Αντικατάσταση απαρχαιωμένων ηλεκτροκινητήρων με σύγχρονους ενεργειακά αποδοτικούς. Ασύγχρονος κινητήρας με συνδυασμένες περιελίξεις Αύξηση ενεργειακής απόδοσης και εξοικονόμηση ενέργειας σύγχρονων κινητήρων

Μια εκδρομή στην ιστορία. Η εμφάνιση του προβλήματος της εξοικονόμησης ενέργειας

Το πρόβλημα της εξοικονόμησης των ενεργειακών πόρων του πλανήτη εντοπίστηκε στο δεύτερο μισό του 20ού αιώνα. Έτσι στη δεκαετία του '70 του περασμένου αιώνα, μια ενεργειακή κρίση ξέσπασε σε όλο τον κόσμο. Οι τιμές του πετρελαίου αυξήθηκαν 14,5 φορές από το 1972 έως το 1981. Και παρόλο που ξεπεράστηκαν οι περισσότερες από τις δύσκολες στιγμές εκείνης της εποχής, το πρόβλημα της εξοικονόμησης του παγκόσμιου συμπλέγματος καυσίμων και ενέργειας έλαβε το καθεστώς ενός ιδιαίτερα σημαντικού παγκόσμιου προβλήματος και κάθε χρόνο δίνεται όλο και μεγαλύτερη προσοχή σε αυτό το ζήτημα.

Εξοικονόμηση ενέργειας σήμερα

Λόγω της τεχνολογικής ανάπτυξης, η κατανάλωση ενέργειας αυξάνεται ραγδαία σε όλο τον κόσμο. Για να διασφαλιστεί ότι οι πόροι του πλανήτη επαρκούν για την ανθρωπότητα στο μέλλον, οι άνθρωποι αναζητούν διάφορους τρόπους και λύσεις: χρησιμοποιούνται εναλλακτικές φυσικές πηγές ενέργειας (άνεμος, νερό, ηλιακοί συλλέκτες), φιλικές προς το περιβάλλον τεχνολογίες για την παραγωγή ενέργειας από την ανακύκλωση σκουπιδιών και διάφορα οικιακά έχουν εφευρεθεί τα απόβλητα, ο τεχνολογικός εξοπλισμός εκσυγχρονίζεται από χρόνο σε χρόνο προκειμένου να μειωθεί η ενέργεια που καταναλώνεται από αυτόν τον εξοπλισμό.

Η ενεργειακή απόδοση του εξοπλισμού είναι προσωπική ανησυχία για τον καθένα μας. Εξάλλου, το ποσό στον μηνιαίο λογαριασμό ρεύματος εξαρτάται άμεσα από αυτό. Στην Ευρώπη, η ηλεκτρική ενέργεια είναι πολύ πιο ακριβή από ό,τι στη Ρωσία, επομένως κάθε Ευρωπαίος προσπαθεί να επιλέξει εξοπλισμό υψηλής τεχνολογίας που καταναλώνει όσο το δυνατόν λιγότερη ενέργεια. Στη χώρα μας, πολύ μικρότερος αριθμός ανθρώπων το σκέφτεται αυτό, αλλά ακόμη και στη χώρα μας, η χρήση τεχνολογιών εξοικονόμησης ενέργειας μπορεί να έχει θετική επίδραση στο «πάχος του πορτοφολιού σας». Κατά την πληρωμή μηνιαίων λογαριασμών ηλεκτρικής ενέργειας, δεν πιστεύουμε ότι το ετήσιο λειτουργικό κόστος είναι ένα εντυπωσιακό ποσό που θα μπορούσε να δαπανηθεί για άλλους σκοπούς.

Ενεργειακή απόδοση στον εξαερισμό

Η κύρια πηγή κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας στις μονάδες εξαερισμού, όπως μπορείτε να μαντέψετε, είναι ο ανεμιστήρας, και πιο συγκεκριμένα ο ηλεκτροκινητήρας (ή κινητήρας), χάρη στον οποίο περιστρέφεται η πτερωτή του ανεμιστήρα.

Κατηγορία ενεργειακής απόδοσης IE

Τα ευρωπαϊκά πρότυπα ηλεκτροκινητήρων DIN βασίζονται στο πρότυπο ταξινόμησης ενεργειακής απόδοσης εξοπλισμού IEC (Διεθνής Ηλεκτροτεχνική Επιτροπή).

Σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα, μέχρι σήμερα έχουν αναπτυχθεί τέσσερις κατηγορίες κινητήρων ενεργειακής απόδοσης: IE1, IE2, IE3 και IE4. Το IE σημαίνει "International Energy Efficiency Class" - διεθνής κλάση ενεργειακής απόδοσης

Πρότυπη κατηγορία ενεργειακής απόδοσης IE1.
Κλάση υψηλής ενεργειακής απόδοσης IE2.
Κλάση εξαιρετικά υψηλής ενεργειακής απόδοσης IE3.
Ο IE4 είναι η υψηλότερη κατηγορία ενεργειακής απόδοσης.

Ακολουθούν καμπύλες που δείχνουν την εξάρτηση της απόδοσης του κινητήρα της αντίστοιχης κατηγορίας ενεργειακής απόδοσης από την ονομαστική ισχύ.

Από την 1η Ιανουαρίου 2017, όλοι οι Ευρωπαίοι κατασκευαστές κινητήρων, σύμφωνα με την εγκριθείσα οδηγία, θα παράγουν ηλεκτρικούς κινητήρες με κλάση ενεργειακής απόδοσης τουλάχιστον IE3

Επιλογή της ενεργειακής απόδοσης των κινητήρων κατά την επιλογή εγκαταστάσεων στο πρόγραμμα QC Ventilazione

Η TM QuattroClima προσφέρει μονάδες εξαερισμού με ασύγχρονους κινητήρες κατηγορίας IE2 και IE3, καθώς και κινητήρες υψηλής ποιότητας EC κατηγορίας IE4.

Ο τύπος ανεμιστήρα επιλέγεται κάνοντας κλικ στο αριστερό κουμπί του ποντικιού στην καρτέλα "Fan".

Ακτινικός ανεμιστήρας με άμεση μετάδοση κίνησης – ασύγχρονος κινητήρας (στάνταρ IE2).

Ο ακτινωτός ανεμιστήρας με άμεση μετάδοση κίνησης και κινητήρα EC συμμορφώνεται με την κλάση IE4.

Μπορείτε να επιλέξετε την επιθυμητή κατηγορία ενεργειακής απόδοσης ενός ασύγχρονου κινητήρα εδώ, ακριβώς από κάτω.

