W 2011 roku ABB wprowadziło technologię synchronicznych silników reluktancyjnych (SynRM), pozbawionych magnesów i pierwiastków ziem rzadkich, oferujących sprawność na poziomie IE4 Super‑Premium. Obecnie portfolio zostało rozszerzone o klasę IE6 Hyper‑Efficiency, dostępną standardowo w zastosowaniach do pracy w strefach bezpiecznych.
Daniel Eberli, Global Business Line Manager, ABB IEC LV Motors, wyjaśnia, w jaki sposób technologia SynRM została stworzona zgodnie z filozofią „Engineered to Outrun” – nowa linia IE6 wyznacza kolejny punkt odniesienia w efektywności energetycznej silników, obniżając zużycie energii i emisje, przy jednoczesnym zachowaniu niezawodności i maksymalnej dostępności.
Według raportu Międzynarodowej Agencji Energetycznej Energy Efficiency 2025, elektryczne układy napędowe w przemyśle odpowiadają za około 60% globalnego zużycia energii elektrycznej w sektorze przemysłowym oraz za około jedną czwartą całkowitego światowego zużycia energii elektrycznej. Zapotrzebowanie na energię tych silników wzrosło o około 60% w latach 2005–2023, głównie za sprawą szybkiego rozwoju gospodarek wschodzących.
Jednocześnie ponad połowa silników pracujących dziś w przemyśle ma więcej niż 10 lat i często należy do niskich klas efektywności, takich jak IE1 lub IE2. Wymiana takich silników na modele o wyższej sprawności zwykle zapewnia zwrot inwestycji w czasie poniżej dwóch lat – a w przypadku najwyższych klas sprawności nawet szybciej.
Wprowadzenie silników SynRM IE6 Hyper‑Efficiency przez ABB pozwala na dalszą redukcję zużycia energii i emisji w takich aplikacjach, jak pompy, wentylatory i sprężarki – pozwalając na osiągnięcie poziomu, który wcześniej nie był możliwy z technologią IE5.
Wnętrze technologii silników SynRM
Z zewnątrz silnik SynRM wygląda bardzo podobnie do tradycyjnego silnika indukcyjnego. Nawet stojan jest konstrukcyjnie podobny. Innowacja kryje się w wirniku, wykonanym z laminowanej stali, zaprojektowanej tak, by kierować reluktancją magnetyczną. Wirnik ustawia się względem strumienia magnetycznego, co pozwala mu pracować synchronicznie z prędkością obracającego się pola.
SynRM łączy wydajność silników PM (Permanent Mangent) z prostotą i łatwością konserwacji silników indukcyjnych.
Praktyczne korzyści IE6 SynRM
- Wyższa niezawodność i dłuższa żywotność (niższa temperatura uzwojeń i łożysk)
Silnik SynRM ma temperaturę uzwojeń niższą nawet o 30°C oraz temperaturę łożysk niższą nawet o 15°C w porównaniu z silnikiem indukcyjnym. Poprawia to niezawodność, wydłuża żywotność silnika i zmniejsza potrzebę konserwacji. Niższe temperatury łożysk są szczególnie istotnym czynnikiem w redukcji kosztów cyklu życia, ponieważ awarie łożysk odpowiadają za około 70% nieplanowanych przestojów silników.
- Łatwiejszy serwis
Ponieważ silniki IE6 SynRM nie mają magnesów ani uzwojeń wirnika, są prostsze w serwisowaniu. Mniejsza ilość ciepła i zużycia wydłuża okresy między przeglądami, jednocześnie ograniczając nieplanowane przestoje oraz negatywny wpływ na środowisko wynikający z częstych wymian.
- Niższy TCO
Niższe zużycie energii oraz ograniczone potrzeby konserwacyjne bezpośrednio obniżają całkowity koszt posiadania (TCO). W trakcie typowej, ponad 20‑letniej żywotności silnika koszt zakupu stanowi jedynie około 2% jego TCO, konserwacja około 1%, natomiast energia potrzebna do pracy odpowiada za około 97%. Silnik o wyższej sprawności energetycznej szybko się zwraca dzięki oszczędnościom energii, a następnie nadal zapewnia redukcję kosztów i emisji przez cały okres eksploatacji.
Przykładowo, w typowej aplikacji z silnikiem o mocy 110 kW pracującym ze średnim obciążeniem 75% przez 8760 godzin rocznie, zastąpienie pakietu silnik + napęd IE4 SynRM standardowym obecnie pakietem IE6 SynRM pozwala osiągnąć roczne oszczędności rzędu 2 560 € w kosztach energii oraz 4 610 kg emisji CO₂. Operatorzy, którzy wybierają pakiet IE6 zamiast IE4, odzyskują dodatkową inwestycję początkową w około 8 miesięcy (przy typowym koszcie energii 0,2 €/kWh), co sprawia, że wybór IE6 jest łatwy do uzasadnienia. Dla tych, którzy rozważają przejście z IE4 na IE5, wykonanie dodatkowego kroku do IE6 może zapewnić do 76% większe oszczędności energii i CO₂ w porównaniu z rozwiązaniem IE5.
