Il prossimo passo nell'evoluzione del motore elettrico

Pubblicato martedì 23 maggio 2023

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ABB è un’azienda tecnologica leader a livello globale che stimola la trasformazione della società e dell’industria per raggiungere un futuro più produttivo e sostenibile.

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I motori elettrici costituiscono la spina dorsale di gran parte delle attività industriali del Regno Unito e, insieme ai sistemi di azionamento a velocità variabile (VSD), rappresentano il 60% della domanda di elettricità nel settore. Anche se il motore sincrono esiste da molti anni, nell'ultimo decennio si è affermato come il futuro della tecnologia dei motori elettrici, come spiega Dave Blissett, Area Sales Manager – OEM di ABB.

Si stima che nel mondo siano in funzione 300 milioni di motori elettrici industriali. Migliorare l’efficienza dei motori in genere anche di una piccola percentuale può potenzialmente far risparmiare grandi quantità di energia se la si estrapola a un’intera flotta di motori.

Con l'aiuto di un'altra innovazione, l'azionamento a velocità variabile, il motore sincrono a riluttanza (SynRM) è ora una delle varianti di motore più efficienti disponibili, con il SynRM di ultima generazione di ABB in grado di raggiungere livelli di efficienza fino a IE5. Rispetto a un motore IE2 equivalente, un SynRM raggiunge perdite inferiori del 50%, fornendo allo stesso tempo prestazioni e affidabilità superiori e riducendo significativamente il consumo di energia e le emissioni di CO2.

SynRM e i pacchetti di azionamento raggiungono i loro elevati livelli di efficienza grazie all'uso di un rotore senza gabbia appositamente progettato. Ciò elimina le tradizionali perdite del rotore, contribuendo a sua volta a ridurre le perdite complessive fino al 40% rispetto a un motore IE3 equivalente, con un consumo energetico ed emissioni di CO2 significativamente inferiori. La coppia viene generata utilizzando il principio della riluttanza magnetica per far girare il rotore.

L’aumento dei costi energetici ha, inavvertitamente, reso ancora più convincente la necessità di un’efficienza ultra-premium. Con l’aumento del costo dell’energia, i tempi di ammortamento degli asset motoristici diminuiscono. Inoltre, un tipico motore si ripagherà molte volte in termini di maggiore efficienza energetica nel corso della sua vita.

Grazie al design senza gabbia, il SynRM funziona in modo più silenzioso rispetto ad altri tipi di motore. Ha anche una temperatura operativa inferiore, con temperature degli avvolgimenti inferiori di 30°C e temperature dei cuscinetti fino a 15°C inferiori. Ciò contribuisce a prolungare la durata dei cuscinetti, che rappresentano circa il 70% dei guasti non pianificati dei motori. Di conseguenza anche gli intervalli di rilubrificazione sono meno frequenti e non è necessaria la sostituzione delle spazzole. Ciò significa che il motore richiede meno manutenzione in generale. Oltre a ridurre tempi e costi di manutenzione, ciò riduce anche la deriva delle prestazioni nel tempo, consentendo di preservare i livelli di efficienza ultra-premium il più a lungo possibile per un consumo energetico ridotto. Infatti, la riparazione di un vecchio motore IE3 garantisce comunque prestazioni di efficienza IE3, nonché una manutenzione più frequente e un rischio di guasto più elevato.

SynRM di ABB combina le prestazioni dei motori a magneti permanenti con la semplicità e la facilità d'uso dei motori a induzione. Il rotore non contiene avvolgimenti, il che significa che praticamente non ci sono perdite di potenza. Inoltre, non contiene terre rare o magneti, il che rende la manutenzione simile a quella di un motore a induzione ed è un'opzione più sostenibile rispetto ad altri tipi di motore.

Nel 2019, ABB ha lanciato il suo motore ultra-premium IE5 SynRM, che rappresenta un importante passo avanti nelle capacità di efficienza dei motori elettrici. Ottimizzando il pacchetto motore e azionamento, ABB può massimizzare i livelli di efficienza, offrire un controllo accurato del motore e garantire un'eccellente affidabilità durante il ciclo di vita dei prodotti. Inoltre, il pacchetto motore e azionamento è adatto per un'ampia gamma di applicazioni, basate sia su coppia costante che variabile.

Solo dieci anni fa il limite per l’efficienza energetica era IE4 e il concetto di IE5 era meramente teorico. Con ABB SynRM ora compatibile con IE5 sono ora disponibili ulteriori opportunità di risparmio energetico. Dato che i motori rappresentano il 45% di tutta l'elettricità consumata da edifici e applicazioni industriali, se ciascuno di questi fosse aggiornato a un SynRM IE5, il risparmio di energia e carbonio sarebbe enorme e avrebbe importanti implicazioni per l'obiettivo del governo britannico di raggiungere emissioni nette di carbonio zero. emissioni entro il 2050, nonché altri obiettivi per singole industrie e settori.