Από τη θεωρία στην πράξη

Για λόγους σαφήνειας, ας δούμε ένα παράδειγμα. Ας υπολογίσουμε μια τυπική μονάδα διαχείρισης αέρα με ταχύτητα ροής 20.000 m3/h και ελεύθερη πίεση 500 Pa σε τρεις επιλογές:

1) Με ασύγχρονο κινητήρα κατηγορίας IE2

2) Με ασύγχρονο κινητήρα κατηγορίας IE3

3) Με κινητήρα κατηγορίας EC IE4

Και στη συνέχεια συγκρίνουμε τα αποτελέσματα που έχουμε.

Εγκατάσταση με ασύγχρονο κινητήρα κατηγορίας IE2

Εγκατάσταση με ασύγχρονο κινητήρα κατηγορίας IE3

Τοποθέτηση με κινητήρα EC κατηγορίας IE4

Σε αυτήν την περίπτωση, το πρόγραμμα επέλεξε ένα τμήμα δύο ανεμιστήρων EC.

Τώρα ας συγκρίνουμε τα αποτελέσματα που προέκυψαν.

Τεχνικές προδιαγραφές	Ασύγχρονος κινητήρας Κατηγορία ενεργειακής απόδοσης IE2	Ασύγχρονος κινητήρας Κατηγορία ενεργειακής απόδοσης IE3	μοτέρ EC Κατηγορία ενεργειακής απόδοσης IE4
Απόδοση ανεμιστήρα, %
Ονομαστική ισχύς, kW
Κατανάλωση ισχύος, kW

Η κατανάλωση ισχύος ενός κινητήρα κατηγορίας IE3 είναι 0,18 kW μικρότερη από έναν παρόμοιο κινητήρα κατηγορίας IE2. Και η διαφορά ισχύος μεταξύ των δύο κινητήρων EC και του κινητήρα IE2 είναι ήδη 1,16 kW.

Στην περίπτωση παρόμοιων υπολογισμών για μονάδες εξαερισμού υψηλής ροής τροφοδοσίας και εξαερισμού, η διαφορά στην κατανάλωση ισχύος των κινητήρων IE2 και IE3 μπορεί να φτάσει το 25-30%. Και αν η εγκατάσταση χρησιμοποιεί δεκάδες εγκαταστάσεις, τότε η κατανάλωση ενέργειας του εξαερισμού μπορεί να μειωθεί κατά μια τάξη μεγέθους και, χάρη σε αυτό, να εξοικονομηθούν εκατοντάδες χιλιάδες ή και εκατομμύρια ρούβλια.

Στα επόμενα άρθρα θα μιλήσουμε για άλλους τρόπους μείωσης της ισχύος που καταναλώνουν οι ηλεκτροκινητήρες κατά την επιλογή μονάδων εξαερισμού στο πρόγραμμα QC Ventilazione. Προηγουμένως, μιλήσαμε για την αύξηση της ενεργειακής απόδοσης των μονάδων εξαερισμού χαμηλής ροής με περιστροφικούς εναλλάκτες θερμότητας. Μπορείτε να διαβάσετε το άρθρο.

Οι ηλεκτρικοί κινητήρες είναι από τους κύριους καταναλωτές ενεργειακών πόρων. Ένας από τους τρόπους αύξησης της απόδοσης των ηλεκτροκινητήρων είναι η αντικατάσταση του παλιού στόλου ηλεκτρικών μηχανών με νέες τροποποιήσεις με βελτιωμένα χαρακτηριστικά εξοικονόμησης ενέργειας. Αυτοί είναι οι λεγόμενοι κινητήρες υψηλής απόδοσης ή ενεργειακά αποδοτικοί.

Ένας ενεργειακά αποδοτικός κινητήρας είναι αυτός στον οποίο η απόδοση, ο συντελεστής ισχύος και η αξιοπιστία αυξάνονται χρησιμοποιώντας μια συστηματική προσέγγιση στο σχεδιασμό, την κατασκευή και τη λειτουργία.

Οι ενεργειακά αποδοτικοί κινητήρες με κλάση απόδοσης IE2 είναι ηλεκτρικοί κινητήρες που είναι πιο αποδοτικοί από τους τυπικούς κινητήρες της κατηγορίας IE1, πράγμα που σημαίνει μειωμένη κατανάλωση ενέργειας στο ίδιο επίπεδο ισχύος φορτίου.

Μαζί με την εξοικονόμηση κατανάλωσης ενέργειας, η μετάβαση στη χρήση ηλεκτροκινητήρων κατηγορίας IE2 επιτρέπει:

αύξηση της διάρκειας ζωής του κινητήρα και του σχετικού εξοπλισμού·
αύξηση της απόδοσης του κινητήρα κατά 2-5%.
Βελτίωση του συντελεστή ισχύος.
βελτίωση της ικανότητας υπερφόρτωσης.
μείωση του κόστους συντήρησης και μείωση του χρόνου διακοπής λειτουργίας.
αύξηση της αντίστασης του κινητήρα σε θερμικά φορτία και παραβιάσεις των συνθηκών λειτουργίας.
μειώστε το φορτίο στο προσωπικό χειρισμού λόγω σχεδόν αθόρυβης λειτουργίας.

Οι ασύγχρονοι ηλεκτρικοί κινητήρες με ρότορα σκίουρου αποτελούν σήμερα σημαντικό μέρος όλων των ηλεκτρικών μηχανών πάνω από το 50% της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται. Είναι σχεδόν αδύνατο να βρεθεί μια περιοχή όπου χρησιμοποιούνται: ηλεκτροκινητήρες βιομηχανικού εξοπλισμού, αντλίες, εξοπλισμός εξαερισμού και πολλά άλλα. Επιπλέον, τόσο ο όγκος του τεχνολογικού πάρκου όσο και η ισχύς του κινητήρα αυξάνονται συνεχώς.

Οι ενεργειακά αποδοτικοί κινητήρες ENERAL της σειράς AIR...E έχουν σχεδιαστεί δομικά ως τριφασικοί ασύγχρονοι κινητήρες μίας ταχύτητας με ρότορα κλωβού σκίουρου και συμμορφώνονται με το GOST R51689-2000.

