Εξοικονόμηση ενέργειας από την χρήση ηλεκτρικών κινητήριων συστημάτων μέσω ελεγχόμενων ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος - Εφαρμογές στη βιομηχανία

Abstract

Η εξοικονόμηση ενέργειας παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στη σημερινή εποχή και στην καθημερινότητα των ανθρώπων. Σύμφωνα με τις τάσεις της κοινωνίας, τα επόμενα χρόνια, αναμένεται να αποτελέσει έναν από τους πιο καθοριστικούς παράγοντες διαβίωσης, τόσο από πλευράς προστασίας του περιβάλλοντος όσο και από πλευράς εξοικονόμησης χρημάτων. Τα ηλεκτρικά κινητήρια συστήματα αποτελούν σημαντικό παράγοντα του τομέα της ηλεκτρικής ενέργειας, που είναι υπεύθυνα για σημαντικότατα ποσοστά κατανάλωσης ανά τον κόσμο και ανά τομείς εφαρμογής. Σύμφωνα με έρευνες πάνω από το 40% της παγκόσμιας παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας καταναλώνεται σε βιομηχανικές εφαρμογές και τα 2/3 αυτής χρησιμοποιείται σε ηλεκτρικούς κινητήρες. Σε έρευνα που είχε διεξαχθεί ειδικά για τις ευρωπαϊκές χώρες ,τα κινητήρια συστήματα είναι υπεύθυνα για το 69% της καταναλισκόμενης ηλεκτρικής ενέργειας στη βιομηχανία και για το 38% στις οικιακές εφαρμογές. Με εξαίρεση το φωτισμό, το μεγαλύτερο μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας καταναλώνεται στην ηλεκτροκίνηση, δηλαδή καταναλώνεται από τους ηλεκτρικούς κινητήρες που ανέρχονται σε ένα τεράστιο αριθμό επάνω στο πλανήτη. Η ισχύς των ηλεκτρικών κινητήρων αρχίζει από πολύ μικρά μεγέθη (για παράδειγμα mW) και εκτείνεται στην περιοχή των MW.Ειδικά, στη βιομηχανία η μετατροπή ηλεκτρικής ενέργειας σε κινητική επιτυγχάνεται, ολοένα και περισσότερο, από τις ηλεκτρικές μηχανές οι οποίες τροφοδοτούνται και ελέγχονται μέσω ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος. Η τεχνολογία ελέγχου μέσω ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος άρχισε να αναπτύσσεται στη δεκαετία του 1960 και σήμερα, μετά από πέντε δεκαετίες, έχει φθάσει σε πολύ υψηλό επίπεδο ανάπτυξης. Στη σημερινή εποχή έχουν κατακτηθεί δύο στόχοι: - ο σύγχρονος σχεδιασμός και οι βελτιώσεις στην κατασκευή των ηλεκτρικών κινητήρων έχουν οδηγήσει σε πολύ υψηλό βαθμό απόδοσης (της τάξεως του 97%) χρησιμοποιώντας βελτιωμένα υλικά (αγώγιμα, μονωτικά, σιδηρομαγνητικά) και εφαρμόζοντας προωθημένες μεθόδους υπολογισμού (π.χ. πεπερασμένα στοιχεία) - οι ηλεκτρονικοί μετατροπείς ισχύος με τη χρήση νέων ημιαγωγικών ηλεκτρονικών στοιχείων ισχύος και νέες μεθόδους διακοπτικής λειτουργίας που πραγματοποιούνται μέσω μικροϋπολογιστικών διατάξεων, έχουν κατακτήσει πολύ υψηλό βαθμό απόδοσης (της τάξεως του 98%), μεγάλη αξιοπιστία, καλή δυναμική συμπεριφορά και λογικό κόστος.