Wysoka wydajność przy tych samych wymiarach
W 2024 roku ABB jako pierwszy producent zaoferował poziom sprawności IE6 w konstrukcji SynRM przeznaczonej do specjalistycznych zastosowań. Kolejnym krokiem jest szersze portfolio silników IE6 SynRM, dzięki któremu wydajna technologia napędowa staje się standardowym rozwiązaniem w szerokim zakresie mocy od 110 do 450 kW, w dużych rozmiarach ramek 280 i 315, do zastosowań w strefach bezpiecznych.
Silniki IE6 SynRM otwierają nowe możliwości dla producentów sprężarek oraz innych aplikacji wysokoprędkościowych pracujących z prędkością 3000/3600 obr./min, ponieważ oferta ABB w tym zakresie została rozszerzona i obejmuje teraz standardowo moce od 110 do 450 kW. Nowe silniki zachowują tradycyjne kombinacje mocy i wielkości obudowy, mogą bezpośrednio zastępować starsze, mniej wydajne maszyny bez konieczności zmian w konfiguracji mechanicznej.
Skalowanie SynRM
ABB poszerzyło również ofertę silników SynRM poza nowy zakres IE6 w dużych rozmiarach ramek (280, 315). Od września 2025 roku trzy mniejsze silniki IE5 SynRM w rozmiarach ramek 90, 100 i 112 rozszerzyły portfolio, obejmując zakresy mocy od 0,75 kW do 450 kW, z innymi wariantami dostępnymi na życzenie.
Historycznie najmniejszym dostępnym silnikiem IE5 SynRM był model o mocy 5,5 kW (rozmiar ramy 132). Jednak mniejsze silniki są często stosowane w dużych ilościach oraz w aplikacjach pracujących w trybie ciągłym lub w ograniczonej przestrzeni, gdzie kluczowe znaczenie mają właściwości termiczne, precyzyjne sterowanie i wysoka sprawność przy częściowym obciążeniu.
Klienci jasno komunikowali, że spójna platforma technologiczna we wszystkich klasach mocy ułatwia zarządzanie flotami, wykorzystującymi wiele rozmiarów silników. W odpowiedzi ABB skoncentrowało się na wprowadzeniu technologii silników IE5 SynRM do mniejszych jednostek, które czasami są pomijane przy modernizacjach efektywności energetycznej.
Oprócz wprowadzenia mniejszych opcji, ABB rozbudowało portfolio silników IE5 SynRM ABB o wykonania chłodzone cieczą o mocach od 37 do 710 kW, rozszerzając tym samym korzyści w zakresie efektywności i niezawodności na aplikacje wymagające dużej mocy, ograniczonej przestrzeni oraz niskiego poziomu hałasu. Warto zaznaczyć ze umożliwiają one łatwą wymianę starszych, mniej wydajnych maszyn bez konieczności modyfikacji układu.
Technologia dla zrównoważonego rozwoju
Zrównoważony rozwój jest wpisany w portfolio SynRM od podstaw. Każdy silnik IE5 i IE6 SynRM jest częścią portfolio ABB EcoSolutions™, które obejmuje zweryfikowane przez podmioty zewnętrzne deklaracje środowiskowe produktu (EPD), wspierające zgodność i raportowanie. Silniki te nadają się w 98% do recyklingu (wagowo), a używana w nich miedź pochodzi ze źródeł niskoemisyjnych lub z recyklingu. W efekcie emisje wbudowane są zmniejszone nawet o 200 kg CO₂ na każdy silnik o mocy 75 kW.
Co więcej, konstrukcja SynRM wolna od magnesów i pierwiastków ziem rzadkich sprawia, że technologia ta jest skalowalnym narzędziem w procesie dekarbonizacji przemysłu. Unikając zależności od łańcuchów dostaw pierwiastków ziem rzadkich, pomaga producentom ograniczyć ryzyko związane ze zmiennością cen i nieprzewidywalnością dostaw. Wysoka wydajność osiągana bez użycia materiałów ziem rzadkich pozwala klientom zmniejszyć zużycie energii, ograniczyć emisje CO₂ oraz zwiększyć produktywność bez kompromisów w zakresie osiągów.
