AS_06_2019

AZIONAMENTI EFFICIENTI speciale Settembre 2019 Automazione e Strumentazione 72 essere ridotto di circa il 6% grazie all’uso di tecnologie efficienti. La transizione ai sistemi a risparmio energe- tico conviene soprattutto nei settori ad alto consumo , dove vengono impiegate macchine fluidodinamiche a regolazione meccanica oppure azionamenti con un numero di ore di esercizio elevato. Strategie di risparmio Nei motori ad alta efficienza le perdite mec- caniche, elettriche e termiche sono ridotte in quanto vengono introdotte importanti modifi- che costruttive rispetto ai motori tradizionali. Queste varianti determinano una minore pro- duzione di calore tramite l’impiego di sistemi di raffreddamento più compatti ed efficienti. Una soluzione molta apprezzata è il motore sincrono a riluttanza che offre, rispetto ai motori asincroni e sincroni standard, la com- binazione di un motore asincrono trifase con un rotore innovativo la cui struttura assicura una minore inerzia, assenza di perdite di calore, resistenza al sovraccarico e dunque una migliore efficienza. In generale parità di potenza, i motori ad alta efficienza conseguono un’efficienza migliore dei motori tradizionali e una curva di rendi- mento più piatta al variare del carico, tale cioè da garantire il mantenimento di un valore elevato di efficienza. I motori ad alta efficienza si distinguono anche per la qualità dei materiali utilizzati (per esempio lamierini a bassa perdita), per l’otti- mizzazione del design, per l’accuratezza dei componenti e del layout meccanico. Oltre al risparmio sui consumi, l’introduzione di motori ad alto rendimento consente il cor- retto dimensionamento del sistema di con- trollo . L’efficienza energetica diventa per- tanto sempre più fondamentale per i motori elettrici perché il costo dell’energia consumata rappresenta, nel ciclo di vita utile del prodotto, una porzione importante del Total Cost of Ownership (TCO). I motori ad alta efficienza possono accrescere l’efficienza dei motori di classe inferiore dal 2% al 10%, in modo particolare quando il motore è utilizzato per almeno 4.000 ore/anno. Apparen- temente l’aumento di efficienza è marginale. In realtà può condurre a significativi risparmi in quanto il costo dell’investimento per la sostitu- zione di un motore di classe di efficienza infe- riore equivale a circa l’1,3% del costo totale della sua vita. In sostanza il costo d’acquisto è pari a una frazione di 3 mesi del costo di fun- zionamento, contro una vita attesa di almeno 10 anni e per questo il ritorno dell’investimento è in genere stimato in un periodo da 1 a 3 anni. Norme e livelli di efficienza La norma IEC 60034-30 pubblicata nel 2008 ha stabilito le classi di rendimento interna- zionali IE (International Efficiency: IE1, IE2, IE3, IE4 ) dei motori asincroni trifase in bassa tensione , nel range di potenze da 0,75 kW a 375 kW . Questo assicura una base comune internazionale per la progettazione e la classificazione dei motori, nonché per le attività legislative nazionali. In precedenza, in Europa, i motori trifase a bassa tensione erano stati classificati e commercializzati in tre classi di efficienza - Eff1, Eff2 e Eff31 - sulla base di un accordo volontario tra i produttori di motori (Cemep, Comitato Europeo Costruttori Mac- chine Elettriche e Elettronica di Potenza) e la Commissione Europea. Con l’obiettivo di ridurre i consumi energe- tici, la Direttiva 2009/125/CE Energy related Products (ErP) ha definito un quadro per l’e- laborazione di specifiche per la progettazione ecocompatibile dei prodotti connessi all’ener- gia. La direttiva 2009/125/CE ha ampliato le specifiche della precedente direttiva 2005/32/ CE e in Germania è stata recepita mediante la EPCG (Energiebetriebene-Produkte-Gesetz) comunemente nota come Direttiva Ecodesign. Tale direttiva sostiene anche la cosiddetta stra- tegia ‘20/30-20-20’ in base alla quale entro il 2020 l’Unione Europea si impegna a ridurre le emissioni di gas a effetto serra fino al 30%, aumentare la quota di energia rinnovabile fino Tabella semplificata Classi di Efficienza / Potenza Nominale per motori asincroni trifase Taglia [kWe] Classi efficenza Livello rendimento 1,5 7,5 15 37 90 160 IE1 Standard 0,765 0,85 0,879 0,909 0,929 0,934 IE2 Elevato 0,828 0,877 0,906 0,927 0,942 0,949 IE3 Premium 0,853 0,904 0,921 0,939 0,952 0,958