Motori elettrici

I sistemi di diagnostica per motori elettrici sono il complesso di misure elettriche, statiche e dinamiche, utilizzate per il monitoraggio dello stato di salute di un motore elettrico, per il rilevamento di eventuali guasti e per la gestione preventiva dei malfunzionamenti. Vediamo cosa sono e a cosa servono le misure statiche e dinamiche, quali parametri analizzano e l'impatto della gestione preventiva dei malfunzionamenti sulla prestazione del motore elettrico.

Perché lo stoccaggio dell'idrogeno in idruro metallico é importante. I camion, gli autobus o le auto alimentati a idrogeno sono molto simili alle comuni automobili "elettriche" a batteria che si vedono sempre più spesso ogni giorno. Anche i veicoli a idrogeno sono veicoli elettrici, ma il sistema di alimentazione è in parte diverso: l'idrogeno e l'ossigeno reagiscono all'interno di una cella a combustibile generando l'elettricità che anima un motore elettrico. Mentre i veicoli a batteria traggono energia da batterie agli ioni di litio precaricate, i veicoli alimentati a idrogeno immagazzinano il carburante a bordo, all'interno di serbatoi pressurizzati. Per una massima densità energetica, l'idrogeno immagazzinato deve essere sottoposto a pressioni fino a 700 bar per poter essere contenuto nello spazio limitato del serbatoio e garantire un'autonomia adeguata. Questi serbatoi devono essere sufficientemente resistenti per sopportare l'alta pressione e devono anche essere impermeabili all'idrogeno per evitare che il gas fuoriesca. Tuttavia, si stanno cercando delle alternative ai serbatoi al fine di evitare problemi di sicurezza legati alla pressione estrema e prevenire sprechi di energia quando si comprime l'idrogeno a simili pressioni.

Con l'entrata in vigore del regolamento sulla progettazione ecocompatibile UE 2019/1781 dal 1° luglio 2021, ABB fornirà prodotti che eccedono i requisiti normativi. "In un mondo che punta a decarbonizzare le industrie e le infrastrutture, diventa più che mai impellente migliorare l'efficienza energetica," ha dichiarato recentemente Morten Wierod, presidente della Business Area Motion di ABB. Come capo della divisione Motion, che è il più grande fornitore mondiale di azionamenti a velocità variabile e motori elettrici, Morten sa bene come la tecnologia possa contribuire alla lotta contro il cambiamento climatico. E manda un messaggio incoraggiante: la tecnologia necessaria per ridurre drasticamente il consumo energetico dei motori elettrici è già disponibile grazie ad ABB. La International Energy Agency (IEA) ha pubblicato di recente alcuni dati che dimostrano chiaramente l'importanza di aumentare l'efficienza dei motori elettrici e l'impatto di questa misura: l'industria e gli edifici insieme rappresentano il 67 percento del consumo mondiale di energia e il 52 percento delle emissioni globali di CO2. La maggior parte dell'elettricità consumata nell'industria è destinata a sistemi con motori elettrici. Gli edifici commerciali impiegano quasi il 40 percento dell'energia elettrica per i motori che azionano gli impianti di riscaldamento, condizionamento dell'aria e pompaggio dell'acqua. Traducendo queste cifre in esempi concreti, si può affermare che, adottando prodotti ad alta efficienza energetica, nella sola Unione Europea si potrebbe risparmiare una quantità annua di elettricità pari al consumo nazionale dei Paesi Bassi. Dal 1° luglio 2021 entrerà in vigore il Regolamento Ecodesign UE 2019/1781 dell'Unione Europea per i motori a induzione in bassa tensione con funzionamento DOL (direct-on-line) e gli azionamenti a velocità variabile. Il nuovo regolamento prescrive che un'ampia gamma di motori debba rispettare la classe di efficienza IE3 e che gli azionamenti destinati al controllo della velocità e della coppia dei motori debbano essere conformi alla classe IE2. Il nuovo regolamento favorirà la riduzione dei consumi energetici in milioni di applicazioni motorizzate. Tuttavia, si tratta solo del primo passo in un processo di transizione verso una maggiore efficienza: nel luglio 2023 il regolamento Ecodesign verrà ulteriormente ampliato, portando il livello minimo per alcuni motori alla classe di efficienza IE4. Per comprendere meglio la rilevanza delle norme sull'efficienza dei motori, è utile conoscere il significato dei diversi standard di efficienza. Un motore a induzione raggiunge un'efficienza superiore al 90 percento ed è più efficiente di qualsiasi motori a combustione interna di un'automobile, la cui efficienza raramente supera il 35 percento. Un motore elettrico IE3, a seconda della potenza e della velocità, può raggiungere un'efficienza del 96 percento circa, mentre un motore IE4 ha perdite di energia inferiori di circa il 15 percento rispetto a un motore IE3. La tecnologia fornita attualmente da ABB eccede i requisiti normativi presenti e quelli che entreranno in vigore fra due anni. I motori IE5 con efficienza "ultra-premium" offrono il livello massimo di efficienza fra tutti i sistemi attualmente in commercio. In pratica, i motori IE5 hanno perdite inferiori del 20 percento rispetto a un motore IE4.