Rozszerzenie naszego portfolio SynRM oznacza, że możemy teraz wspierać klientów w realizacji celów w zakresie efektywności energetycznej i redukcji emisji w całej ich flocie silników. Co istotne, otwiera to możliwość zwiększenia efektywności energetycznej, redukcji emisji oraz podniesienia zwrotu z inwestycji dla tych klientów, którzy dotychczas nie mogli skorzystać z technologii SynRM.
Case study: Znaczący wzrost efektywności w Aurubis dzięki technologii ABB IE5 SynRM
Zakrojona na szeroką skalę modernizacja w zakładzie produkcji miedzi Aurubis w Pirdop w Bułgarii – największego producenta miedzi w Europie – stanowi dowód na wymierny wpływ technologii SynRM firmy ABB. Zakład zmodernizował kilka kluczowych silników procesowych, w tym pomp, wentylatorów i przenośników, zastępując je 460 silnikami ABB IE4 Process Performance oraz IE5 SynRM sterowanymi za pomocą przemienników częstotliwości ACS880.
Modernizacja przyniosła roczne oszczędności energii na poziomie około 25 GWh, redukując emisje CO₂ o 12 000 ton rocznie. Zwrot z inwestycji osiągnięto w około trzy i pół roku, m.in. dzięki zmniejszeniu ilości generowanego ciepła, obniżeniu drgań oraz mniejszemu zużyciu łożysk, co wydłużyło czas pracy między przestojami i serwisami. Konsolidując dostawców silników z 42 do jednego, Aurubis uprościł również zarządzanie częściami zamiennymi i obniżył koszty magazynowania.
Case study: Cementownia prezentuje wymierne dowody na redukcję zużycia energii
Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA) przemysł cementowy odpowiada obecnie za około 7% globalnej emisji dwutlenku węgla (CO₂) i jest trzecim co do wielkości przemysłowym konsumentem energii. Oznacza to, że potencjał oszczędności energii – a tym samym możliwości ograniczenia związanych z nią emisji CO₂ - jest ogromny. Dlatego przeanalizowaliśmy korzyści wynikające z przejścia na nasze silniki IE6 Hyper‑Efficiency SynRM w dużym europejskim zakładzie cementowym produkującym do 3 milionów ton rocznie (Mtpa).
W zakładzie może pracować nawet 1200 silników niskiego napięcia (LV), które w tle napędzają m.in. przenośniki, pompy, wentylatory i dozowniki. Większość z nich może być silnikami bezpośrednio zasilanymi z sieci (DOL) o klasie sprawności IE2.
Jeśli silniki w zakładzie zostałyby zmodernizowane do pakietów IE6 SynRM z przemiennikami częstotliwości (VSD), nasze symulacje pokazują, że roczne zużycie energii spadłoby z 93,30 do 67,65 gigawatogodzin (GWh). Ta oszczędność na poziomie 27,5% pozwoliłaby zakładowi zaoszczędzić ponad 2 miliony euro rocznie na kosztach energii (przy cenie 0,084 euro za kilowatogodzinę). Przy założeniu 20‑letniej żywotności oszczędności mogłyby sięgnąć 40 milionów euro. Oczywiście im wyższa lokalna cena energii, tym większy potencjał oszczędności.
Portfolio SynRM firmy ABB napędza kolejny przełom w efektywności energetycznej
W świecie, w którym silniki przemysłowe odpowiadają za tak dużą część globalnego zużycia energii elektrycznej, zwiększenie ich efektywności jest jednym z najszybszych i najbardziej znaczących sposobów na ograniczenie zużycia energii i emisji CO₂.
Dzięki naszemu rozszerzonemu zakresowi silników IE5 SynRM do stref bezpiecznych oraz wprowadzeniu silników IE6 Hyper‑Efficiency SynRM jako standardowej oferty, ABB umożliwia teraz niemal każdemu silnikowi wniesienie realnego wkładu w redukcję całkowitego zapotrzebowania na energię, obniżenie emisji oraz zwiększenie produktywności.
W ABB wierzymy, że postęp jest zawsze możliwy – że wszystko może działać efektywniej i wydajniej niż dzień wcześniej. W świecie, w którym samo „działanie” już nie wystarcza, w ABB wszystko tworzymy tak, aby było Engineered to Outrun – zaprojektowane, by wyprzedzać oczekiwania. Pomagamy branżom działać oszczędniej i czyściej, dostarczając więcej zrównoważonych rozwiązań i wydajności do ich codziennych operacji. Troska o naszą planetę staje się wspólną odpowiedzialnością, a przemysł może realnie wnieść do niej swój wkład tylko wtedy, gdy taki postęp stanie się normą, a nie wyjątkiem.
Aby dowiedzieć się więcej o silnikach ABB IE6 SynRM, odwiedź: Silniki IE6 SynRM