Ο ενεργειακά αποδοτικός κινητήρας της σειράς AIR…E έχει αυξημένη απόδοση χάρη στις ακόλουθες βελτιώσεις του συστήματος:

1. Η μάζα των ενεργών υλικών έχει αυξηθεί (τύλιγμα στάτορα χαλκού και χάλυβας ψυχρής έλασης στις συσκευασίες στάτορα και ρότορα).
2. Χρησιμοποιούνται ηλεκτρικοί χάλυβες με βελτιωμένες μαγνητικές ιδιότητες και μειωμένες μαγνητικές απώλειες.
3. Η ζώνη οδόντωσης του μαγνητικού πυρήνα και ο σχεδιασμός των περιελίξεων έχουν βελτιστοποιηθεί.
4. Χρησιμοποιείται μόνωση με αυξημένη θερμική αγωγιμότητα και ηλεκτρική αντοχή.
5. Το διάκενο αέρα μεταξύ του ρότορα και του στάτη έχει μειωθεί χρησιμοποιώντας εξοπλισμό υψηλής τεχνολογίας.
6. Χρησιμοποιείται ειδικός σχεδιασμός ανεμιστήρα για τη μείωση των απωλειών αερισμού.
7. Χρησιμοποιούνται ρουλεμάν και λιπαντικά υψηλότερης ποιότητας.

Οι νέες καταναλωτικές ιδιότητες του ενεργειακά αποδοτικού κινητήρα της σειράς AIR...E βασίζονται σε σχεδιαστικές βελτιώσεις, όπου δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στην προστασία από αντίξοες συνθήκες και στην αυξημένη στεγανοποίηση.

Έτσι, τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά της σειράς AIR…E καθιστούν δυνατή την ελαχιστοποίηση των απωλειών στις περιελίξεις του στάτη. Λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας της περιέλιξης του κινητήρα, παρατείνεται και η διάρκεια ζωής της μόνωσης.

Ένα πρόσθετο αποτέλεσμα επιτυγχάνεται με τη μείωση της τριβής και των κραδασμών, άρα και της υπερθέρμανσης, λόγω της χρήσης λιπαντικού υψηλής ποιότητας και ρουλεμάν, συμπεριλαμβανομένης μιας πιο σφιχτής κλειδαριάς ρουλεμάν.

Μια άλλη πτυχή που σχετίζεται με χαμηλότερη θερμοκρασία λειτουργίας κινητήρα είναι η ικανότητα λειτουργίας σε υψηλότερες θερμοκρασίες περιβάλλοντος ή η δυνατότητα μείωσης του κόστους που σχετίζεται με την εξωτερική ψύξη του κινητήρα που λειτουργεί. Αυτό οδηγεί επίσης σε χαμηλότερο κόστος ενέργειας.

Ένα από τα σημαντικά πλεονεκτήματα του νέου ενεργειακά αποδοτικού κινητήρα είναι το μειωμένο επίπεδο θορύβου. Οι ηλεκτροκινητήρες κλάσης IE2 χρησιμοποιούν λιγότερο ισχυρούς και πιο αθόρυβους ανεμιστήρες, γεγονός που παίζει επίσης ρόλο στη βελτίωση των αεροδυναμικών ιδιοτήτων και στη μείωση των απωλειών αερισμού.

Ελαχιστοποίηση κεφαλαίου και λειτουργικού κόστουςαποτελούν βασικές απαιτήσεις για βιομηχανικούς ενεργειακά αποδοτικούς ηλεκτρικούς κινητήρες. Όπως δείχνει η πρακτική, η περίοδος αποζημίωσης λόγω διαφορών τιμών κατά την αγορά πιο προηγμένων ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων κατηγορίας IE2 είναι έως και 6 μήνες μόνο λόγω του χαμηλότερου λειτουργικού κόστους και της κατανάλωσης λιγότερης ηλεκτρικής ενέργειας.

AIR 132M6E (IE2) P2=7,5 kW; Αποδοτικότητα=88,5%; Σε=16,3Α; cosφ=0,78
AIR132M6 (IE1) P2=7,5 kW; Αποδοτικότητα=86,1%; Σε=17,0Α; cosφ=0,77

Κατανάλωση ενέργειας: P1=P2/αποτελεσματικότητα
Χαρακτηριστικό φορτίου: 16 ώρες την ημέρα = 5840 ώρες το χρόνο

Ετήσια εξοικονόμηση κόστους ενέργειας: 1400 kW/ώρα

Κατά τη μετάβαση σε νέους ενεργειακά αποδοτικούς κινητήρες, λαμβάνονται υπόψη τα ακόλουθα:

αυξημένες απαιτήσεις για περιβαλλοντικές πτυχές
απαιτήσεις για το επίπεδο ενεργειακής απόδοσης και τα χαρακτηριστικά απόδοσης των προϊόντων
Η κλάση ενεργειακής απόδοσης IE2, μαζί με το δυναμικό εξοικονόμησης, λειτουργεί ως ενοποιημένη «σφραγίδα ποιότητας» για τον καταναλωτή
Οικονομικό κίνητρο: ευκαιρία για μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και του λειτουργικού κόστους ολοκληρωμένες λύσεις: ενεργειακά αποδοτικός κινητήρας + αποδοτικό σύστημα ελέγχου (μεταβλητή κίνηση) + αποτελεσματικό σύστημα προστασίας = καλύτερο αποτέλεσμα.

Έτσι, ενεργειακά αποδοτικοί κινητήρες– πρόκειται για κινητήρες αυξημένης αξιοπιστίας για επιχειρήσεις που επικεντρώνονται σε τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας.

Οι δείκτες ενεργειακής απόδοσης των ηλεκτροκινητήρων AIR...E που παράγονται από την ENERAL συμμορφώνονται με το GOST R51677-2000 και το διεθνές πρότυπο IEC 60034-30 για την κατηγορία ενεργειακής απόδοσης IE2.

Οι τριφασικοί ασύγχρονοι ηλεκτροκινητήρες της κύριας έκδοσης είναι ενεργειακά αποδοτικοί (κατηγορία IE2) της σειράς AIR, 7AVER

Οι κινητήρες γενικής βιομηχανικής χρήσης είναι σχεδιασμένοι να λειτουργούν σε λειτουργία S1 από δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος 50Hz, τάση 380V (220, 660V). Τυπικός βαθμός προστασίας - IP54, IP55, κλιματική έκδοση και κατηγορία τοποθέτησης - U3, U2.
Κατηγορία ενεργειακής απόδοσης - IE2 (σύμφωνα με το GOST R51677-2000 και το διεθνές πρότυπο IEC 60034-30).

