teda motor, menič aj ventilátor.

  Spínaný reluktančný motor (SRM) IE4-IE5

je jednosmerný motor, kde riadenie otáčok spočíva v postupnom spínaní jednotlivých častí statorového vinutia. Z toho vyplýva zvlnený krútiaci moment a slabá dynamika pohonu. Motor je mechanicky jednoduchý, využíva reluktančný moment a je kompaktný a spoľahlivý. SRM ponúka vysokú účinnosť (aj keď nie najvyššiu) v celom regulačnom rozsahu. Nevýhodou je vysoká hlučnosť, veľmi nízky účinník (0,35 – 0,45) a tým potreba vyššie dimenzovaného meniča frekvencie.

  Synchrónny reluktančný motor (SynRM) IE5

konštrukčne vychádza zo štandardného indukčného motora (rovnaký stator) s tým, že rotor má špecifickú konštrukciu bez indukčnej klietky. Táto konštrukcia umožňuje motoru využívať reluktančný moment pri absencii rotorových strát. Motor je synchrónny. Konštrukčná podobnosť s bežným asynchrónnym motorom uľahčuje prípadnú výmenu starého IM za nový SynRM. Motor má vynikajúcu účinnosť v rámci celého regulačného rozsahu.

  Synchrónny reluktančný motor s feritom (Ferrite Assisted Synchronous Reluktance Motor, FASR) IE5

podobne ako ECM, aj tento motor využíva permanentný magnet v rotore a je synchrónny. Kombináciou reluktančného rotora a permanentného magnetu sa dá dosiahnuť vynikajúca účinnosť v celom otáčkovom rozsahu spolu s takmer jednotkovým účinníkom. Frekvenčný menič býva zabudovaný v motore, čím sa dosiahne úspora priestoru a kabeláže.

Tibor Baculák