Punih 90 godina reluktantni motori nisu igrali značajnu ulogu u mašinskoj i procesnoj industriji. No, zahvaljujući efikasnosti i robusnosti, ova tehnologija doživljava svoj preporod od 2010-ih godina. Ipak, na tržištu se pojavio ozbiljan konkurent – motori sa permanentnim magnetima. Postavlja se pitanje: mogu li se sinhroni reluktantni motori dugoročno održati na tržištu?
Još davne 1923. godine prvi put je opisan princip rada reluktantnog motora. Za razliku od klasičnih asinhronih motora, kroz rotor ne protiče struja. Rotor nema ni namotaje, ni magnete, ni kavez. Umjesto toga, sastoji se od mekih magnetnih limova posebne geometrije, a obrtni moment se generiše isključivo putem magnetske sile iz statora.
Sinhroni reluktantni motor i energetska efikasnost
„Sinhroni reluktantni motori se ne mogu direktno priključiti na električnu mrežu – uvijek im je potreban frekventni regulator“, pojašnjava Johannes Erdmann iz kompanije ABB Motion. Prvi regulatori nisu bili kompatibilni s ovom tehnologijom, no razvojem hardvera i softvera situacija se promijenila. U međuvremenu, energetska efikasnost postaje sve važniji faktor u industriji – i tu sinhroni reluktantni motori dolaze do izražaja.
Tradicionalno, pumpe, ventilatori i kompresori pokretani su asinhronim motorima fiksne brzine. Kada im je potrebna manja snaga, višak energije se pretvara u toplotu – čista energetska rasipnost. Frekventni regulatori omogućavaju regulaciju brzine i time smanjuju potrošnju energije i do 60% ili više, ovisno o primjeni.
Zašto su reluktantni motori efikasni?
Reluktantni motori imaju visok stepen efikasnosti i pri djelimičnom opterećenju. „Naši SuPremE motori već pri 25% nominalne snage ostvaruju preko 95% nominalnog stepena korisnosti“, kaže Daniel Gontermann iz KSB-a. Pored toga, zbog svog dizajna bez magneta, reluktantni motori su u startu energetski efikasni. Mnogi modeli već godinama ispunjavaju IE4 i IE5 klase efikasnosti, a ABB je među prvima razvio motor koji dostiže IE6 – i to bez upotrebe magneta.
Prednosti magnetno-neutralnog dizajna
Zbog toga što rotor nema električna strujna kola, temperatura motora je i do 20 °C niža, što produžava vijek trajanja namotaja i ležajeva. Smanjena temperatura znači i manju potrebu za održavanjem. Toplota se stvara samo u statoru i lako se odvodi.
„Reluktantni motori su gotovo neuništivi“, navodi Gontermann. Sebastian Link iz Innomotics (nekada Siemens) ističe nisku potrebu za servisiranjem i jednostavnu zamjenu rotora. Uz to, VSD4000 motori se idealno uklapaju u modernizaciju starih sistema, jer zahtijevaju manju priključnu snagu uz istu veličinu osovine.
Geberless rješenja i ATEX certifikacija
Jedan od izazova kod reluktantnih motora bilo je precizno određivanje pozicije rotora. Danas su vodeći proizvođači prešli na rješenja bez senzora. „Naš sistem Active Flux radi tako precizno da omogućava i pozicioniranje motora“, kaže Gontermann. To dodatno pojednostavljuje zamjenu rotora.
U opasnim industrijskim zonama reluktantni motori nude dodatne benefite. ABB-ovi SynRM motori imaju ATEX certifikat za Zone 1 i 2, bez potrebe da se testiraju zajedno s pretvaračem – čak i kada se koristi treći proizvođač.
Nova konkurencija: permanentni magneti
I ABB, i KSB, i Innomotics razvijaju motore s permanentnim magnetima. Ovi motori nude više aktivne snage, manju masu i kompaktne dimenzije. „U HVAC sistemima, razlika između motora teškog 1.500 kg i onog ispod 700 kg je ogromna“, kaže Link.
U aplikacijama gdje je potrebna visoka preopterećenost, poput miješalica i ekstrudera, dolazi do izražaja mogućnost preopterećenja od 200%. Kombinacija reluktantne tehnologije i permanentnih magneta (tzv. hibridni motori) daje dodatne performanse, a modeli poput KSB SuPremE i ABB Baldor Reliance EC Titanium pokazali su se kao odlična rješenja u rasponu do 15 kW.
Zaključak: Ima li reluktantni motor budućnost?
Bez obzira na sve veću upotrebu magneta, reluktantni motori – bilo čisto magnet-free ili hibridni – i dalje ostaju ključna komponenta energetski efikasne industrije. EU već godinama postavlja stroge zahtjeve za efikasnost, a taj trend prate i Kina i druge velike ekonomije. To ih čini sigurnim, dugoročno održivim rješenjem za moderne mašine i postrojenja.
Tekst “Reluktanzmotoren: Erfolgsgeschichte oder One-Hit-Wonder?” preveden je sa stranice Produktion.de
