Taajuusmuuttajasäädettyjen moottoreiden piilokustannukset

Geoff Lockwood, ebm-papst UK:n tekninen johtaja
Hiilidioksidipäästöjen kunnianhimoinen pienentäminen on monissa maissa innostanut käyttämään induktiomoottoreita, joissa moottorin säätö tapahtuu taajuusmuuttajalla. ”Taajuusmuuttaja – teollisuuden onnellisuuspilleri” oli otsikkona ruotsalaisen ympäristölehden artikkelissa joitakin vuosia sitten. Artikkelissa kerrottiin, että taajuusmuuttaja mullistaa kaiken kierroslukusäätöä tarvitsevan kuten pumppujen ja puhaltimien säädön, ja että se tuottaa uskomattoman paljon voittoa sekä ympäristölle että tekniikan käyttäjälle.

Nykyisin on kuitenkin alkanut kuulua kommentteja ettei tämä pidä käytännössä täysin paikkaansa. Englannissa ebm-papst UK:n tekninen johtaja Geoff Lockwood esittääkin, että taajuusmuuttajien puolestapuhujat jättävät huomiotta kaksi tärkeää seikkaa: sen, että ebm-papstin EC-moottorit ovat vaihtoehtoisia teknisiä ratkaisuja sekä sen, että taajuusmuuttajien käyttö aiheuttaa piilokustannuksia. Lähtökohtana Lockwoodin ajattelulle on, että ns. affiniteettilait eivät toimi käytännössä. Affiniteettilaki on teoria, joka väittää että pyörivän virtauskoneen (pumppu, puhallin) pyörittämiseen tarvittava energia on käänteisesti verrannollinen kierrosluvun kuutioon: jos kierroslukua pienennetään puoleen, pienenee tehontarve kahdeksasosaan.

EC-moottori voittaa vertailussa

Geoff Lockwood esittää kuitenkin, ettei teoria käytännössä tuo luvattua energiansäästöä mm. siksi, että moottoreissa ja erilaisissa käyttöratkaisuissa syntyvä energiahävikki jätetään huomiotta. Hän esittää myös, että taajuusmuuttajien käytöstä koituu piilokustannuksia koska ne usein aiheuttavat moottorin momentin pienenemisen (joskus jopa 20%). Lockwood toivoo useampien ottavan enemmän selvää taajuusmuuttajakäytön kokonaispiilokustannuksista, ja suhteuttavan tietonsa vaihtoehtoisiin ratkaisuihin kuten ebm-papstin EC-moottoreihin.

Viereinen kuva osoittaa, että EC-moottorit integroidulla ohjauselektroniikalla voittavat verrattaessa VFD-moottoreihin. Vertailussa on 1,1 kW moottori ja siitä ilmenee, että kun moottoritehon piilohävikki on huomioitu, on taajuusmuuttajaohjatun moottorin todellinen hyötysuhde 73,3%. Vastaavalla ebm-papstin EC-moottorilla hyötysuhde on 87%.