P, kW	3000 σ.α.λ		1500 σ.α.λ		1000 σ.α.λ		750 σ.α.λ
P, kW	μάρκα el/dv	βάρος, kg	μάρκα el/dv	βάρος, kg	μάρκα el/dv	βάρος, kg	μάρκα el/dv	βάρος, kg
0,06			AIR 50 A4	3,2
0,09	AIR 50 A2	3,1	AIR 50 B4	3,6
0,12	AIR 50 V2	3,4	AIR 56 A4	3,5
0,18	AIR 56 A2	3,6	AIR 56 B4	3,9	AIR 63 A6	6,0	AIR 71 A8	9,3
0,25	AIR 56 B2	3,9	AIR 63 A4	5,6	AIR 63 B6	7,0	AIR 71 V8	8,9
0,37	AIR 63 A2	5,6	AIR 63 B4	6,7	AIR 71 A6	8,1	AIR 80 A8	13,5
0,55	AIR 63 B2	6,7	AIR 71 A4	8,3	AIR 71 B6	9,7	AIR 80 V8	15,7
0,75	AIR 71 A2	8,6	AIR 71 B4	9,4	AIR 80 A6	12,5	AIR 90 LA8	19,5
1,10	AIR 71 B2	9,3	AIR 80 A4	12,8	AIR 80 B6	16,2	AIR 90 LV8	22,3
1,50	AIR 80 A2	13,3	AIR 80 B4	14,7	AIR 90 L6	20,6	AIR 100 L8	28,0
2,20	AIR 80 B2	15,9	AIR 90 L4	19,7	AIR 100 L6	25,1	AIR 112 MA8	50,0
3,00	AIR 90 L2	20,6	AIR 100 S4	25,8	AIR 112 MA6	50,5	AIR 112 MV8	54,5
4,00	AIR 100 S2	23,6	AIR 100 L4	26,1	AIR 112 MV6	55,0	AIR 132 S8	62,0
5,50	AIR 100 L2	32,0	AIR 112 M4	56,5	AIR 132 S6	62,0	AIR 132 M8	72,5
7,50	AIR 112 M2	56,5	AIR 132 S4	63,0	AIR 132 M6	73,0	AIR 160 S8	120,0
11,00	AIR 132 M2	68,5	AIR 132 M4	74,5	AIR 160 S6	122,0	AIR 160 M8	145,0
15,00	AIR 160 S2	122,0	AIR 160 S4	127,0	AIR 160 M6	150,0	AIR 180 M8	180,0
18,50	AIR 160 M2	133,0	AIR 160 M4	140,0	AIR 180 M6	180,0	AIR 200 M8	210,0
22,00	AIR 180 S2	160,0	AIR 180 S4	170,0	AIR 200 M6	195,0	AIR 200 L8	225,0
30,00	AIR 180 M2	180,0	AIR 180 M4	190,0	AIR 200 L6	240,0	AIR 225 M8	316,0
37,00	AIR 200 M2	230,0	AIR 200 M4	230,0	AIR 225 M6	308,0	AIR 250 S8	430,0
45,00	AIR 200 L2	255,0	AIR 200 L4	260,0	AIR 250 S6	450,0	AIR 250 M8	560,0
55,00	AIR 225 M2	320,0	AIR 225 M4	325,0	AIR 250 M6	455,0	AIR 280 S8	555,0
75,00	AIR 250 S2	450,0	AIR 250 S4	450,0	AIR 280 S6	650,0	AIR 280 M8	670,0
90,00	AIR 250 M2	490,0	AIR 250 M4	495,0	AIR 280 M6	670,0	AIR 315 S8	965,0
110,00	AIR 280 S2	590,0	AIR 280 S4	520,0	AIR 315 S6	960,0	AIR 315 M8	1025,0
132,00	AIR 280 M2	620,0	AIR 280 M4	700,0	AIR 315 M6	1110,0	AIR 355 S8	1570,0
160,00	AIR 315 S2	970,0	AIR 315 S4	1110,0	AIR 355 S6	1560,0	AIR 355 M8	1700,0
200,00	AIR 315 M2	1110,0	AIR 315 M4	1150,0	AIR 355 M6	1780,0	AIR 355 MB8	1850,0
250,00	AIR 355 S2	1700,0	AIR 355 S4	1860,0	AIR 355 MB6	1940,0
315,00	AIR 355 M2	1820,0	AIR 355 M4	1920,0

Η χρήση ενεργειακά αποδοτικών κινητήρων επιτρέπει:

αύξηση της απόδοσης του κινητήρα κατά 2-5%.
μείωση της κατανάλωσης ενέργειας?
αύξηση της διάρκειας ζωής του κινητήρα και του σχετικού εξοπλισμού·
Βελτίωση του συντελεστή ισχύος.
βελτίωση της ικανότητας υπερφόρτωσης.
αύξηση της αντίστασης του κινητήρα σε θερμικά φορτία και αλλαγές στις συνθήκες λειτουργίας.

Οι συνολικές διαστάσεις εγκατάστασης και σύνδεσης των ενεργειακά αποδοτικών κινητήρων αντιστοιχούν στις συνολικές διαστάσεις εγκατάστασης και σύνδεσης των βασικών κινητήρων σχεδιασμού.

Ενεργειακά αποδοτικοί ηλεκτροκινητήρες EFF1/IE2 που παράγονται από την ENERAL

Οι ενεργειακά αποδοτικοί ηλεκτροκινητήρες EFF1 είναι τριφασικοί ασύγχρονοι ηλεκτρικοί κινητήρες μίας ταχύτητας με ρότορα σκίουρου.
Οι ενεργειακά αποδοτικοί ηλεκτροκινητήρες είναι ηλεκτροκινητήρες γενικής βιομηχανικής χρήσης, των οποίων οι συνολικές απώλειες ισχύος είναι τουλάχιστον 20% μικρότερες από τις συνολικές απώλειες ισχύος των κινητήρων με κανονική απόδοση της ίδιας ισχύος και ταχύτητας περιστροφής.

