elektrik port üyelik servisleri elektrik port üyelik servisleri

Motor Sistemleri – Frekans Konvertorleri için Ecodesign Gereklilikleri

Verimlilik her konuda olduğu gibi sabit şebeke geriliminin frekans ve büyüklüğünü değiştirmek için kullanılan frekans konvertörleri için de önemli bir husustur. Bu yazımızda motor sistemleri – frekans konvertorleri için ecodesign gereklilikleri ve EN 50598 standartının kapsamını inceleyeceğiz.



A- A+
13.07.2016 tarihli yazı 1533 kez okunmuştur.

EN 50598 Standartının Kapsam ve Tanımı

Motor sistemleri için verimlilik sınıflarına EN 50598 standartına göre karar verilir.
 

Complete Drive Module


Motor ve şebeke voltajı arasında kalan tüm komponentler tanımlanmaktadır. Burada ise genel olarak, Güç Elektroniği komponentleri, doğrultucu ünitesi, IGBT, koruyucu ekipmanlar, fan, besleme trafosu, filtreler ve kablolar belirtilir. Ayrıca RFI filtrede CDM içinde değerlendirilebilir.


Power Drive System


Motor ile Frekans Konverterünün kombinasyonu ise Power Drive System olarak adlandırılmaktadır. Bu kapsamda düşünüldüğünde CDM, motor ve motor kablolarını da içermektedir. Motor teknolojisi olarak ise tek bir motor tipi düşünülmemelidir. Örneğin; Asenkron Motor, Permanent Magnet, Senkron - Reluktans Motor olabilmektedir.


Driven Equipment


Driven Equipment ile yük tarafı kastedilmektedir. Bu kapsamda mekanik iletim kısmı örneğin Gear Box (dişli kutusu) veya kayış-kasnak.




Extended Product


Sadece kullanılan ekipmanları değil sistemi en verimli hale getirir, uygulamada tüketilen enerjiyi en yüksek derecede düşürür. Bu nedenle Extended Product, motor ve yük kombinasyonunu göz önünde bulundurur. Sistemin yapısını bilerek, Energy Efficiency Index (Enerji Verimliliği İndex)’i hesaplar.


Motor Sistem


Motora giden güç beslemesinin kontrol edilmesi her zaman gereklidir. En basit yöntemi ise anahtarlamaktır. Bu nedenle PDS, motor sisteminin bir parçasıdır.


VLT®, Ecodesign gereksinimlerine tam uyumludur


Ecodesign Directive, frekans konvertorleri dahil geniş aralıktaki ekipmanların enerji verimliliklerini denetler. 2011 yılında, Avrupa Birliği tarafından AC motorlar için minimum gereksinimleri açıklandı ve bu gereksinimler ise artarak devam etmektedir.



Motordaki IE sınıflandırmasına benzer olarak EN 50598-2, Frekans Konvertorleri ve motorun kullanıldığı sistemlerde IE sınıflarını açıklar.

Danfoss VLT® Frekans Konvertorleri, bu standartın tüm ihtiyaçlarına uyumluluk sağlamaktadır. Danfoss VLT® en yüksek verim sınıfı olan IE2’ye uyumluluğu sağlamaktadır. Ayrıca, DC choke ve dahili RFİ filtrenin kayıpları da göz önünde bulundurulursa, bu standarta yine de haiz olmaktadır. Danfoss VLT® Frekans Konvertorleri, IE2, IE3 veya IE4 motorları kontrol ediyorsa, sistem verimliliği en yüksek olan IES2’yi sağlayabilmekte. Danfoss, IE/IES sınıflandırılması konusunda manueller ve tüm online bilgileri aşağıdaki linkte sunulmaktadır.

www.danfoss.com/vltenergyefficiency

Enerji verimliliği hakkında çeşitli bilgileri üstteki linkten okuyabilirsiniz.

- Tanımlar
- Farklı ürünlerin uyumlulukları, sistemler ve çözümler
- Dizaynda önemli konular
- Yasal zorunluluklar




 


Ecodesign Direktifleri


Bir ürünün kullanım ömrü boyunca çevreye olumsuz etkilerini en aza indirgemeyi amaçlar. Bu nedenle, ürünlerin dizaynları önemli bir yer tutmaktadır.
 
Standartlar ve düzenlemeler arasındaki ilişki

Ecodesign direktifleri, Avrupa Parlementosu ve Konseyinin Directive 2009/125/EC direktifidir. Bu regülasyon minimum verimlilik performans standartını düzenlemektedir. (MEP)
 

Prensipler ve Onay


Genellikle benzer teknik standartlar esas alınarak değişik enerji verimliliği regülasyonları düzenlenmektedir. Değişik ülkeler arasındaki fark ise zamanlama ve verimlilik seviyesidir (IE2, IE3, etc.). Ecodesign, benzer özellikleri içeren Kuzey Amerika ve Avustralya ile karşılaştırılabilir.
 

Motor için Ecodesign Gereksinimleri

 

Verimlilik sınıfları

IEC 60034-30-1 standartı IE1-IE sınıflarını belirlemektedir. AB regülasyonunda sadece IE1-IE3 sınıfları kullanılır.


