Truyền động điện tiết kiệm năng lượng hiện đại — xu hướng và triển vọng

Các ổ điện hiện đại có một số khả năng tiết kiệm đáng kể trong hoạt động của chúng. Với động cơ hiệu quả, bộ biến tần phù hợp và ứng dụng IIoT (Internet vạn vật trong công nghiệp) tiên tiến, việc sử dụng tài nguyên sẽ hiệu quả hơn và chi phí vòng đời có thể giảm.

Khoảng 80% tổng năng lượng tiêu thụ bởi các ổ điện hiện tại đến từ các động cơ điện cỡ trung bình, thường không tiết kiệm năng lượng theo tiêu chuẩn hiện hành và thường quá khổ đối với ứng dụng.

Chi phí năng lượng mà một động cơ tiêu thụ trong suốt vòng đời của nó lên tới 97% tổng chi phí vận hành. Vì vậy, việc tìm ra một giải pháp vừa phát huy tối đa hiệu suất của động cơ điện vừa tiết kiệm và thân thiện với môi trường.

Hôm nay chúng ta gặp nhau ổ điện ở hầu hết mọi giai đoạn, đặc biệt là trong công nghiệp và xây dựng, ví dụ như trong máy bơm, máy nén và hệ thống điều hòa không khí, cần cẩu, thang máy và băng tải.

Đồng thời, ngành công nghiệp chiếm hơn một phần ba lượng điện tiêu thụ trên thế giới, trong đó gần 70% lượng điện này là do động cơ điện. Các tòa nhà chiếm thêm 30% mức tiêu thụ điện toàn cầu, trong đó động cơ điện chiếm 38% thị phần này.

Và nhu cầu ngày càng tăng: sản lượng kinh tế toàn cầu hiện tại được dự đoán sẽ tăng gấp đôi vào năm 2050. Đồng thời, nhu cầu về truyền động điện sẽ tăng lên. Đồng thời mở ra không gian tiết kiệm thông qua các giải pháp hệ thống thông minh. Các nghiên cứu gần đây cho thấy rằng mua một ổ điện mới có thể tiết kiệm trung bình đến 30% chi phí năng lượng.

Theo Thỏa thuận khí hậu Paris 2015, 196 quốc gia cam kết làm chậm sự nóng lên toàn cầu. Tuy nhiên, điều này bị phản đối bởi các xu hướng lớn như đô thị hóa, di động và tự động hóa, chắc chắn sẽ làm tăng mức tiêu thụ năng lượng hàng ngày.

Do đó, những nỗ lực cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng giờ đây đã trở thành động lực chính của việc thực hiện Thỏa thuận Paris trên thực tế. Các chỉ thị mới về hoạt động kinh tế của động cơ điện đang được giới thiệu trên toàn thế giới - ví dụ như ở Liên minh Châu Âu, Hoa Kỳ và Trung Quốc.

Đặc biệt, các chỉ thị mới của châu Âu đặt mục tiêu giảm 40 triệu tấn khí thải CO2 vào năm 2030. Phương tiện để đạt được mục tiêu này phải là việc bắt buộc áp dụng các công nghệ tiết kiệm chi phí. Trung Quốc đặt mục tiêu giảm mức tiêu thụ năng lượng xuống 13,5% GDP và giảm 18% lượng khí thải CO22 vào năm 2025.

Các giải pháp mạng và phân tích cẩn thận dữ liệu hệ thống là những giải pháp tốt nhất để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng đến mức thực sự bền vững.

Nhưng không nhất thiết phải mua hệ thống mới ngay lập tức trong mọi tình huống. Ngay cả những cái cũ thường có thể được sửa đổi để tiết kiệm năng lượng với các phụ kiện phù hợp.

Hiện đại biến tần (biến tần) và động cơ hiệu suất cao có thể tiết kiệm tới 30% năng lượng trong các ứng dụng công nghiệp điển hình, chẳng hạn như máy bơm, quạt hoặc máy nén, so với các hệ thống không được kiểm soát truyền thống.

Các nghiên cứu điển hình cho thấy rằng những khoản tiết kiệm này có thể tăng lên 45% bằng cách kết hợp giải pháp truyền động được tối ưu hóa, trong trường hợp này là máy bơm.

Hệ thống này bao gồm một biến tần đảm bảo rằng biến tần hoạt động hiệu quả về mặt năng lượng ngay cả khi tải một phần bằng cách điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn theo các yêu cầu tải hiện tại. Điều này có nghĩa là mỗi ứng dụng luôn được điều chỉnh theo hiệu suất mà nó cần.

Các ứng dụng và thành phần càng cụ thể và đa dạng thì toàn bộ hệ thống càng phức tạp. Do đó, đặc biệt là trong môi trường công nghiệp, cần phải chọn các phương pháp tiếp cận có tính đến hệ thống một cách chi tiết với tất cả các tương tác và tác động hiệp đồng của nó và có thể hài hòa nó một cách tối ưu.

Nó được thành lập cảm biến thông minh và các công cụ phân tích theo dõi, căn chỉnh và cải thiện tất cả các quy trình công việc và là một phần của phương pháp tiếp cận hệ thống cấp cao hơn.

Cảm biến thông minh cho phép các động cơ được kết nối được phân tích ở cấp độ động cơ.Các bộ biến tần hiện đại thường không cần thêm các cảm biến bên ngoài, bởi vì chúng được trang bị trực tiếp hoặc có thể đánh giá trực tiếp các tham số hệ thống nhất định và truyền chúng.

Ngay cả ở giai đoạn lập kế hoạch, lỗi lựa chọn và kích thước có thể được phát hiện bằng mô phỏng ảo của các thành phần ổ đĩa riêng lẻ. Việc thu thập và phân tích dữ liệu khi đang di chuyển được kích hoạt thông qua khả năng kết nối với đám mây và các ứng dụng công nghiệp đầu cuối. Trong sản xuất, các giải pháp truyền động kỹ thuật số giúp xác định sớm các sự cố tiềm ẩn và do đó ngăn ngừa sự cố.

Thu thập dữ liệu từ các thành phần ổ đĩa riêng lẻ cũng có thể tiết lộ các tác động gián tiếp không liên quan đến ổ đĩa. Bằng cách này, có thể liên tục tối ưu hóa toàn bộ hoạt động của một hệ thống được kết nối với nhau — đơn giản và không cần kiến ​​thức đặc biệt.

Dựa trên kinh nghiệm trực tiếp trong sản xuất, có thể nói rằng có thể tiết kiệm tới 10% năng lượng bằng cách sử dụng các cảm biến thông minh và ứng dụng phân tích dữ liệu từ các quy trình phức tạp. Nhờ một dịch vụ phòng ngừa đặc biệt dựa trên mạng IIoT, tuổi thọ của các thành phần có thể tăng lên tới 30% và hiệu suất của chúng có thể tăng thêm 8-12%.