Τα κύρια χαρακτηριστικά:

Η κλάση ενεργειακής απόδοσης Eff 1 πληροί το πρότυπο IE2
Τα τεχνικά χαρακτηριστικά των ενεργειακά αποδοτικών κινητήρων που παράγονται από την ENERAL παρουσιάζονται στον πίνακα:

Eff1	Εξουσία	Αποδοτικότητα	cos	Ονομαστικό ρεύμα, Α	Μέγιστος λόγος ροπής	Λόγος ρεύματος με κλειστό ρότορα	Λόγος ροπής με κλειστό ρότορα	Ταχύτητα περιστροφής
AIR132M2	11	90,29	0,925	20,96	3,07	6,86	2,11	2905
AIR132M4	11	90,39	0,8495	20,87	2,51	6,74	2,26	1460
AIR160S2	15	91,3	0,89	28	2,3	8	2,2	2945
AIR160S4	15	91,8	0,86	28,9	2,3	7,5	2,2	1475
AIR160S6	11	90	0,79	23,5	2,1	6,9	2,1	980

Σύγκριση χαρακτηριστικών:

Η ελαχιστοποίηση του κόστους κεφαλαίου και λειτουργίας είναι βασικές απαιτήσεις για βιομηχανικούς ενεργειακά αποδοτικούς ηλεκτρικούς κινητήρες. Όπως δείχνει η πρακτική, η περίοδος αποζημίωσης λόγω διαφορών τιμών κατά την αγορά πιο προηγμένων ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων κατηγορίας IE2 είναι έως και 6 μήνες μόνο λόγω του χαμηλότερου λειτουργικού κόστους και της κατανάλωσης λιγότερης ηλεκτρικής ενέργειας.

Μειωμένο κόστος κατά την αντικατάσταση του κινητήρα με έναν ενεργειακά αποδοτικό:

AIR 132M6E (IE2) P2=7,5 kW; Αποδοτικότητα=88,5%; Σε=16,3Α; cosφ=0,78
AIR132M6 (IE1) P2=7,5 kW; Αποδοτικότητα=86,1%; Σε=17,0Α; cosφ=0,77

Κατανάλωση ενέργειας: P1=P2/αποτελεσματικότητα
Χαρακτηριστικό φορτίου: 16 ώρες την ημέρα = 5840 ώρες το χρόνο
Ετήσια εξοικονόμηση κόστους ενέργειας: 1400 kW/ώρα

Κατά τη μετάβαση σε νέους ενεργειακά αποδοτικούς κινητήρες, λαμβάνονται υπόψη τα ακόλουθα:

αυξημένες απαιτήσεις για περιβαλλοντικές πτυχές·
απαιτήσεις για το επίπεδο ενεργειακής απόδοσης και τα χαρακτηριστικά απόδοσης των προϊόντων·
Η κλάση ενεργειακής απόδοσης IE2, μαζί με τις ευκαιρίες εξοικονόμησης, λειτουργεί ως ενιαίο «σήμα ποιότητας» για τον καταναλωτή.
Οικονομικό κίνητρο: ευκαιρία για μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και του λειτουργικού κόστους ολοκληρωμένες λύσεις: ενεργειακά αποδοτικός κινητήρας + αποδοτικό σύστημα ελέγχου (μεταβλητή κίνηση) + αποτελεσματικό σύστημα προστασίας = καλύτερο αποτέλεσμα.

Πλεονεκτήματα:

Παρέχετε μείωση των συνολικών απωλειών ισχύος κατά τουλάχιστον 20% σε σχέση με κινητήρες με κανονική απόδοση της ίδιας ισχύος και ταχύτητας περιστροφής.
- Αυξημένη απόδοση στη λειτουργία μερικού φορτίου (κατά 1,8 - 2,4%).
- Έχουν βελτιωμένα χαρακτηριστικά απόδοσης:

πιο ανθεκτικό στις διακυμάνσεις του δικτύου.
λιγότερη υπερθέρμανση, λιγότερη απώλεια ενέργειας.
λειτουργούν με μειωμένα επίπεδα θορύβου.
Αυξημένη αξιοπιστία και παρατεταμένη διάρκεια ζωής.
Σε υψηλότερη τιμή αγοράς (15-20% σε σύγκριση με το τυπικό), τα EED ανακτούν πρόσθετο κόστος μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας εντός 500-600 ωρών λειτουργίας.
Μειωμένο συνολικό λειτουργικό κόστος.

Έτσι, οι ενεργειακά αποδοτικοί κινητήρες είναι κινητήρες αυξημένης αξιοπιστίας για επιχειρήσεις που επικεντρώνονται σε τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας.

Σύμφωνα με τον Ομοσπονδιακό Νόμο της Ρωσικής Ομοσπονδίας «Σχετικά με την εξοικονόμηση ενέργειας»Σε μια βιομηχανική επιχείρηση, πρέπει να αναπτυχθούν μέτρα εξοικονόμησης ενέργειας για κάθε ηλεκτρική εγκατάσταση. Αυτό ισχύει κυρίως για ηλεκτρομηχανικές συσκευές με ηλεκτρική κίνηση, το κύριο στοιχείο της οποίας είναι ένας ηλεκτροκινητήρας. Είναι γνωστό ότι περισσότερο από το ήμισυ της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται στον κόσμο καταναλώνεται από ηλεκτρικούς κινητήρες σε ηλεκτρικούς κινητήρες μηχανών εργασίας, μηχανισμών και οχημάτων. Ως εκ τούτου, τα μέτρα για την εξοικονόμηση ενέργειας στους ηλεκτρικούς κινητήρες είναι πιο σημαντικά.

Τα προβλήματα εξοικονόμησης ενέργειας απαιτούν βέλτιστη λύση όχι μόνο κατά τη λειτουργία των ηλεκτρικών μηχανών, αλλά και κατά τον σχεδιασμό τους. Κατά τη λειτουργία του κινητήρα, παρατηρούνται σημαντικές απώλειες ενέργειας σε μεταβατικές λειτουργίες και κυρίως κατά την εκκίνηση του κινητήρα.

Οι απώλειες ενέργειας σε μεταβατικές λειτουργίες μπορούν να μειωθούν σημαντικά μέσω της χρήσης κινητήρων με χαμηλότερες ροπές αδράνειας του δρομέα, κάτι που επιτυγχάνεται μειώνοντας τη διάμετρο του ρότορααυξάνοντας ταυτόχρονα το μήκος του, αφού η ισχύς του κινητήρα πρέπει να παραμείνει αμετάβλητη. Για παράδειγμα, αυτό γίνεται σε κινητήρες της σειράς γερανών-μεταλλουργικών, σχεδιασμένων για λειτουργία σε διαλείπουσα λειτουργία, με μεγάλο αριθμό εκκινήσεων ανά ώρα.

