EN (část 1 a 2) Produktová norma příspěvek EU k energetickému ekodesignu

Transkript

1 TIA na dosah 1/2016 EN (část 1 a 2) Produktová norma příspěvek EU k energetickému ekodesignu. siemens.com/answers

2 EN podpoří cíle, které zamezí změně klimatických podmínek na Zemi - zaplní mezeru v oblasti normalizace Pár informací ze zákulisí tvorby EN Výzva: Politická Evropa 2030 a její cíle Klimatické změny a systém udržitelnosti energetického byznysu 40%-ni pokles emisí v porovnání s rokem %-ní nárůst energetické účinnosti ( do roku 2020) Řešení: Realizace aktivit a opatření v průmyslových odvětvích formou norem a předpisů Výzva: Normy & předpisy Pohony spotřebují 70% energie v průmyslu. V současnosti definují normy a předpisy účinnost motorů pro přímé spouštění motorů (DOL) Očekáváme definice stupňů účinnosti měničů a celých pohonů jednak tvorbou norem, ale i novými nařízeními Výzva: Dodavatelů strojů vybavených elektrickými pohony Dle nařízení EC 622/2012 (1W-2.5kW) musí být oběhová čerpadla vybavena štítkem s energetickým indexem (EEI). EEI je definován v normách pro čerpadla a použité výkony. Solution: Analýzou spotřeby energie zajistit přechod od jednoduchých k regulovaným pohonům Strana 2

3 EN podporuje požadavky na analýzu spotřeby elektrické energie Nově v EN Analýza spotřeby Výrobci strojů vybavených elektrickým pohonem musí analyzovat jejich spotřebu dle standardizovaných profilů spotřeby Transparentnost Normou definované podmínky provozu pohonu (motor měnič) lze vzájemně porovnat pro různé aplikace Třídy účinnosti Měniče jsou hodnoceny podle účinnosti (označením IE) a následně i celé pohony ( označením IES) Vydání Vydáno Povinnosti Po vydání EN byla uvedena do EU Official Journal Následuje povinnost výrobce měničů dodržovat požadavky EU vydá do roku 2018 další související nařízení Parametry normy Norma stanoví důležité pracovní body, ve kterých se stanoví energetické ztráty. Strana 3

4 EN definuje požadavky ekodesignu pro pohony a jejich komponenty Jak je EN zakotvená v nařízeních EU? Komponenty pohonů a elektrických rotačních strojů - normy Pohony dle EN IEC M/470 mandát Metody pro stanovení ztrát a účinnosti Část - 1 Část - 2 Neregulované motory Vydáno Specialní motory Vydáno Část - 3 Motory pouze pro měniče Vydáno Požadavky ecodesignu pohonů a příslušných komponentů ve elektrických strojích napájených nízkým napětím Energetická účinnost M/476 mandát Ecodesign IEC Třídy účinnosti (IE) Část - 1 Část - 2 Motory napájené ze sítě kw - Až do 8-mi pólů... Vydáno Motory napájené z měničů Část 1 Základní požadavky EPA (Extended product Approach) a SAM (Semi Analytical Model) pro: Stroje Integrované pohony Část 2 Požadavky na pohony: < 1000 V < 1 MW Definice limit Část 3 Požadavky související s ekologickou stopou, kterou zanechá výrobek v životním prostředí. Strana 4

5 Analýza spotřeby energie pomocí stanovení energetických ztrát v definovaných pracovních bodech Definice dle normy EPA: Extended Product- Approach: Elektricky napájený točivá stroj MS: Motor- System: PDS nebo motorstarter PDS: Power Drive System: Motor CDM CDM: Complete Drive Module: Měnič příslušenství Strana 5

