По мере ускорения электрификации всех сегментов судов — от портовых буксиров до морских вспомогательных судов и гибридных паромов — все большее число операторов оценивают технологию двигателей с постоянными магнитами (PM) для применений, где критически важными требованиями являются высокая эффективность при различных нагрузках, компактность и снижение веса.
Преимущества особенно актуальны для судовых силовых установок, подруливающих устройств и шахтных генераторов, где оборудование редко работает с постоянной мощностью.
Мощные двигатели с постоянными магнитами в паре с приводами с регулируемой частотой вращения решают проблемы простоя мощности, возникающие в зависимости от изменяющихся условий, путем прямой регулировки скорости и крутящего момента в соответствии с требованиями реального времени. Вместо того чтобы работать с фиксированной мощностью и управлять ее колебаниями с помощью механического управления или допускать снижение КПД в нестандартных условиях, конфигурации с регулируемой частотой вращения PM позволяют двигателям-манипуляторам работать ближе к оптимальной рабочей точке при любых условиях.
Таким образом, применение PM значительно повышает КПД – в текущих условиях до 98%, а потери энергии снижаются на 50% по сравнению с аналогичными асинхронными двигателями.
В условиях эксплуатации — это напрямую отражается на снижении расхода топлива в гибридных конфигурациях, увеличении срока службы аккумуляторных батарей в электрических режимах и снижении требований к размерам генератора.
Исходя из сравнения между двигателем с постоянными магнитами мощностью 1500 кВт и эквивалентным асинхронным двигателем, при затратах на электроэнергию в размере 0,1 долл. /кВт*ч и 8000 часов работы в год, можно достичь ежегодной экономии энергии в размере примерно 38 000 долл., что составляет менее 18 месяцев окупаемости инвестиций в двигатель.
Чистая технология также позволяет избежать ежегодных выбросов примерно 80 000 кг CO2.
Поскольку срок службы оборудования составляет 25 лет, со временем эти преимущества значительно увеличиваются.
Современные передовые технологии в области двигателей с постоянными магнитами разработаны для снижения площади рабочих помещений при высоком уровне надежности и безопасности.
Полностью закрытые роторы, усовершенствованная система защиты от магнитов и система охлаждения с водяной рубашкой стабилизируют внутреннюю температуру и снижают нагрузку на компоненты, обеспечивая более тихую и устойчивую работу. Современные двигатели PM выдерживают прямые двухфазные короткие замыкания при номинальных температурах без риска размагничивания, а механические конструкции способны выдерживать крутящий момент, в три раза превышающий номинальный, в условиях неисправности.
В сочетании с более чем 35-летним непрерывным развитием технологии PM и документацией, соответствующей требованиям класса, это решение дает операторам уверенность в том, что повышение эффективности не происходит за счет эксплуатационной надежности.
Немаловажно также, что в отличие от судов, работающих на одном топливе, электрифицированные силовые установки могут получать энергию из нескольких источников, таких как дизель-электрические генераторы, аккумуляторные батареи и береговое электроснабжение.
Поскольку энергетические системы развиваются и все больше полагаются на возобновляемые источники энергии, такая гибкость помогает операторам адаптироваться к меняющимся нормативным актам и рыночным условиям.
