Perslucht is een van de belangrijkste werkmedia in de industrie. Het drijft machines, productielijnen en pneumatisch gereedschap aan, en daarom zijn de productiekosten ervan van belang voor de hele fabriek. Schroefcompressoren met een PM-motor worden steeds vaker gebruikt, met name in installaties met een variabele luchtbehoefte.
Perslucht is een van de belangrijkste werkmedia in de industrie. Het drijft machines, productielijnen en pneumatisch gereedschap aan, waardoor de productiekosten ervan van belang zijn voor de hele fabriek. Schroefcompressoren met een PM-motor worden steeds vaker gebruikt, vooral in installaties met een variabele luchtbehoefte.
Een PM-motor kan helpen het energieverbruik te beperken, maar is op zichzelf geen garantie voor besparingen. Het effect hangt ook af van de gebruikte schroeftrap, de regeling via de frequentieomvormer, het werkelijke luchtverbruiksprofiel, de werkdruk, de dichtheid van de installatie en de juiste keuze van het apparaat.
Wat is een PM-motor?
PM is de afkorting van Permanent Magnet, oftewel permanente magneet. In een PM-motor wordt het magnetische veld van de rotor opgewekt door permanente magneten, en niet door geïnduceerde stromen in de rotorkooi, zoals bij een typische inductiemotor. Door het beperken van verliezen in de rotor kan het rendement van de gehele aandrijving worden verbeterd.
In schroefcompressoren worden PM-motoren doorgaans gecombineerd met een elektronisch besturingssysteem. Een dergelijke configuratie maakt een nauwkeurige regeling van het toerental en het koppel mogelijk, wat vooral van belang is bij bedrijf buiten het vollastpunt.
Niet elke PM-motor heeft dezelfde constructie of dezelfde parameters. Bij het vergelijken van apparaten is het raadzaam om de gegevens van de gehele compressor te analyseren, en niet alleen het motortype dat in de catalogus wordt vermeld.
Hoe werkt een PM-motor in een schroefcompressor?
In een schroefcompressor drijft de motor de schroeftrap aan. Twee rotoren draaien ten opzichte van elkaar, waarbij de aangezogen lucht geleidelijk wordt ingesloten in werkruimten met een steeds kleiner wordend volume. Hierdoor stijgt de druk en wordt de gecomprimeerde lucht doorgeleid naar het leidingnet, de opslagtank, de ontvochtiger of het behandelingssysteem.
De PM-motor zorgt voor het leveren van het koppel aan de schroeftrap. Afhankelijk van de constructie van de compressor kan de aandrijving rechtstreeks of via een tandwielkast met de schroeftrap worden verbonden. Als de fabrikant een directe aandrijving gebruikt, kunnen de mechanische verliezen die gepaard gaan met een extra overbrenging worden beperkt, maar dit is niet bij elke compressor met een PM-motor het geval.
In de praktijk zijn er drie parameters die voor de gebruiker van belang zijn: de hoeveelheid lucht die bij de vereiste druk wordt geleverd, het opgenomen vermogen en het vermogen van het apparaat om stabiel te werken bij een variërende vraag.
Waar komt het potentieel voor energiebesparing vandaan?
Een PM-motor kan een hoog rendement hebben onder uiteenlopende bedrijfsomstandigheden. Dit betekent dat een groter deel van de elektrische energie kan worden gebruikt om de compressor aan te drijven, terwijl er minder energie in de vorm van warmte in de motor zelf verloren gaat.
Het belangrijkste is echter de manier waarop de gehele installatie werkt. In veel bedrijven varieert het verbruik van perslucht gedurende de dag: de behoefte is anders tijdens het opstarten van de productielijn, anders tijdens pauzes en weer anders tijdens het gebruik van afzonderlijke gereedschappen. Een compressor die het toerental kan verlagen in plaats van langdurig in onbelaste of gedrosselde modus te draaien, kan de luchtproductie beter afstemmen op het actuele verbruik.
