變頻驅動方案再精進 ABB助企業輕鬆推升節能效益 智慧應用 影音
EVmember
member

變頻驅動方案再精進 ABB助企業輕鬆推升節能效益

  • 陳毅斌台北

講師合影,由左至右為ABB楊泰榮協理、台電協和發電廠電氣組葉恩明經理、工研院機械與系統研究所鄭詠仁博士、ABB雷正義協理、ABB Simo Niskanen區域業務經理、ABB Adrian Heaton副總。
講師合影,由左至右為ABB楊泰榮協理、台電協和發電廠電氣組葉恩明經理、工研院機械與系統研究所鄭詠仁博士、ABB雷正義協理、ABB Simo Niskanen區域業務經理、ABB Adrian Heaton副總。

2015年終,「聯合國全球氣候高峰會」第21屆締約方大會於巴黎舉行,歷經13天談判協商,產出最新全球氣候協議,明文訂定全球暖化不超過工業革命前的平均溫度攝氏2度的目標,使節能減碳意識持續攀高;為此全球電力和自動化技術領導廠商ABB,順應時勢推出諸多節能方案。

為遏止全球暖化現象持續惡化,各國政府莫不戮力推動節能減碳政策,台灣亦從善如流,訂定智慧節電相關計畫,力拚達成2030年減碳50%目標,因而促使增效節能蔚為大勢所趨。有鑑於此,ABB於日前在台中舉辦「綠色製造暨節能研討會」,邀集台電、工研院、北科大等產學研專家齊聚一堂,藉由實際案例分享、產業發展與應用趨勢剖析,協助與會的企業代表掌握節能之道。

另一方面,ABB傳動與控制業務部協理楊泰榮表示,ABB長期積極投入增效節能相關產品研發、市場拓展與維護服務。為響應政府的節能政策,近期將在台灣正式引進多款新一代產品,包括通用型變頻器ACS580、工業級高效變頻器ACS880,及永磁同步馬達高效節能冷卻水塔驅動控制系統,相關新品的介紹,也成為本次會議的另一焦點。

調變馬達轉速  為工業節能首要課題

台電協和發電廠電氣組經理葉恩明指出,為配合台電系統調度,以致4部500MW發電機組負載經常變動,送風機因馬達定速運轉,出現可觀節流損失;為此決定針對協四機機組鍋爐送風進氣量,由原本風門控制改善為可變頻馬達(VFD)之轉速控制。

葉恩明指出,協四機送風機馬達改善為VFD驅動後,運轉至2015年10月止,共計節省1.38億度電,減碳約10.7公噸二氧化碳,可謂成效斐然;另外,原液壓控制的聯軸器運轉設備,經一併改善為固定式聯軸器及變頻轉速驅動器設備後,也產生近20%節能效能,且因馬達「軟起動」,無起動次數限制,有助延長壽命,進而提高發電機組運轉可靠性。

來自工研院機械與系統研究所的鄭詠仁博士,強調最有效節能方式,便是提高末端設備效率,談到綠色製造亦是如此,因此一向耗用工廠65%~70%電力的馬達,無疑是亟需提升能效的關鍵元件。

鄭詠仁歸納,綠色製造的實踐方式包括推動綠色設計、降低整體製造過程的能耗、慎選無害無鉛的有效材料、改善製程、包裝減量,及實現材質回收再利用。他並建議用戶導入多機協同運作機制,以多台空壓機為例,可透過「單機變頻+多機連鎖」模式,兼收調節需量、降低配置成本雙效,創造節能效果。

臺北科技大學電機系副教授黃明熙,分享ABB同步磁阻馬達及其驅動器之性能測試結果。他指出,「馬達驅動器+馬達」可滿足IE4效率要求,而ABB於2010年開發完成的同步磁阻馬達(SynRM)即是實現IE4的有效對策。其主要特點包括定子可與感應馬達共用,且轉子結構簡單;轉子無磁石,無需擔心稀土磁石之價格波動與退磁問題;轉子無繞線,故不存在銅損,有助延長軸承壽命及縮小體積。

黃明熙採用同以ACS880驅動的SynRM、及相近規格的他牌感應馬達,執行性能測試,證實SynRM除流體負載外,用於其餘型式負載皆有不錯的效率提升;而ACS880採取直接轉矩控制(DTC),無需使用馬達速度回授裝置,亦具備不錯的速度控制與動態響應能力。

全新節能方案登場  成本效益持續躍進

為協助企業加速實現綠色製造與節能減碳,ABB特別介紹其創新節能技術。ABB區域業務經理Simo Niskanen表示,該公司每年投注創新研發的經費皆高於15億美元,旨在創造可衡量的性能改善效果;ABB可望對綠色製造產生助力,除了橫跨發電到用電所有階段之能效提升技術外,亦可藉由易操作、易維護、富含安全機制,且適應各種自動化應用場域的整合控制器,強化末端設備的節能效率。

ABB傳動與控制業務副理陳志強介紹新款通用型變頻器ACS580,強調此產品適用範圍極廣,含括水泵、循環泵、工業冷卻、各式風機、離心式壓縮機…等等,為ACS550的升級版,但新品不僅提供更具親和性的人機介面,且內建更豐富的配件,如R5框號以上機型都標準配備AC電抗器、EMC濾波器、共模濾波器,讓用戶在選購時不需多所顧慮,以利及早試車與使用。

另值得一提,比較前後代變頻器,新品ACS580的保護級更高(從ACS550最高支援的IP54提升至IP55),但體積卻反向縮減,按機種不同可節省23%~49%空間,有助用戶降低樓地使用面積,並提升安裝效率。

ABB傳動與控制工程部資深經理李建勳,則以萬用型工業變頻器ACS880為主軸,介紹其盤體設計方案(含括Multi-Drive、Single High Power Drive),強調ABB為此提供完整機型選擇與模組圖面、對應物料清單、安裝手冊、品質管理、技術支援,使用戶得因本地組裝而享有成本優勢,也因減少海運時程、減少設計所需時間,故而加快交期,並享有等同原廠盤品質的散熱設計、EMC防制設計。

活動最後,ABB電動機與發電機業務經理陳彥成,介紹ABB三大全新節能利器的最後一項「永磁同步馬達高效節能冷卻水塔驅動控制系統」,強調傳統式冷卻水塔不管在於齒輪箱、傳動軸、聯軸器、馬達、使用效率、噪音、環境汙染、保養維修…等諸多面向都面臨棘手難題,惟一旦採用ABB冷卻水塔直驅式永磁馬達技術,便將一舉消除齒輪箱、傳動軸、聯軸器等機械傳動元件,提升整體系統效能3%~10%,進而大幅改善系統可靠度、降低系統振動與噪音值,可謂一舉數得。此方案連同上述ACS580、ACS880兩款變頻器,皆引發與會者熱烈詢問與討論,凸顯台灣企業對於追求綠色製造暨節能減碳的積極度,確實顯著攀升。