Yasal Gereksinimleri

- Duty tipleri S1 (sürekli çalışan) ya da S3 (periyodik çalışan)
- 2 ile 6 kutup arası
- Güç aralığı 0.75 – 375 kW
- Nominal gerilim 1000 V’a kadar


Karşılaştırılabilirlik:

İyi Minimum verimlilik gereksinimleri (MEPS), motorlar arasında karşılaştırma özelliği kazandırır.



Motor IE sınıfları IEC60034-30-1’e göre




- Nominal motor yükünde IE sınıfları belirtilir
- Şebeke frekansında nominal tork verimlilik seviyeleri %50 ve %70 arasındadır.
- Mekanik boyutlar, motor teknolojisine ve IE sınıfına göre değişkenlik gösterebilmektedir.


Frekans Konvertorü için Ecodesign Gereklilikleri

 

EN 50598-1:


Frekans konvertoru ve motorun birlikte kullanımı örneğin pompa
 

EN 50598-2:


Verimlilik sınıfının tanımı:
- IE0 – IE2 sınıfı Frekans Konvertorleri
- IES0 – IES2 Power drive sistemi icin (Frekans konvertoru ve Motor)
- 8 farklı kısmi yük kaybıni belirler.
 

Verimlilik Sınıfı


EN 50598-2 standartı Frekans Konvertörü için, verimlilik sınıflarını IE0 – IE2 belirler. Eğer Frekans konvertoru %25'ten büyük kayıbı var ise IE0 olarak sınıflandırılır.
 

Uygulanabilirlik


Yeni standart için aşağıdaki kriterleri Frekans Konvertorleri sağlamaktadır:
- Güç aralığı 0.12 kW – 1000 kW
- voltaj aralığı 100 V – 1000 V
- Tek eksen AC/AC sistemleri

Aktif Front End özellikli Frekans Konvertörleri bu kapsamda değerlendirilmemektedir.
 

Yasal Gereklilik


2018 yılında, minimum verim performans standartının IE1 olması beklenmektedir.
 

Karşılaştırılabilirlik:


İyi IE sınıflandırması, dengeli yük, güç faktörü ve akıma göre düzenlenmektedir. Bu sayede verimlilik sınıflandırmasına göre karşılaştırmayı kolaylaştırmaktadır.


 


Motor Sistemleri – Frekans Konvertorleri için Ecodesign Gereklilikleri


Frekans konvertörü ve motor içeren sistemlerde IES verimlilik sınıfları EN 50598-2 standartında belirlenmiştir.
 

Sınıflandırma Aşağıdakileri Uygular:


- Birbirinden ayrı komponent olarak Frekans konvertorü ve motor
- Bir paket olarak Frekans Konvertorü ve motor (PDS)
- Frekans konvertorü ve motorun tek birleştirilerek oluşturulan ürünler


Verimlilik Sınıfları


IES0 – IES2 Power Drive Sistemi (PDS) için gerekli olan standartları EN 50598-2 belirler IES1 sınıfı +/- 20%, IE sınıfından farklı olarak Frekans Konvertorü için +/- 25%


Uygulanabilirlik


Frekans Konvertorleri için uygulanabilirlik IE sınıflarına benzerdir:
- Güç aralığı 0.12 kW – 1000 kW
- Nominal gerilim 100 V – 1000 V
- Tek eksen AC/AC sistemleri


Karşılaştırılabilirlik: Sınırlı


EN 50598-2 standardı, kayıpların değerlerine göre şartları belirler ancak bazı şartlar sapma değerlerine göre belirlenmelidir Örneğin: Farklı motor kabloları uzunlukları, filtre tipleri yada motor tipleri. Bu sapmalar enerji verimliliğine göre sınıflandırmayı zorlaştırmaktadır.


Motor Data ve Frekans Konvertörü Baz Alınarak PDS Verimlilik Sınıfı Hesaplanması


Bir çok uygulamada optimal çözüm, Frekans konvertörü ve motorun ayrı olarak değerlendirilmesidir. EN 50598-2 standartı bunu kayıplarıda ekleyerek bir kombinasyon olarak hesaplar. Sistemdeki kayıplara karar vermek için, her ekipmanın nominal kullanım noktasındaki kayıpları kullanılır. Frekans Konvertorü ve Frekans konvertorü ile kontrol edilen motorun kayıpları eklenir. IES sınıfı bu toplamı alarak değerlendirir. Benzer yöntemi de kısmi yük kullanımı noktası içinde kullanılır.




Hesaplama Örneği:


7.5 kW Frekans Konvertörü (IE1) ve motor (IE2)
Frekans Konvertörü kayıp: 675 W
Motor kayıp: 1032 W
----------------------------------------------------
Sistem kayıp 1707 W sistem kayıbına göre IES’nin tablosundaki değer baz alınarak sınıflandırılır. EN 50598-2. Standartında ayrıca detaylı açıklama bulunmaktadır.



Kaynak:


 

ANKET
Endüstri 4.0 için En Hazır Sektör Hangisidir

Sonuçlar