6 Třída účinnosti je definovaná ve jmenovitém pracovním bodě Ztráty v CDM Definuje účinnostní třídu p p Referenční hodnota (referenční měnič) L, CDM (90;100) L, RCDM (90;100) 125% CDM relative IE0 - IE2 p Torque p L,CDM (0;100) p L,CDM (50;100) L,CDM (90;100) 100 current / % 100% Power Ztráty PDS Drive / MS System ztráty/ motor system losses PDS relative torque / % p L,CDM (0;50) p L,CDM (0;25) IES0 - IES2 p p p p L,PDS (0;100) p L,PDS (0;50) p L,PDS (0;25) p L,CDM (50;50) p L,CDM (50;25) p L,PDS (50;100) p L,PDS (50;50) p L,PDS (50;25) p L,CDM (90;50) CDM relative motor stator frequency / % Definuje účinnostní třídu p L,PDS (100;100) p L,PDS (100;50) PDS relative speed / % p p L, PDS L, RPDS Referenční hodnota (referenční systém = referenční měnič referenční motor) (100 (100 75% 50% ;100 ;100 0% ) ) 120% 100% 80% 50% 0% IE 0 IE 0 IE 1 IE 1 IE 2 IE 2 IES 0 IES 0 IES 1 IES 2 25% 25% vyšší higher ztráty než losses reference than reference value Referenční Reference pásmo ± value 25% ± 25% 25% 25% nižší lower ztráty Než losses reference than reference value 20% 20% vyšší higher ztráty Než losses reference than reference value Referenční Reference pásmo ± value 20% ± 20% 20% 20% nižší lower ztráty Než losses reference than reference value Strana 6

7 Všechny momentové charakteristiky, lze aproximovat definovanými body Čerpadlo 100% Momentová charakteristika zátěže Relevantní provozní body pro výpočet ztrát PDS relative torque / % 100 p L,PDS (0;100) p L,PDS (50;100) PDS relative torque / % p L,PDS (100;100) Moment 50 p L,PDS (0;50) p L,PDS (50;50) p L,PDS (100;50) 0% 50% 100% rychlost Using Pasový a dopravník conveyor belt application as example Relative Moment torque 100% Momentová Load charakteristika characteristic zátěže v 0% 50% 100% Rychlost Relative speed 25 Relevantní provozní body pro výpočet Operating points relevant for calculating ztrát losses PDS relative torque / % p L,PDS (0;25) p L,PDS (0;100) p L,PDS (0;50) p L,PDS (0;25) p L,PDS (50;25) p L,PDS (50;100) p L,PDS (50;50) p L,PDS (50;25) PDS relative speed / % p L,PDS (100;100) p L,PDS (100;50) PDS relative speed / % Strana 7

8 Hodnoty pro systém PDS lze vypočítat Siemens poskytuje hodnoty účinností PDS Power Drive Systems (PDS) - Ztráty v definovaných pracovních bodech Ztráty motoru RM relative torque / % 100 p L,RM (100;100) Ztráty v PDS / MS 50 PDS relative torque / % 100 IES0 - IES2 p L,PDS (100;100) 25 CDM relative Torque 100 current / % Ztráty v CDM IE0 - IE2 RM relative speed / % p L,CDM (90;100) = PDS relative speed / % 50 Systémové hodnoty PDS lze měřit nebo vypočítat (pokud se např. volí různé komponenty) CDM relative motor stator frequency / % CDM: Complete Drive Module: Frequency converter PDS: Power Drive System: Motor with CDM Strana 8

9 Referenční CDM, RM a PDS Strana 9

10 Třídy účinosti definované normami Strana 10

11 EN je závazná pro SINAMICS V20, G110, G120, G130, G150 a G180 Rozsah platnosti standardu EN EN je povinná pro: AC-AC měniče/cdm bez funkce rekuperace energie do sítě Motory s integrovaným měničem (jeden produkt) Napájecí napětí: 100 V 1000 V Výkonový rozsah: 0.12 kw 1000 kw Nezávisle na type motoru EN je povinná pro následující CDM: SINAMICS V20 SINAMICS G110 SINAMICS G120 SINAMICS G130 SINAMICS G150 SINAMICS G180 EN lze volitelně aplikovat pro: AC AC měniče/cdm s rekuperací energie do sítě AC DC měniče/cdm DC AC měniče/cdm Zařízení s jiným výkonem nebo napětím Libovolnou kombinaci PDS (CDM a motor) V prvním kroku Siemens aplikuje standard EN na následující PDS: SIMOTICS FD & SINAMICS G120P SIMOTICS GP/SD VSD10 Line & SINAMICS G120 SIMOTICS GP/SD VSD4000 & SINAMICS G120 Strana 11

