Шаговые двигатели: новый энергосберегающий и экологичный выбор для промышленного сектора 

На фоне глобальной волны заботы об окружающей среде «зеленое развитие» — уже не просто лозунг, а основополагающий принцип, пронизывающий промышленное производство и технологические инновации. Экологическая сознательность кардинально меняет траекторию развития различных отраслей, от оптимизации производственных процессов до выбора потребителями экологичных решений в области потребления. Однако при оценке воздействия промышленного оборудования на окружающую среду многие специалисты легко поддаются когнитивным искажениям, особенно в таких ключевых технологических областях, как модули шаговых двигателей. Люди часто концентрируются на экологических издержках одного аспекта, игнорируя его экологические преимущества на протяжении всего жизненного цикла. В этой статье мы подробно рассмотрим реальное воздействие модулей шаговых двигателей на окружающую среду, рассмотрим их основные конкурентные преимущества в плане энергосбережения и защиты окружающей среды по сравнению с традиционными двигателями, а также обсудим ключевые аспекты научной оценки их воздействия на окружающую среду.

Шаговый двигатель – это двигатель с разомкнутым контуром управления, преобразующий электрические импульсные сигналы в угловое или линейное перемещение. Благодаря своей высокой точности, надежности и отличной управляемости он стал незаменимым компонентом современного производства. Шаговые двигатели применяются практически во всех областях высокотехнологичного производства: от небольших устройств, таких как 3D-принтеры и лазерные режущие станки, до крупного промышленного оборудования, такого как станки с ЧПУ и автоматизированные производственные линии. С развитием Индустрии 4.0 требования к точности оборудования и энергоэффективности постоянно растут, что приводит к постоянному росту рыночного спроса на шаговые двигатели. Их воздействие на окружающую среду также постепенно становится объектом внимания отрасли.

Распространённый вопрос: будут ли шаговые двигатели серьёзно загрязнять окружающую среду в условиях всё более строгих требований к охране окружающей среды? Для ответа на этот вопрос необходим объективный анализ с точки зрения полного жизненного цикла. Несомненно, этап производства шаговых двигателей оказывает определённое воздействие на окружающую среду. Производство основных компонентов, таких как ротор и статор, требует использования редкоземельных элементов, меди, железа и других металлов. Добыча и переработка редкоземельных элементов приводит к образованию сточных вод, отходящих газов и твёрдых отходов, которые при отсутствии надлежащей очистки могут загрязнять почву и водные источники. Кроме того, обработка и сборка двигателя также потребляют определённое количество электроэнергии и водных ресурсов, что составляет значительную часть экологического следа шагового двигателя.

Однако по сравнению с традиционными двигателями, энергосберегающие преимущества шаговых двигателей на этапе эксплуатации чрезвычайно значительны и способны компенсировать экологические затраты на этапе производства. Традиционные двигатели работают в непрерывном режиме, поддерживая постоянную выходную мощность независимо от нагрузки, что приводит к значительным потерям энергии при низкой нагрузке. Шаговые двигатели используют метод управления «питанием по требованию», точно контролируя угол поворота двигателя с помощью электрических импульсных сигналов. Они потребляют энергию только при необходимости, демонстрируя чрезвычайно низкое энергопотребление как в режиме холостого хода, так и при низкой нагрузке. Данные показывают, что при одинаковых условиях эксплуатации шаговые двигатели потребляют на 30–50% меньше энергии, чем традиционные асинхронные двигатели, причём особенно значительная экономия энергии достигается в оборудовании с прерывистым режимом работы. Например, в 3D-принтерах шаговые двигатели потребляют всего около половины энергии в час по сравнению с традиционными двигателями, что обеспечивает значительную долгосрочную экономию энергии.

Прямым преимуществом энергосбережения является защита окружающей среды. Сокращение потребления электроэнергии означает снижение выбросов парниковых газов при ее производстве. В настоящее время моя страна по-прежнему в значительной степени зависит от тепловой энергии; экономия 1 киловатт-часа электроэнергии снижает выбросы углекислого газа примерно на 0,96 килограмма. Если предположить, что шаговый двигатель работает в среднем 2000 часов в год и обеспечивает среднюю экономию энергии 40%, то один двигатель может сократить выбросы углекислого газа на несколько сотен килограммов в год. Если этот эффект распространится на всю отрасль, широкое применение шаговых двигателей внесет значительный вклад в сокращение выбросов углерода в промышленном секторе. Кроме того, шаговые двигатели имеют более длительный срок службы, а их среднее время наработки на отказ (MTBF) в 2-3 раза превышает показатели традиционных двигателей, что сокращает частоту замены оборудования, снижает затраты на переработку отработанных двигателей и дополнительно снижает нагрузку на окружающую среду.

Среди многих производителей шаговых двигателей компания Shenzhen Jiemicon Electromechanical Co., Ltd., благодаря технологическим инновациям, интегрирует концепции энергосбережения и защиты окружающей среды во все процессы исследований, разработки и производства продукции, что приводит к созданию шаговых двигателей, демонстрирующих выдающиеся энергосберегающие характеристики.
Компания использует оптимизированную конструкцию двигателя и эффективные решения для магнитной цепи, чтобы дополнительно снизить потери железа и меди в двигателе, тем самым повышая эффективность преобразования энергии. Кроме того, при закупке сырья JMC отдает приоритет поставщикам с экологическими сертификатами и строго контролирует добычу и переработку ключевых материалов, таких как редкоземельные элементы, для обеспечения экологичной и устойчивой цепочки поставок. Благодаря этим мерам шаговые двигатели JMC не только достигают лидирующих в отрасли показателей точности и надежности, но и значительно превосходят национальные стандарты энергоэффективности, предоставляя корпоративным пользователям решения, сочетающие экономические и экологические преимущества. Подробнее о продукции можно узнать на официальном сайте компании (www.jmc-motor.ru).

Научная оценка воздействия шаговых двигателей на окружающую среду требует отказа от одностороннего подхода «одноэтапной оценки» и создания системы оценки жизненного цикла (ОЖЦ). Помимо расхода сырья и выбросов загрязняющих веществ на этапе производства, необходимо в полной мере учитывать такие факторы, как энергопотребление, срок службы и уровень переработки на этапе использования. При этом такие факторы, как производственные процессы компании, меры по охране окружающей среды и управление цепочкой поставок, также напрямую влияют на воздействие продукта на окружающую среду. Для промышленных предприятий выбор шаговых двигателей может не только снизить эксплуатационные расходы, но и улучшить экологические показатели, способствуя их переходу на экологически безопасные технологии.

В современном мире, где защита окружающей среды является глобальным приоритетом, шаговые двигатели, благодаря своим значительным преимуществам в области энергосбережения и низкому воздействию на окружающую среду на протяжении жизненного цикла, открывают эффективный путь к устойчивому развитию в промышленном секторе.
Благодаря постоянному технологическому прогрессу энергоэффективность шаговых двигателей будет и дальше повышаться, а экологические затраты производственного процесса – снижаться. В будущем как производители, так и конечные пользователи должны уделять больше внимания экологической ценности шаговых двигателей и посредством технологических инноваций и научного отбора совместно содействовать энергосбережению и сокращению выбросов углерода в промышленном секторе, способствуя созданию зеленой и низкоуглеродной промышленной системы.