מניע לחיסכון: התייעלות אנרגטית של מנועים חשמליים תעשייתיים בתעשייה

מאת: יעקב נוריאל

70% מצריכת האנרגיה החשמלית במפעלי תעשייה מיועדת להפעלת מנועים, והתייעלות האנרגטית בארץ ובעולם הפכה לחלק חשוב בתעשייה ובמבנים המסחריים. רוב המנועים המותקנים והמופעלים בעולם תוכננו בעבר לביצועים בהספקים גדולים ב-20% – 30% מהדרישות הנומינליות אך ורק לענות על הספק שיא נדרש, כאשר נושא האנרגיה אינו הפרמטר המועדף.

נכון להיום ברוב המנועים האסנכרונים מותקנים "מתנעים רכים" (soft-start) המיועדים לשמור על חיי המנוע ולמנוע רעידות בעת הפעלתו.

השמוש במשנה מהירות

לצרכים מיוחדים מותקנים "משנה מהירות" (variable speed) המיועדים לבקר את מהירות המנוע, למנוע רעידות בהפעלה ולחסוך באנרגיה. "משנה מהירות" מיועד לרוב ליישומי בקרה תעשייתית ותהליכים מורכבים הדורשים מהירויות שונות. "משנה מהירות" אומנם יחסוך אנרגיה ע"י הורדת המתח והפחתת מהירות המנוע אולם, ידרוש ניתוח דרישות ספציפי לכל ישום וישום. מתכנן המתקן חייב לשים לב שבעת הפחתת המהירות, הקירור העצמי של המנוע קטן, עובדה הדורשת לעיתים קירור חיצוני.

"המתנע הרך" (soft start) אינו מיועד לחסוך באנרגיה

רבים מהמשתמשים במתנעים רכים חושבים על חסכון באנרגיה, "המתנע הרך" מיועד למנוע את מכת הזרם ההתחלתי, ולמונע רעידות מכניות בעת ההפעלה. רעידות מקצרות את חיי המנוע ומגדילות את תקציב האחזקה."המתנע הרך" מתנתק ברגע שהמנוע והעומס הגיעו למהירות המתוכננת ואינו מיועד לחסוך אנרגיה.

לעומת זאת בקר ה- MotorCon מיועד למלא את שני התפקידים "מתנע רך" וחיסכון באנרגיה גם יחד. בקר ה- MotorCon אינו מתנתק ברגע שהעומס מגיע למהירות הנדרשת, הוא ממשיך לספק למנוע בזמן אמת את האנרגיה האופטימלית לפי צרכי העומס בכל רגע ורגע.

החידוש של ה- MotorCon הינו במעקב אוטומטי אחר צרכי העומס.. Automatic load recognition software control. תכונה מסוג אינטליגנציה מלאכותית הבאה לבקר בעזרת טריטורים (Thyristors) את שיעור המתח וההספק המזין את המנוע בזמן עבודתו ולומדת את אופי עבודת המנוע.

MotorCon מבחין בצרכי העומס load recognition

מדידות הפרמטרים המסוימים של המנוע בדגימות של אלף פעם בשנייה מבחין הבקר בצרכי המנוע ומגיב בהתאמה, תכונה זו נקראת Adaptive Control. הנתונים המגיעים מהמנוע מחושבים ע"י אלגוריתם מיוחד ותוכנה אינטליגנטית המספקים למנוע את הזרם והמתח האופטימלים המיועדים לענות לצרכי המנוע בכל רגע ורגע.

כאשר העומס יורד מתחת ל-50% מערכו הנומינלי והמנוע מוזן ממתח רשת מלא (ללא בקרה) זה גורם לתופעות הבאות: בזבוז אנרגיה. נצילות המנוע פוחתת. המנוע נשחק וחייו מתקצרים.

הסיבה לכך היא, שמתח הרשת הנשאר קבוע (230 וולט) העומס המופחת מקטין את הזרם האקטיבי בשדה המגנטי ומגדיל את ההספק הראקטיבי של המנוע והגורמים לתופעות הבאות:

כל התופעות הנ"ל נעלמות ברגע שנכנס לשימוש בקר ה-MotorCon המווסת בזמן אמת את המתח והזרם למנוע בהתאם לדרישות המכניות של העומס ושומר על מהירות קבועה.

• מונע את עליית ההספק הראקטיבי.
• מווסת את הזרם לשדה המגנטי.
• משפר את הנצילות האנרגטית.
• חוסך באנרגיה.

כל זה קורה ברגע שהעומס יורד מתחת ל-50% מערכו הנומינלי. הפונקציה של שיעור דגימות מהיר וחישוב מהיר, מעניקים לבקר את היכולת לספק למנוע את המתח והזרם ולשמור על המהירות היציבה (בניגוד למשנה מהירות). בקר ה- MotorCon מתוכנן לענות על כל הדרישות של המנועים החדשים עם נצילות EFF2 ופחות מזה. "משנה מהירות" אינו מותאם לסוג זה של מנועים.

הכותב הוא מנכ"ל חברת וינטק נולג' בע"מ