WEG:s W23 Sync+ motor inleder ny epok av effektivitet

Från forskning och utveckling till marknaden: Historien bakom WEG:s hybrid-teknik för permanentmagnet och synkrona reluktansmotorer

I en tid som präglas av allt högre standarder för energieffektivitet och ett växande ansvar för miljön har den globala motortillverkaren WEG tagit ett stort steg framåt med lanseringen av sin motorlinje W23 Sync+. W23 Sync+, en hybridinnovation som kombinerar permanentmagnet (PM), ferrit- eller neodymmagneter och synkronreluktansmotorteknik (SynRM), ger bättre effektivitet över hela varvtalsområdet jämfört med konventionella induktionsmotorer. Här presenterar Marek Lukaszczyk, marknadsdirektör i WEG för Europa och Mellanöstern, fördelarna med den nya PMSynRM-tekniken.

Som global tillverkare av motorer och drivenheter är WEG stolta att ligga steget före internationella standarder och föreskrifter, och dess nya motorlinje W23 Sync+ är inget undantag. Strävan efter mycket höga effektivitetsnivåer var drivkraften bakom denna innovation. Det är därför som alla W23 Sync+ motorer uppfyller eller överträffar den nuvarande europeiska ekodesignförordningen, som föreskriver att nya motorer måste uppfylla IE3- eller IE4-standarden. WEG:s flaggskepp, den förväntade IE6-varianten, kallas W23 Sync+ ULTRA, medan IE3- till IE5 modellerna är kända som W23 Sync+ general line.

I takt med att den traditionella induktionsmotortekniken närmar sig sina effektivitetsgränser har behovet av alternativ blivit allt tydligare. För att uppnå högre verkningsgrader måste de elmotorerna ha mycket höga startströmmar, vilket kräver ny startapparat och skyddssystem när en befintlig motor ska bytas ut. Även om SynRM-motorer erbjuder en potentiell lösning för att uppfylla den förväntade IE6-standarden, har motorerna också brister, t.ex. en låg effektfaktor, vilket kräver kraftigare drivenheter och ökade kostnader.

Högre effektivitet och mindre förluster

PMSynRM-tekniken, som utvecklats av WEG, har visat sig vara det optimala valet. Konstruktionen säkerställer en konstant effektivitet, som förstärker en högre effektivitetsnivå inom hela varvtalsområdet, jämfört med konventionella motorer och en högre effektfaktor än synkrona reluktansmotorer.

Detta resulterar i en lägre total ägandekostnad för anläggningsansvariga. PMSynRM-tekniken varierar i samband med separeringen av elektriska förluster i den elektriska motorn genom användningen av magneter. Magneterna genererar sitt eget magnetfält utan att inducerande strömmar krävs. Därför minskar de motorns totala förluster.

Medan en konventionell induktionsmotor förlorar över 20 procent av effektiviteten över dess varvtals- och lastområde, behåller W23 Sync+ sin högre effektivitet genom att den bara reduceras med mindre än två procent när last och varvtal minskas med 25 procent.

Effektivitet är dock inte bara ett mått på energiförbrukning, utan omfattar även motorns livslängd. Med effektivitetsnivåer som når den förväntade IE6 -nivån för W23 Sync+ ULTRA och upp till IE5 för den allmänna W23 Sync+ linjen, genererar båda modellerna mindre värme, vilket leder till längre livslängd, färre byten och minskat underhållsbehov. Detta eliminerar också behovet av ytterligare kylning.

Dessutom ger motorlinjen W23 Sync+ energibesparingar som direkt påverkar anläggningarnas CO2-reduktioner. Faktum är att WEG-teamet har beräknat att ett byte av en IE3 induktionsmotor på 75 kilowatt (kW)med 4 poler mot en W23 Sync+ ULTRA kan leda till en minskning av 126 ton CO2 under den senare motorns förväntade livstid på 25 år. Detta förutsätter en drifttid på 6500 timmar per år.

Även om minskningen av CO2-utsläppen är ett primärt fokus, bidrar också W23 Sync+ till en bredare minskning av växthusgasutsläppen (GHG). Dess energieffektivitet ligger i linje med hållbarhet, vilket minskar efterfrågan på naturresurser och minimerar miljöpåverkan.