Ένα αποτελεσματικό μέσο για τη μείωση των απωλειών κατά την εκκίνηση των κινητήρων είναι η εκκίνηση με μια σταδιακή αύξηση της τάσης που παρέχεται στην περιέλιξη του στάτη. Η ενέργεια που καταναλώνεται κατά το φρενάρισμα του κινητήρα είναι ίση με την κινητική ενέργεια που αποθηκεύεται στα κινούμενα μέρη της ηλεκτροκίνησης όταν ξεκινά. Το αποτέλεσμα εξοικονόμησης ενέργειας κατά το φρενάρισμα εξαρτάται από τη μέθοδο πέδησης. Το μεγαλύτερο αποτέλεσμα εξοικονόμησης ενέργειας συμβαίνει με την αναγεννητική πέδηση της γεννήτριας με ενέργεια που απελευθερώνεται στο δίκτυο. Κατά τη δυναμική πέδηση, ο κινητήρας αποσυνδέεται από το δίκτυο, η αποθηκευμένη ενέργεια διαχέεται στον κινητήρα και δεν καταναλώνεται ενέργεια από το δίκτυο.

Οι μεγαλύτερες απώλειες ενέργειας παρατηρούνται κατά το πίσω φρενάρισμα, όταν η κατανάλωση ενέργειας είναι ίση με το τριπλάσιο της ενέργειας που διαχέεται στον κινητήρα κατά τη δυναμική πέδηση. Κατά τη λειτουργία του κινητήρα σε σταθερή κατάσταση με ονομαστικό φορτίο, οι απώλειες ενέργειας καθορίζονται από την ονομαστική τιμή απόδοσης. Αλλά εάν η ηλεκτρική κίνηση λειτουργεί με μεταβλητό φορτίο, τότε κατά τη διάρκεια περιόδων πτώσης του φορτίου η απόδοση του κινητήρα μειώνεται, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση των απωλειών. Ένα αποτελεσματικό μέσο εξοικονόμησης ενέργειας σε αυτή την περίπτωση είναι η μείωση της τάσης που παρέχεται στον κινητήρα κατά τις περιόδους λειτουργίας του υπό υποφόρτιση. Αυτή η μέθοδος εξοικονόμησης ενέργειας μπορεί να εφαρμοστεί όταν ο κινητήρας λειτουργεί σε σύστημα με ρυθμιζόμενος μετατροπέαςεάν έχει ανάδραση για το ρεύμα φορτίου. Το σήμα ανάδρασης ρεύματος προσαρμόζει το σήμα ελέγχου του μετατροπέα, προκαλώντας μείωση της τάσης που παρέχεται στον κινητήρα σε περιόδους μειωμένου φορτίου.

Εάν ο ηλεκτροκινητήρας είναι ένας ασύγχρονος κινητήρας που λειτουργεί συνδέοντας τις περιελίξεις του στάτη "τρίγωνο", τότε μια μείωση της τάσης που παρέχεται στις περιελίξεις φάσης μπορεί εύκολα να πραγματοποιηθεί με την εναλλαγή αυτών των περιελίξεων στη σύνδεση "αστέρι", αφού σε αυτή την περίπτωση η τάση φάσης μειώνεται κατά 1,73 φορές. Αυτή η μέθοδος είναι επίσης ενδεδειγμένη επειδή αυτή η εναλλαγή αυξάνει τον συντελεστή ισχύος του κινητήρα, γεγονός που συμβάλλει επίσης στην εξοικονόμηση ενέργειας.

Όταν σχεδιάζετε μια ηλεκτρική κίνηση, είναι σημαντικό να έχετε τη σωστή επιλογή ισχύος κινητήρα. Έτσι, η επιλογή ενός κινητήρα με υπερεκτιμημένη ονομαστική ισχύ οδηγεί σε μείωση των τεχνικών και οικονομικών δεικτών του (απόδοση και συντελεστής ισχύος), που προκαλείται από υποφόρτιση του κινητήρα. Μια τέτοια απόφαση κατά την επιλογή κινητήρα οδηγεί τόσο σε αύξηση των επενδύσεων κεφαλαίου (με αυξανόμενη ισχύ, αυξάνεται το κόστος του κινητήρα) όσο και σε λειτουργικό κόστος, καθώς με μείωση της απόδοσης και του συντελεστή ισχύος αυξάνονται οι απώλειες και, κατά συνέπεια, η μη παραγωγική ενέργεια αυξάνεται η κατανάλωση. Η χρήση κινητήρων με υποτιμημένη ισχύ προκαλεί υπερφόρτωσή τους κατά τη λειτουργία. Ως αποτέλεσμα, η θερμοκρασία υπερθέρμανσης των περιελίξεων αυξάνεται, γεγονός που συμβάλλει στην αύξηση των απωλειών και προκαλεί μείωση της διάρκειας ζωής του κινητήρα. Τελικά, συμβαίνουν ατυχήματα και απρόβλεπτες διακοπές λειτουργίας της ηλεκτροκίνησης και, κατά συνέπεια, αυξάνονται τα λειτουργικά έξοδα. Αυτό ισχύει στο μέγιστο βαθμό για τους κινητήρες συνεχούς ρεύματος λόγω της παρουσίας ενός συγκροτήματος βούρτσας-μετατροπέα που είναι ευαίσθητο στην υπερφόρτωση.

Μεγάλης σημασίας ορθολογική επιλογή στραγγαλιστικών πηνίων. Από τη μία πλευρά, είναι επιθυμητό οι διαδικασίες εκκίνησης, πέδησης όπισθεν και ελέγχου ταχύτητας να μην συνοδεύονται από σημαντικές απώλειες ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς αυτό οδηγεί σε αύξηση του κόστους λειτουργίας της ηλεκτρικής κίνησης. Όμως, από την άλλη πλευρά, είναι επιθυμητό το κόστος των στραγγαλιστικών πηνίων να μην είναι εξαιρετικά υψηλό, γεγονός που θα οδηγούσε σε αύξηση των επενδύσεων κεφαλαίου. Συνήθως αυτές οι απαιτήσεις συγκρούονται. Για παράδειγμα, η χρήση στραγγαλιστικών πηνίων θυρίστορ εξασφαλίζει την πιο οικονομική διαδικασία εκκίνησης και ρύθμισης του κινητήρα, αλλά το κόστος αυτών των συσκευών εξακολουθεί να είναι αρκετά υψηλό. Επομένως, όταν αποφασίζετε τη σκοπιμότητα χρήσης συσκευών θυρίστορ, θα πρέπει να ανατρέξετε στο πρόγραμμα λειτουργίας της σχεδιασμένης ηλεκτρικής κίνησης. Εάν η ηλεκτρική κίνηση δεν υπόκειται σε σημαντικές ρυθμίσεις ταχύτητας, συχνές εκκινήσεις, οπισθοδρομήσεις κ.λπ., τότε το αυξημένο κόστος για το θυρίστορ ή άλλο ακριβό εξοπλισμό μπορεί να μην δικαιολογείται και το κόστος που σχετίζεται με απώλειες ενέργειας μπορεί να είναι ασήμαντο. Και αντίστροφα, με την εντατική λειτουργία της ηλεκτρικής κίνησης σε μεταβατικές λειτουργίες, η χρήση ηλεκτρονικών στραγγαλιστικών πηνίων καθίσταται σκόπιμη. Επιπλέον, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι αυτές οι συσκευές ουσιαστικά δεν απαιτούν συντήρηση και οι τεχνικοί και οικονομικοί δείκτες τους, συμπεριλαμβανομένης της αξιοπιστίας, είναι αρκετά υψηλοί. Είναι απαραίτητο η απόφαση χρήσης ακριβών ηλεκτρικών συσκευών μετάδοσης κίνησης να επιβεβαιωθεί από τεχνικούς και οικονομικούς υπολογισμούς.

