Frekvensomriktaren bidrar till både minskade utsläpp av koldioxid och minskade energikostnader.

Frekvensomriktaren bidrar till både minskade utsläpp av koldioxid och minskade energikostnader.

Under sommaren 2016 återpubliceras några äldre artiklar. Denna publicerades första gången i april 2011.

För de flesta människor är antagligen begreppet frekvensomriktare totalt okänt. För företag som tillverkar elmotorer och för många inom industrin som använder sådana motorer är det antagligen tvärtom. Man nog utan att överdriva konstatera att frekvensomriktaren i det tysta har åstadkommit en mindre revolution vad det gäller varvtalsreglering av elmotorer.

Grunkan gör inte mycket väsen av sig men bidrar till betydande energibesparing i utrustningar som behöver varvtalsregleras. Här talar vi om smått och stort, allting från tvättmaskiner, fläktar och handverktyg till små elfordon, kylmaskiner, fjärrvärmeverk, pendeltåg och mycket annat. Frekvensomriktaren bidrar till både minskade utsläpp av koldioxid och minskade energikostnader.

Bra motor men energislukare av stora mått

Elmotorn har mer än hundra år på nacken och till sin grundfunktion har den länge varit färdigkonstruerad. Den är en fantastisk uppfinning och en sådan motor är en verklig arbetshäst som gör sitt jobb i många år och är nästan outslitlig. En elektrisk motor omvandlar elektrisk energi till mekanisk genom elektromagnetism. Elmotorn består av en del (stator) som alstrar magnetfältet och en del (rotor) som omsätter den uppkomna kraften till rörelse.

Ett problem som ingenjörerna under årens lopp har funderat över är hur man på bästa sätt skräddarsyr elmotorn för sin uppgift. Ett exempel är en vattenpump som drivs av en elmotor. Här är det naturligtvis viktigt att kunna reglera vattenflödet. Vanligen löser man detta genom en strypventil som gör att flödet ökar eller minskar. Samtidigt snurrar motorn på med full effekt. Ungefär som att köra bil med full gas och reglera hastigheten med bromspedalen. Något som knappast kan kallas energieffektivt.

Många av de elmotorer som finns vid industrier, energianläggningar, kontorsbyggnader, hotell, VA-anläggningar, och på många andra ställen, är energislukare av stora mått. Ofta är motorerna överdimensionerade och varvtalsregleringen sker med strypventiler, spjäll, växlar, remsystem eller på andra sätt. Av den energi som industrin använder för elektriska motorer går ungefär 20 procent till spillo i sådana energislösande strypmekanismer. Det finns två grundläggande sätt att göra elmotorn effektivare:

  • Att öka verkningsgraden genom optimalt motorvarvtal. En liten varvtalsminskning ger stor skillnad i energiförbrukningen.
  • Att göra motorerna i sig själva effektivare. Här är bland annat är materialvalet viktigt. Finare plåt och mer koppar i rotor och stator ger exempelvis ökad effektivitet.

Hotellet Jumeirah Beach i Dubai i Förenade Arabemiraten har nyligen installerat ABB-teknik för att öka energieffektiviteten och minska miljöpåverkan.

Frekvensomriktaren minskar energiförbrukningen

”Kopplar man en frekvensomriktare till elmotorn så blir den ännu effektivare”, säger Stellan Rosenquist, produktchef för lågspänningsmotorer på ABB. ”Med hjälp av frekvensomriktaren kan man styra motorns varvtal. Tar vi exemplet med vattenpumpen och byter ut strypventilen mot en frekvensomriktare minskar elanvändningen med i storleksordningen 45 – 60 procent”, konstaterar Stellan. ”Under ett enda år bidrog våra frekvensomriktare till en minskning av världens koldioxidutsläpp med 85 miljoner ton. Det motsvarar utsläppen från 31 miljoner bilar och energibesparingen motsvarar årsbehovet hos 42 miljoner hushåll”, fastslår Stellan.

Frekvensomriktaren styras på många olika sätt och det behövs inte alltid avancerade anläggningar.
”Det kan räcka med en vanlig sensor som känner av att temperaturen ökar i ett rum och som då ökar fläktmotorns varvtal. Men det kan också vara ett avancerat automationssystem där alla förändringar kontinuerligt koordineras mellan styrsystem och de samverkande drifterna. Reglernoggrannheten kan där vara nere på millisekunder för att allt ska fungera”, avslutar Stellan Rosenquist.

Jumeirah Beach Hotel minskar sina koldioxidutsläpp

Ett väl fungerande värme-, ventilations- och luftkonditioneringssystem (HVAC-system) är en förutsättning för hotellgästernas och personalens komfort och säkerhet. En nackdel är att de elektriska motorer som driver HVAC-systemet kan stå för mer än 60 procent av byggnadens totala energianvändning.
 Hotellet Jumeirah Beach i Dubai i Förenade Arabemiraten har nyligen installerat ABB-teknik för att öka energieffektiviteten och minska miljöpåverkan.

Det befintliga HVAC-systemet hade motorer som gick med fast varvtal. För att eliminera energiförluster och ökade driftkostnader, ersattes hotellets startapparater för motorer med ABB:s frekvensomriktare ACH550. Drivsystemet gör att motorerna går effektivt med optimalt varvtal alltefter behov, i stället för att gå konstant med fast varvtal, eller stanna och starta vid varierande effektbehov. Samtliga drivsystem är anslutna till ett styrsystem som är en del av byggnadens överordnade styrsystem. Frekvensomriktarna har bidragit till att hotellet minskat energianvändningen – och därmed koldioxidutsläppen och energikostnaderna med 35 procent per år.

ABB:s standardfrekvensomriktare ACH550 är den första frekvensomriktaren för växelström som utvecklats för HVAC-system. Genom att bidra till betydande minskning av energianvändningen har den tilldelats flera utmärkelser för framstående ingenjörskonst.

Artikeln publicerad i april 2011