Laboratori interni dedicati alla realizzazione e ottimizzazione dei processi di saldatura laser per motori e batterie elettrici.

Nella progettazione degli impianti di climatizzazione presenti nei più svariati settori, tra cui la cogenerazione, è essenziale la scelta dei componenti. I ventilatori, ad esempio, rappresentano un elemento cruciale per la continuità del funzionamento dei macchinari e per la riduzione del consumo energetico. Essi vengono impiegati per l'aerazione dei locali macchine e sugli scambiatori di calore. I ventilatori possono avere motori a commutazione elettronica (EC o sincroni) oppure motori asincroni (AC). Per chi sceglie di installare ventilatori con motori EC i vantaggi sono numerosi:

Analog Devices, Inc. (ADI) ha annunciato l'acquisizione di Test Motors, società specializzata nella manutenzione predittiva di motori elettrici e generatori. Con sede a Barcellona, Spagna, Test Motors offre prodotti e servizi che rilevano anomalie e problemi su motori elettrici prima che causino danni ai cicli produttivi, fornendo indicazioni su come e quando effettuare le riparazioni. Questa acquisizione amplia il portfolio ADI di soluzioni per il condition based monitoring, che permettono di identificare i guasti delle apparecchiature prima che si verifichino ed evitare così costosi fermi macchina e prevenire guasti irreparabili.

Analog Devices, Inc., leader nelle tecnologie per Industria 4.0, annuncia una semplice soluzione di alimentazione che massimizza l'efficienza e riduce al minimo le emissioni elettromagnetiche (EM) nei sistemi di azionamento motore, destinata a tutti i clienti che stanno migrando verso un livello di automazione a densità sempre più elevata. L'ADuM4122, driver isolato con uscita duale basato su tecnologia iCoupler®, permette ai progettisti di sfruttare al massimo i benefici delle tecnologie switching di potenza a efficienza più elevata. Secondo l'International Energy Agency, ai sistemi basati su motori elettrici si può attribuire il 40% del consumo globale di elettricità, e i miglioramenti nell'efficienza dei motori possono apportare benefici economici e ambientali di notevole entità.

Negli ultimi anni la necessità di ridurre le emissioni mondiali di gas a effetto serra ha portato, tra le altre cose, a studiare e realizzare tecnologie innovative nel campo delle macchine elettriche rotanti, mirate a: 1) Aumentare il rendimento degli utilizzatori primari di energia elettrica, ossia i motori elettrici 2)Incrementare lo sfruttamento delle fonti rinnovabili, aumentando l'efficienza di generatori eolici ed idroelettrici 3) Migliorare le prestazioni dei motori nella trazione elettrica, inclusi i veicoli ibridi, contenendone i costi

I dispositivi elettronici che hanno rivoluzionato l’industria, il controllo della velocità dei motori elettrici che permette un’efficiente ottimizzazione energetica. Oggi nei vari settori industriali, circa 30 milioni di motori elettrici funzionano in modo affidabile ed efficiente. Il numero di convertitori di frequenza è in continuo aumento, in risposta alla crescente domanda di ottimizzazione dei processi e di riduzione dei costi di produzione, e per un utilizzo più efficiente dell’energia.

I sistemi di servosterzo – che trasformano la guida in un’esperienza molto più confortevole, rendendo più agevole azionare gli ingranaggi dello sterzo – si sono evoluti negli anni e continuano a farlo, grazie a progetti sempre più ottimizzati. Fino agli anni ‘90, le versioni idrauliche ed elettriche erano le più comuni. I sistemi EHPS si basano sul principio di funzionamento dei sistemi idraulici, ma si affidano a un motore elettrico che alimenta una pompa idraulica, invece di ricevere potenza dal motore dell’automobile.