Potentiële voordelen van een PM-aandrijving en toerentalregeling zijn onder meer:
- minder energieverlies in de aandrijving;
- een beter energiegebruik bij deellast;
- minder risico op langdurige niet-productieve werking wanneer de vraag daalt;
- een stabielere handhaving van de ingestelde druk;
- een eenvoudigere aanpassing van de capaciteit aan een wisselend verbruiksprofiel.
Besparingen mogen niet worden beoordeeld op basis van één parameter of een geadverteerd percentage. Hiervoor is een vergelijking van het energieverbruik van het gehele systeem onder reële bedrijfsomstandigheden nodig.
PM-motor en omvormer – wanneer is deze combinatie zinvol?
Een omvormer, ook wel frequentieomvormer genoemd, regelt het toerental van de motor. In een schroefcompressor maakt dit het mogelijk om het vermogen van de compressor aan te passen aan de actuele luchtbehoefte.
De combinatie van een PM-motor met een frequentieomvormer kan bijzonder voordelig zijn wanneer:
- de vraag naar perslucht tijdens een dienst duidelijk varieert;
- de installatie periodieke verbruikspieken kent, maar niet continu op volle capaciteit hoeft te draaien;
- het belangrijk is om de druk zo stabiel mogelijk te houden;
- het bedrijf de langdurige werking van de compressor bij een lage belasting wil beperken;
- het systeem is gecontroleerd op lekken, drukverliezen en de juiste afmetingen van de leidingen.
Niet elke installatie heeft één compressor met variabel toerental nodig. In grotere compressorruimtes is een combinatie van apparaten vaak een effectieve oplossing: één compressor met regelbaar toerental dekt het variabele deel van de behoefte, terwijl units met een vast toerental de stabiele basisbelasting verzorgen. De keuze voor een dergelijke opstelling moet gebaseerd zijn op metingen van het luchtverbruik.
PM-motor versus traditionele inductiemotor
| Criterium | PM-motor | Inductiemotor |
|---|---|---|
| Genereren van het rotorveld | Permanente magneten | Elektromagnetische inductie in de rotor |
| Verliezen in de rotor | Kunnen lager zijn | Er treden verliezen op die verband houden met de rotorstroom |
| Werking bij variabele snelheid | Wordt vaak gebruikt in combinatie met een speciale besturing | Mogelijk met een omvormer, afhankelijk van de motor en de toepassing |
| Rendement bij deellast | Kan voordelig zijn in een goed afgestemd systeem | Hangt af van het ontwerp van de motor en de besturing |
| Het belangrijkste bij de aankoop | Rendement van de gehele compressor en overeenstemming met het verbruiksprofiel | Het rendement van de gehele compressor en de afstemming op het verbruiksprofiel |
De inductiemotor blijft een beproefde oplossing in veel industriële compressoren. De keuze tussen deze motor en een PM-motor moet gebaseerd zijn op een analyse van de gehele installatie, en vooral op hoe de persluchtinstallatie daadwerkelijk functioneert.
Hoe kiest u een schroefcompressor met een PM-motor?
De keuze moet beginnen met het in kaart brengen van de behoeften van de installatie, en niet met het motorvermogen op zich. Het is raadzaam om gegevens te verzamelen over het werkelijke luchtverbruik, de vereiste druk, het aantal afnemers, de bedrijfstijd en de luchtkwaliteit die het proces vereist.
1. Meet of schat de luchtbehoefte
Houd rekening met het debiet van alle verbruikers, hun gelijktijdigheidsfactor en de variatie in het verbruik gedurende de dag. Bij een grotere installatie geeft het meten van het debiet en de druk gedurende een representatieve bedrijfsperiode het meest betrouwbare beeld.
2. Vergelijk de effectieve capaciteit bij de vereiste druk
Vergelijk apparaten niet uitsluitend op basis van de cilinderinhoud of het motorvermogen. Controleer de geleverde capaciteit bij een specifieke werkdruk en het opgenomen vermogen bij de relevante werkpunten.
