Damel: dobre miejsce na trudnym rynku

Rynek silników i napędów elektrycznych to sektory o dużej, stale rosnącej wartości, co niewątpliwie jest pochodną różnorodnych zastosowań tych technologii, nie tylko zresztą w przemyśle. Równocześnie trwa wyścig, którego efektem ma być zwiększanie sprawności, energooszczędności oraz funkcjonalności układów napędowych. Damel z Dąbrowy Górniczej chce być jednym z najważniejszych dostawców silników dla zmieniającego się przemysłu.




Od końca lat 90. XX w. zauważamy rewolucyjne zmiany w układach napędowych polegające na masowym zastępowaniu silników prądu stałego (silniki DC z komutatorem mechanicznym) napędami składającymi się z silnika indukcyjnego zasilanego z przemiennika częstotliwości. – Co spowodowało taką sytuację? Podobnie jak tranzystory małych mocy wyparły z rynku lampy elektronowe, tak technologie produkcji tyrystorów i tranzystorów wysokoprądowych spowodowały stworzenie sterowanych źródeł zasilania silników indukcyjnych o mocach 1000 kW i większych – podkreśla dr inż. Artur Polak, dyrektor Działu Rozwoju DFME Damel, i dodaje: – W dużym skrócie można powiedzieć, że sterowanie pracą silnika indukcyjnego odbywa się z wykorzystaniem podstawowych zależności: prędkość obrotowa jest proporcjonalna do częstotliwości podstawowej harmonicznej napięcia zasilania, rozwijany moment obrotowy zaś jest odwrotnie proporcjonalny do kwadratu wartości napięcia zasilania. Wiem, dla wielu naszych czytelników brzmi to nadzwyczaj skomplikowanie. Ważny jest jednak efekt, którym jest to, że zdecydowanie niższa cena silnika indukcyjnego w porównaniu z ceną silnika prądu stałego praktycznie wyrugowała silniki DC z rynku.

Łatwość w wyznaczaniu energii dostarczanej do silnika indukcyjnego połączona z masowością wykorzystania tych silników spowodowała rozpoczęcie studiów nad oceną efektywności energetycznej instalacji wykorzystujących takie właśnie napędy. Normalizacja w tym obszarze wręcz galopuje, co można zauważyć, patrząc na tempo nowelizacji normy IEC 60034-30-1, która w Polsce została przyjęta jako: PN-EN 60034-30-1 Maszyny elektryczne wirujące – Część 30-1: Klasy sprawności silników prądu przemiennego bezpośrednio zasilanych z sieci.

Polski rynek napędowy odgrywa ważną rolę w kontekście lokalnego przemysłu i automatyzacji. Dominują rozwiązania oparte na AC czy DC. – Przy czym, jak wcześniej wspomniałem, napędy AC wypierają aplikacje z silnikami DC. Przykładem są silniki napędu trakcji, które zastępowane są silnikami indukcyjnymi zasilanymi z falowników. Nie zapominajmy, że dwie kluczowe na rynku grupy aplikacji to systemy automatyki oraz proste maszyny i urządzenia. Określenie „proste” oznacza w tym przypadku m.in. pompy, sprężarki, mieszalniki i inne urządzenia realizujące ruch obrotowy. Z kolei systemy automatyki to m.in. przenośniki, taśmociągi, podnośniki i windy, ale też niektóre systemy pozycjonowania itd. – wyjaśnia A. Polak.

Pomimo że Damel ma wieloletnie doświadczenie jako producent silników elektrycznych, w grupie dostawców napędów realnie istnieje jedynie w segmencie napędów górniczych, takich jak m.in. napędy organów urabiających kombajnów węglowych, przenośników taśmowych i zgrzebłowych oraz w segmencie napędów pomp i wentylatorów pracujących ze zmienną (regulowaną) prędkością. W spółce zapewniają jednak, że prowadzone są prace nad nowymi rozwiązaniami i poszerzaniem oferty o kolejne zastosowania.