12 Integrated Drive Systems (IDS) v souvislosti s EN IES 1IES 2 IES 2 SIMOTICS SD VSD10 Line SINAMICS G120 SIMOTICS FD SINAMICS G120P SIMOTICS GP VSD4000 Line SINAMICS G120 Investičně optimalizovaný systém s nízkou energetickou náročností (do 200 kw) Výkonný systém s vysokou energetickou účinností, optimalizovaný pro PFC aplikace (200 kw a více) Systém s nejvyšší účinností s inovativní technologií se synchronním reluktančním motorem (do 30 kw) Strana 12

13 Výkonný, vysoce účinný systém pohonu optimalizovaný pro provozní body segmentu PFC SIMOTICS FD a SINAMICS G120P Účinnostní třída IES 2 Vysoká účinnost ve třídě IES 2 Nejméně o 35% lepší než referenční systém Nižší ztráty systému celého systému např. díky důsledné optimalizaci spínacího vzoru měniče Cenová výhodnost celého systému Vysoká účinnost celého systému díky speciálně vyvinuté architektuře motoru a měniče Jmenovité proudy motoru jsou přizpůsobené proudům měničů Napětí motoru je přizpůsobeno výstupnímu napětí měniče Optimalizováno pro segment PFC Minimální ztráty při částečném zatížení pro aplikace s kvadratickou momentovou charakteristikou Speciální funkce pro úsporu elektrické energie PROFIenergy Hibernační mód Eco mód Strana 13

14 Investičně optimalizovaný pohon SIMOTICS GP/SD VSD10 Line a SINAMICS G120 Redukované náklady díky optimalizaci použitých komponentů pohonu Vinutí motoru je optimalizováno napěťově i proudově k použitému měniči. Je využit optimálně pracovní bod pohonu Ideální řešení pro aplikace s častým rozjezdem a zastavením Třída účinnosti pohonu IES1 / IES 2 (dle výkonu) Nejlepší ve třídě IES 1 Středně úspěšný v IES 2 Speciální funkce pro úsporu energie PROFIenergy Hibernační mód Eco mód Nízký moment setrvačnosti motoru zajistí vyšší produktivitu procesu u aplikací s častým rozjezdem a rychlým brzděním Garantovaný výkon motoru při napájení z měniče Testovaný a na štítku motoru značený Strana 14

15 Pohon s nejvyšší účinností ve všech provozních bodech, používající novou technologii synchronního-reluktančního motoru SIMOTICS GP/SD VSD4000 Line a SINAMICS G120 Pohon s nejvyšší účinností Třída účinnosti Nejvyšší účinnost je zajištěna systému IES 2 technologií synchronního motoru Špičková účinnost ve třídě IES2 Speciální spínací a řídící Nízké náklady na údržbu, a tím algoritmus pro dosažení nejvyšší nižší náklady na životní cykl účinnosti i při částečném zatížení Snížení spotřeby s využitím letmého startu (typicky u ventilátoru) Systém s optimalizovanými náklady Optimalizovaný systém s použitím standardních výkonových jednotek přizpůsobených řídící jednotkou k napájení reluktančních motorů Vysoká dynamika pohonu zvláště při regulaci bez otáčkové zpětné vazby (SLVC) Extrémně jednoduché nastavení vlastností motoru jedním parametrem. Data motoru jsou v paměti měniče. Univerzálně použitelný Vhodný pro různé typy zátěží Řízený synchronní motor má velký startovací akcelerační moment Garantovaný výkon motoru při napájení z měniče Testovaný a na štítku motoru značený Strana 15

16 Ztráty CDM dle EN jsou integrovány v datových listech Ztráty PDS k dispozici v programu SINASAVE. Čím Vás Siemens podpoří? CDM ztráty v datasheetech CDM ztráty k dispozici v datových listech v DT-Configurator ( Přehled CDM ztrát Ztráty CDM podle EN jsou dostupné v tabulkách: ns.com/cs/ww/en/view/ PDS ROI výpočty založené na EN Dostupné v SINASAVE pro: SIMOTICS FD & SINAMICS G120P SIMOTICS GP/SD VSD10 & SINAMICS G120 SIMOTICS GP/SD VSD4000 Line & SINAMICS G120 Strana 16 SIOS: Siemens Industry Online Support ROI: Return on investment

17 Naše pohony (IDS) mají vestavěnou normu ČSN EN Strana 17 DE: EN:

18 Děkujeme za pozornost! Vladimír Mýlek Martin Pochyla siemens.com/answers Strana 18