Η λύση στο πρόβλημα της εξοικονόμησης ενέργειας διευκολύνεται με τη χρήση σύγχρονων κινητήρων, οι οποίοι δημιουργούν αντιδραστικά ρεύματα στο δίκτυο τροφοδοσίας που είναι μπροστά από την τάση σε φάση. Ως αποτέλεσμα, το δίκτυο εκφορτώνεται από την ενεργό (επαγωγική) συνιστώσα του ρεύματος, ο συντελεστής ισχύος σε αυτό το τμήμα του δικτύου αυξάνεται, γεγονός που οδηγεί σε μείωση του ρεύματος σε αυτό το δίκτυο και, κατά συνέπεια, σε εξοικονόμηση ενέργειας . Οι ίδιοι στόχοι επιδιώκονται με την ένταξη στο δίκτυο σύγχρονοι αντισταθμιστές. Ένα παράδειγμα της κατάλληλης χρήσης σύγχρονων κινητήρων είναι η ηλεκτρική κίνηση των μονάδων συμπιεστή που τροφοδοτούν μια επιχείρηση με πεπιεσμένο αέρα. Αυτή η ηλεκτρική κίνηση χαρακτηρίζεται από εκκίνηση με μικρό φορτίο στον άξονα, μακροχρόνια λειτουργία με σταθερό φορτίο και απουσία πέδησης και οπισθοπορείας. Αυτός ο τρόπος λειτουργίας είναι πλήρως συνεπής με τις ιδιότητες των σύγχρονων κινητήρων.

Με τη χρήση της λειτουργίας υπερδιέγερσης σε έναν σύγχρονο κινητήρα, μπορεί να επιτευχθεί σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας σε ολόκληρη την εγκατάσταση. Για παρόμοιο σκοπό, χρησιμοποιούνται μονάδες πυκνωτών ισχύος ( "συνημίτονο"πυκνωτές). Δημιουργώντας ένα ρεύμα στο δίκτυο που είναι μπροστά από την τάση σε φάση, αυτές οι εγκαταστάσεις αντισταθμίζουν εν μέρει τα επαγωγικά (υστερούντα στη φάση) ρεύματα, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση του συντελεστή ισχύος του δικτύου και συνεπώς σε εξοικονόμηση ενέργειας. Το πιο αποτελεσματικό είναι να το χρησιμοποιήσετε μονάδες πυκνωτώντύπου UKM 58 με αυτόματη συντήρηση μιας δεδομένης τιμής συντελεστή ισχύος και με σταδιακή αλλαγή της άεργου ισχύος στην περιοχή από 20 έως 603 kvar σε τάση 400 V.

Πρέπει να θυμόμαστε ότι η εξοικονόμηση ενέργειας στοχεύει στην επίλυση όχι μόνο οικονομικών, αλλά και περιβαλλοντικών προβλημάτων που σχετίζονται με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Αριθμός σε μορφή pdf(4221 kB)

ΝΑΙ. Ντουγιούνοφ , project manager, AS and PP LLC, Moscow, Zelenograd

Στη Ρωσία, το μερίδιο των ασύγχρονων κινητήρων, σύμφωνα με διάφορες εκτιμήσεις, αντιπροσωπεύει από 47 έως 53% της κατανάλωσης όλης της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας. Στη βιομηχανία - κατά μέσο όρο 60%, στα συστήματα παροχής κρύου νερού - έως και 90%. Εκτελούν σχεδόν όλες τις τεχνολογικές διαδικασίες που σχετίζονται με την κίνηση και καλύπτουν όλες τις σφαίρες της ανθρώπινης δραστηριότητας. Με την εμφάνιση των νέων, των λεγόμενων κινητήρων με συνδυασμένες περιελίξεις (MWM), είναι δυνατό να βελτιωθούν σημαντικά οι παράμετροί τους χωρίς να αυξηθεί η τιμή.

Για κάθε διαμέρισμα σε ένα σύγχρονο κτίριο κατοικιών υπάρχουν περισσότεροι ασύγχρονοι κινητήρες από ό,τι υπάρχουν κάτοικοι σε αυτό. Προηγουμένως, δεδομένου ότι δεν υπήρχε στόχος εξοικονόμησης ενεργειακών πόρων, κατά τον σχεδιασμό του εξοπλισμού προσπάθησαν να «παίξουν με ασφάλεια» και χρησιμοποιούσαν κινητήρες με ισχύ μεγαλύτερη από την υπολογιζόμενη. Η εξοικονόμηση ενέργειας στο σχεδιασμό ξεθώριασε στο παρασκήνιο και μια ιδέα όπως η ενεργειακή απόδοση δεν ήταν τόσο σχετική. Οι ενεργειακά αποδοτικοί κινητήρες είναι μάλλον ένα καθαρά δυτικό φαινόμενο. Η ρωσική βιομηχανία δεν σχεδίασε ούτε παρήγαγε τέτοιους κινητήρες. Η μετάβαση στην οικονομία της αγοράς άλλαξε δραματικά την κατάσταση. Σήμερα, η εξοικονόμηση μιας μονάδας ενεργειακών πόρων, για παράδειγμα 1 τόνου καυσίμου με συμβατικούς όρους, είναι το μισό ακριβότερο από την εξόρυξή του.