Branża napędów i silników elektrycznych cechuje się różnorodnością typów klientów oraz możliwych zastosowań urządzeń. Dokonując klasyfikacji krajowych odbiorców, można wskazać ich trzy główne grupy: producentów maszyn, integratorów systemów oraz użytkowników końcowych. – To faktycznie olbrzymi i szybko zmieniający się rynek. Zdecydowanie opieramy naszą strategię na dostawach silników do integratorów systemów (np. producentów urządzeń technologicznych, takich jak kombajny górnicze, wentylatory lutniowe itp.) oraz dostawach silników do użytkowników końcowych, którzy sami modernizują np. pompy. Innym z produktów, który wykonujemy bezpośrednio dla klienta końcowego, są separatory elektromagnetyczne – twierdzi A. Polak.

Media branżowe wiele razy informowały, że w przypadku części przemysłowych silników elektrycznych ilość zużywanej przez nie energii można zmniejszyć średnio o 31% poprzez ich modernizację lub zastosowanie lepszego sterowania. – Tak, chociaż byłbym ostrożny przy tak jednoznacznych deklaracjach. Każdy układ ma swoją specyfikę. Jeśli o nas chodzi, to oszczędność i efektywność cechuje nasze flagowe silniki typu LSPM (line start permanent magnet), czyli silniki z magnesami trwałymi o rozruchu bezpośrednim. Stanowią one połączenie trójfazowego silnika indukcyjnego i silnika PM – mają wirnik klatkowy oraz magnesy wbudowane pod klatką. Uzwojenie tej ostatniej jest aktywne w czasie rozruchu. Po rozpędzeniu silnik pracuje synchronicznie. Konstrukcja tych maszyn jest złożona, przez co są one droższe, ale nie wymagają sterownika. Silniki zaleca się stosować w aplikacjach pracujących długotrwale, z małą liczbą zatrzymań – podsumowuje dr Polak.

Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi cieszą się popularnością ze względu na takie zalety, jak: stosunkowo duża moc w porównaniu z rozmiarami, kompaktowość oraz wydajność przy niskich prędkościach. Popyt na te silniki napędzają nowe rozwiązania wprowadzane w ich konstrukcji w odpowiedzi na rosnące zapotrzebowanie na silniki o dużej sprawności.

Ciągle można znaleźć prognozy, zgodnie z którymi wartość globalnego rynku silników z magnesami trwałymi ma się zwiększać średnio o 5% rocznie aż do 2030 r., kiedy przekroczy 7 mld dol. Tak przewiduje m.in. Transparency Market Research. – Tyle tylko, że moim zdaniem przytoczone szacunki pochodzą z czasów optymistycznych prognoz – twierdzi Robert Tomaszewski, wiceprezes zarządu spółki. – Rynek surowców, a co za tym idzie – monopol wytwarzania magnesów ziem rzadkich powoduje, że jest to sektor obarczony dużym ryzykiem.

Jednym z zagrożeń związanych z użytkowaniem sprzętu elektrycznego jest ryzyko eksplozji gazów, oparów lub pyłów w otoczeniu urządzenia będącego potencjalnym źródłem zapłonu. Z tego powodu na wykorzystywane w wymienionych dziedzinach urządzenia i systemy produkcyjne nakładane są specjalne wymagania. – I to jest naturalne środowisko produktów z Damelu. Nasze silniki w znakomitej większości mają certyfikaty ATEX, dotyczące przestrzeni zagrożonych wybuchem (metan, pyły). Dążymy do uzyskania najwyższego stopnia certyfikacji, czyli ATEX C II, umożliwiającego pracę silnika w środowisku wodorowym (zagrożonym wybuchem wodoru, acetylenu czy dwusiarczku węgla, które występuje w przemyśle chemicznym/petrochemicznym).

– Ten rynek to jeden z kluczowych kierunków naszego rozwoju. Stabilny, a jednocześnie bardzo wymagający, gdzie liczy się jakość wykonania i pewność zastosowanych rozwiązań technologicznych. Damel nie chce ani nie będzie się ścigał w kategoriach takich jak wielkość i ciężar silnika. Jesteśmy dostawami silników przemysłowych, gdzie znaczenie mają zupełnie inne parametry – podsumowuje Leszek Stokłosa, prezes zarządu spółki Damel SA.


Tadeusz Blofer