3. Beoordeel het belastingsprofiel
Als de installatie vrijwel continu op een vergelijkbaar niveau draait, kan een compressor met constant toerental de juiste keuze zijn. Als het vermogensverbruik sterk varieert, kan een PM-aandrijving met frequentieregelaar de energie beter benutten – mits correct geselecteerd.
4. Controleer de installatie, niet alleen de compressor
Lekken, een te hoge ingestelde druk, verstopte filters, ongeschikte leidingdiameters en het ontbreken van luchtbehandeling kunnen de kosten verhogen, ongeacht het type motor. Zelfs de beste compressor kan problemen in de installatie niet compenseren.
5. Houd rekening met onderhoud en bedrijfsomstandigheden
Controleer het onderhoudsschema, de beschikbaarheid van verbruiksartikelen, de vereisten voor de ventilatie van de compressorruimte, het door de fabrikant opgegeven geluidsniveau en de mogelijkheden om de werking van het apparaat te monitoren.
Aankoopprijs versus totale gebruikskosten
Een schroefcompressor met een PM-motor en frequentieregeling kan een hogere aanschafprijs hebben dan een eenvoudiger model. Bij het nemen van een beslissing is het de moeite waard om de totale gebruikskosten te vergelijken, waaronder elektriciteit, onderhoud, slijtageonderdelen, stilstand, de kwaliteit van de perslucht en de verwachte bedrijfstijd.
De rendabiliteit hangt af van het aantal bedrijfsuren, de energieprijs, de variabiliteit in het energieverbruik en of het apparaat correct is gekozen. Het rendement op de investering moet voor een specifieke installatie worden berekend op basis van meetgegevens en verifieerbare aannames.
FAQ – veelgestelde vragen
Wat betekent PM in een compressormotor?
PM staat voor Permanent Magnet, oftewel permanente magneet. In een PM-motor maakt de rotor gebruik van permanente magneten om een magnetisch veld te genereren.
Verbruikt een schroefcompressor met een PM-motor altijd minder energie?
Niet altijd. Hij kan zeer efficiënt zijn, vooral in combinatie met een omvormer en bij een variabel luchtverbruik, maar het werkelijke verbruik hangt af van de compressor als geheel en de installatie.
Is een PM-motor geschikt voor continu gebruik?
Dat hangt af van de constructie van de specifieke compressor, de werkcyclus en de bedrijfsomstandigheden. Houd u aan de technische gegevens en aanbevelingen van de fabrikant.
Is een schroefcompressor beter dan een zuigercompressor?
Er is geen eenduidig antwoord voor alle toepassingen. Zuigercompressoren zijn vaak geschikt voor periodiek gebruik, terwijl schroefcompressoren algemeen worden toegepast waar een stabiele toevoer en een langere bedrijfstijd vereist zijn.
Hoe bepaal je het motorvermogen van een compressor?
Het vermogen is het resultaat van het vereiste debiet, de druk, de compressietechnologie en het rendement van het apparaat. Bepaal eerst de behoefte van de installatie aan perslucht en vergelijk vervolgens complete oplossingen bij het vereiste werkpunt.
Samenvatting
De PM-motor in een schroefcompressor maakt gebruik van permanente magneten en kan aandrijfverliezen beperken. Het grootste besparingspotentieel ontstaat echter wanneer de gehele compressor correct is afgestemd en de toerentalregeling aansluit bij het werkelijke verbruiksprofiel van de perslucht.
Vóór de aankoop is het raadzaam om het effectieve rendement, het vermogensverbruik, de bedrijfsomstandigheden, de dichtheid van de installatie en de kwaliteitseisen voor de lucht te beoordelen. Alleen met een dergelijke aanpak kunnen de werkelijke gebruikskosten worden vergeleken en kan de juiste oplossing voor de fabriek worden gekozen.