Lansering av W23 Sync+ på marknaden

Utvecklingen av W23 Sync+ inleddes 2021 i samband med de globala utmaningarna på grund av klimatändringarna och de växande kraven på miljöansvar. Under utvecklingsfasen för W23 Sync+ ville WEG:s interna forsknings och utvecklingsavdelning (R&D) säkerställa att kunderna skulle få nytta av de bästa tekniska egenskaperna från både PM- och SynRM-motorteknikerna, vilket även innefattar möjligheterna med ferrit- och neodymium-magneter.

Uppgiften var utmanande: att minska miljöpåverkan, minska CO2-utsläppen och förbättra den övergripande hållbarheten genom att överträffa effektivitetsnivåerna ultra-premium. WEG:s tvärvetenskapliga team tog sig an dessa utmaningar genom innovation, med målet att vända hinder till möjligheter under produktens utveckling. WEG:s framgångsrika utveckling av motorlinjen W23 Sync+ förstärktes av företagets robusta FoU-kapacitet — faktum är att företaget investerade över 122 miljoner euro i FoU under 2022.

WEG:s tekniska kompetensgrupper, som omfattar elektromagnetisk analys, strukturanalys, skiktanalys, elektriska och magnetiska material, isoleringsmaterial, polymera material, vibrationer i roterande elektriska maskiner, vätske-termiska-akustisk analys samt lager och smörjning. Dessa enheter samarbetar för att säkerställa att utvecklingsarbetet beaktar alla aspekter. Dessa kompetensgrupper fungerar som ett centrum för WEG:s globala tillväxt, främjar innovation och tänjer gränserna för motortekniken.

Att vara ledande när det gäller standarder och föreskrifter är avgörande och WEG uppnår detta genom att aktivt delta i kommittéer, t.ex. International Electrotechnical Commission (IEC) och National Electrical Manufacturers Association (NEMA). Motorlinjen W23 Sync+ är ett bevis på detta engagemang och har certifikat från UL, CSA och SGS Baseefa, vilket säkerställer efterlevnad av strikta föreskrifter — särskilt inom farliga områden.

Lämpliga för en mängd olika användningar

W23 Sync+ och W23 Sync+ ULTRA finns i en mängd olika ramstorlekar från IEC 80 till 450 (NEMA 140 till 7000). Denna multiplattformslösning kan arbeta inom ett stort varvtalsområde med konstant vridmoment utan behov av extra ventilation. Den finns tillgänglig i varvtalsområden från 750 upp till 6 000 rpm. Motorns märkeffekt ligger inom området från 0,75 till 1250 kW, Den kan anslutas till 220/380 V, 230/400 V, 240/415 V eller 400/690 V.

Mångsidigheten hos W23 Sync+ gäller även dess applikationer. Den används i en mängd olika industrier, även om den är att föredra i tillämpningar med varierande belastningar. Den höga verkningsgraden, som bibehålls även vid partiell last, gör den idealisk för tillämpningar med varierande laster. Linjen PMSynRM är lämplig för tillämpningar som kompressorer, pumpar, fläktar, transportörer och mycket mer.

En annan stor fördel med W23 Sync+ är att den är kompakt och ändå har samma effekt per volym som induktionsmotorer. Till exempel finns IE5-varianten i samma ramstorlek som en IE3-motor, vilket innebär att de kan bytas ut inom befintliga installationer smidigt och problemfritt.

Globalt tillgänglig med teknisk support

W23 Sync+-motorserien, som tillverkas i Brasilien och Kina, är globalt tillgänglig och backas upp av WEG:s omfattande tekniska support och tjänster. Detta säkerställer att kunder över hela världen sömlöst kan integrera denna innovativa motor sin verksamhet. Ferritmagneten som används i W23 Sync+ är dessutom tillverkad av ett keramiskt material och har en lokal leverantör och producent. På så sätt undviks problem med globala leveranskedjor och materialpriserna blir stabila.

När det gäller elmotorer står W23 Sync+ som ett riktmärke för innovation och som tar itu med de utmaningar som effektivitetsgränser och miljöansvar innebär. WEG:s engagemang i att flytta fram gränserna för motortekniken har resulterat i en motorlinje, som inte bara uppfyller, utan överträffar, globala standarder. I takt med att industrin strävar efter effektivitet, tillförlitlighet och hållbarhet framstår W23 Sync+ som en transformativ kraft, en ledstjärna, som inleder en ny era inom motortekniken.