Moteurs et variateurs synchrones à réluctance SynRM : la qualité ABB

(Rinnovabili.it) – Ému par l’énorme défi de la transition énergétique, le secteur industriel, le plus énergivore de tous, devra à l’avenir de plus en plus réduire la consommation et les coûts des matières premières énergétiques, en améliorant l’efficacité de ses processus . Mais où et comment pouvons-nous intervenir ? La part principale (plus de 70 %) de l’électricité consommée par l’industrie est utilisée pour alimenter plus de 300 000 moteurs électriques en fonctionnement dans le monde. Appareils pour la plupart âgés de plus de 10 ans et dans les classes d’efficacité IE3, IE2 ou IE1 définies par laCommission électrotechnique internationale (CEI). Pour mieux se comprendre, ce sont des niveaux de dispersion d’énergie qui sont 20, 40 et 60% moins bons que les modèles plus modernes. Et cela affecte non seulement les coûts d’exploitation des moteurs, mais affecte également l’efficacité et la consommation d’énergie des installations desservies dans leur ensemble, ainsi que les coûts et les impacts environnementaux de l’ensemble du secteur industriel.

Au cours des prochaines années, il deviendra donc essentiel de mettre à jour le parc de moteurs et de trouver des solutions toujours plus efficaces et fonctionnelles, sans sacrifier les performances. L’une des innovations les plus importantes dans ce domaine est le moteur synchrone à réluctance, associé à un variateur de vitesse (VSD). Cette technologie offerte par ABB vous permet de remplacer directement les moteurs à induction de classes énergétiques inférieures, telles que IE3, en réduisant les pertes d’énergie de 40 %.

Le moteur à réluctance synchrone SynRM la marque ABB réduit la consommation et les coûts

Développé par les ingénieurs ABB d’abord pour les pompes et les ventilateurs, le moteur à haut rendement nommé SynRM a été lancé en 2011 avec une classe de rendement IE4. En 2019, ABB introduit ensuite SynRM IE5 avec une efficacité « ultra-premium », un niveau encore plus élevé. Mais qu’est-ce qui fait de SynRM l’une des meilleures solutions pour faire face aux coûts de facturation de plus en plus élevés dans le secteur de la production ? La technologie à réluctance synchrone n’utilise ni aimants ni enroulements dans le rotor et n’est donc pas sujette à des pertes de puissance. L’entretien est aussi simple que les moteurs à induction, avec les performances d’un moteur à aimant permanent. Et c’est toujours IEC qui certifie (IEC 60034-30-1 et IEC TS 60034-30-2) des émissions de CO2 bien inférieures à celles des moteurs à induction IE3. Mais peut-être le plus intéressant, un moteur SynRM IE5 est de la même taille que son parent à induction IE2 plus « traditionnel », ce qui facilite encore plus le remplacement d’un dispositif à induction existant, sans nécessiter de modifications mécaniques.

Résultat? Les moteurs SynRM de classe d’efficacité IE5 ultra-premium d’ABB réduisent les pertes d’énergie jusqu’à 40 % selon les estimations d’IEC. Et la fiabilité de l’ensemble du système est augmentée : pour les mêmes performances avec des moteurs traditionnels, les températures du bobinage et des roulements peuvent même être réduites respectivement de 30 et 15°C. Un facteur fondamental, étant donné que plus de 70 % des pannes de moteur inattendues se produit en raison de tassements en correspondance de ces deux composants. Le remplacement d’un moteur à rendement IE3 par un package SynRM couplé à un variateur de vitesse réduit la consommation d’énergie et diminue considérablement les coûts associés.

Dans le cycle de vie d’un système de pompage à commande mécanique, en effet, debout données du département américain de l’énergie, seuls 3% des coûts sont dus à l’achat, 1% à l’entretien, tandis que les 96% restants sont absorbés par l’énergie nécessaire à son alimentation. En d’autres termes, les économies d’énergie pendant le fonctionnement compensent largement les frais de remplacement du moteur traditionnel inefficace. Plus concrètement, en considérant un moteur de 110 kW à 1500 tr/min, la différence d’investissement initial entre un package SynRM IE5 et un moteur IE3 est une petite fraction des économies annuelles sur les factures d’énergie. Dans ce cas, l’indice ROI (Return of Investment) est d’environ 13 mois : la différence d’achat initiale s’amortit en un peu plus d’un an et génère des économies tout au long du cycle de vie restant, qui dépasse parfois 20 ans.

Les avantages du couplage avec un variateur de vitesse

Industrie, infrastructure, services publics, transport, résidentiel : les moteurs synchrones à réluctance magnétique, lorsqu’ils sont associés à des variateurs de vitesse – également appelés variateurs ou VSD – offrent le rendement le plus élevé possible, garantissant des performances IE5. L’avantage d’utiliser un variateur est que, ce faisant, la fréquence et la tension de l’électricité fournie au moteur sont régulées (valable également pour les moteurs à induction traditionnels), ce qui permet de faire varier le couple et la vitesse. Cela permettra au moteur de fonctionner à la vitesse optimale requise par l’application, sans gaspiller d’énergie. LA Les économies potentielles sont énormes: le simple fait d’ajouter un VSD aux systèmes à vitesse fixe peut permettre d’économiser jusqu’à 25 % d’énergie grâce à l’efficacité accrue du processus.

Et les marges d’économies potentielles ainsi que la réduction des émissions et les avantages environnementaux sont vraiment importants : il suffit de penser qu’aujourd’hui, seuls 23 % des moteurs dans le monde sont équipés d’un entraînement. Les études de cas ne manquent pas pour témoigner de l’amélioration de l’efficacité avec la technologie ABB. La Installation de Campbell’s Australie à Melbourne – groupe agro-alimentaire australien – a vu sa consommation d’énergie chuter de 14 % en l’espace de 12 mois depuis l’installation de moteurs synchrones à réluctance couplés à des variateurs fournis par ABB. Dégonfle aussi la facture énergétique, avec 15 000 dollars de moins sur l’année et les émissions de CO2, avec 131 tonnes évitées.

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