Οι ενεργειακά αποδοτικοί κινητήρες (EM) που παρουσιάζονται στην ξένη αγορά είναι ασύγχρονοι ηλεκτροκινητήρες με ρότορα κλωβού σκίουρου, στους οποίους, αυξάνοντας τη μάζα των ενεργών υλικών, την ποιότητά τους, καθώς και λόγω ειδικών τεχνικών σχεδιασμού, είναι δυνατή η αύξηση κατά 1-2% (ισχυροί κινητήρες) ή κατά 4-5% (μικροί κινητήρες) ονομαστική απόδοση με ελαφρά αύξηση της τιμής του κινητήρα. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να είναι επωφελής εάν το φορτίο αλλάζει ελάχιστα, δεν απαιτείται έλεγχος ταχύτητας και οι παράμετροι του κινητήρα έχουν επιλεγεί σωστά.

Χρησιμοποιώντας κινητήρες με συνδυασμένες περιελίξεις (MWM), λόγω βελτιωμένων μηχανικών χαρακτηριστικών και υψηλότερης ενεργειακής απόδοσης, κατέστη δυνατή όχι μόνο η εξοικονόμηση από 30 έως 50% της κατανάλωσης ενέργειας με την ίδια χρήσιμη εργασία, αλλά και η δημιουργία ρυθμιζόμενης εξοικονόμησης ενέργειας κίνηση με μοναδικά χαρακτηριστικά που δεν έχει ανάλογα στον κόσμο. Το μεγαλύτερο αποτέλεσμα επιτυγχάνεται όταν χρησιμοποιείται DSO σε εγκαταστάσεις με μεταβλητό φορτίο. Με βάση το γεγονός ότι επί του παρόντος ο παγκόσμιος όγκος παραγωγής ασύγχρονων κινητήρων διαφόρων χωρητικότητας έχει φτάσει τα επτά δισεκατομμύρια μονάδες ετησίως, το αποτέλεσμα της εισαγωγής νέων κινητήρων δύσκολα μπορεί να υπερεκτιμηθεί.

Είναι γνωστό ότι το μέσο φορτίο ενός ηλεκτροκινητήρα (ο λόγος της ισχύος που καταναλώνεται από το τμήμα εργασίας του μηχανήματος προς την ονομαστική ισχύ του ηλεκτροκινητήρα) στην εγχώρια βιομηχανία είναι 0,3-0,4 (στην ευρωπαϊκή πρακτική αυτή η τιμή είναι 0,6) . Αυτό σημαίνει ότι ένας συμβατικός κινητήρας λειτουργεί με σημαντικά χαμηλότερη απόδοση από την ονομαστική απόδοση. Η υπερβολική ισχύς του κινητήρα οδηγεί συχνά σε αόρατες με την πρώτη ματιά, αλλά πολύ σημαντικές αρνητικές συνέπειες στον εξοπλισμό που εξυπηρετείται από μια ηλεκτρική κίνηση, για παράδειγμα, σε υπερβολική πίεση σε υδραυλικά δίκτυα που σχετίζεται με αυξημένες απώλειες, μειωμένη αξιοπιστία κ.λπ. Σε αντίθεση με τα τυπικά, τα DSO έχουν χαμηλό επίπεδο θορύβου και κραδασμών, υψηλότερο λόγο ροπής, έχουν απόδοση και συντελεστή ισχύος κοντά στον ονομαστικό σε ένα ευρύ φάσμα φορτίων. Αυτό σας επιτρέπει να αυξήσετε το μέσο φορτίο στον κινητήρα στο 0,8 και να βελτιώσετε τα χαρακτηριστικά του τεχνολογικού εξοπλισμού που εξυπηρετεί ο κινητήρας, ειδικότερα, να μειώσετε σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας.

Αποταμίευση, απόσβεση, κέρδος

Τα παραπάνω αφορούν την εξοικονόμηση ενέργειας στον ηλεκτροκινητήρα και αποσκοπούν στη μείωση των απωλειών κατά τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια και στην αύξηση της ενεργειακής απόδοσης του ηλεκτροκινητήρα. Όταν εφαρμόζονται σε μεγάλη κλίμακα, οι ΔΣΔ παρέχουν άφθονες ευκαιρίες για εξοικονόμηση ενέργειας, συμπεριλαμβανομένης της δημιουργίας νέων τεχνολογιών εξοικονόμησης ενέργειας.

Σύμφωνα με τον ιστότοπο της Ομοσπονδιακής Στατιστικής Υπηρεσίας του Κράτους (http://www.gks.ru/
wps/wcm/connect/rosstat/rosstatsite/main/) η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας το 2011 στη Ρωσία συνολικά ανήλθε σε 1.021,1 δισεκατομμύρια kWh.

Σύμφωνα με τη διαταγή της Ομοσπονδιακής Υπηρεσίας Τιμολογίων της 6ης Οκτωβρίου 2011 Αρ. 239-e/4, το ελάχιστο επίπεδο τιμολογίου για ηλεκτρική ενέργεια (ισχύς) που παρέχεται σε πελάτες στις λιανικές αγορές το 2012 θα είναι 164,23 καπίκια/kWh (χωρίς ΦΠΑ ) .

Η αντικατάσταση των τυπικών επαγωγικών κινητήρων θα εξοικονομήσει 30 έως 50% ενέργεια για την ίδια χρήσιμη εργασία. Το οικονομικό αποτέλεσμα της ευρείας αντικατάστασης θα είναι ελάχιστο:

1021,1·0,47·0,3·1,6423 = 236,4503 δισεκατομμύρια ρούβλια. στο έτος.

Στην περιοχή της Μόσχας το αποτέλεσμα θα είναι ελάχιστο:

47100,4·0,47·0,3·1,6423 = 10906,771 εκατομμύρια ρούβλια. στο έτος.

Λαμβάνοντας υπόψη τα μέγιστα επίπεδα τιμολογίων ηλεκτρικής ενέργειας σε περιφερειακές και άλλες προβληματικές περιοχές, το μέγιστο αποτέλεσμα και η ελάχιστη περίοδος απόσβεσης επιτυγχάνονται σε περιοχές με μέγιστα τιμολόγια - περιοχή Ιρκούτσκ, Αυτόνομη Περιφέρεια Khanty-Mansiysk, Αυτόνομη Περιφέρεια Chukotka, Αυτόνομη Περιφέρεια Yamalo-Nenets, και τα λοιπά.

Το μέγιστο αποτέλεσμα και η ελάχιστη περίοδος απόσβεσης μπορούν να επιτευχθούν με την αντικατάσταση κινητήρων με συνεχή λειτουργία, για παράδειγμα, αντλιοστάσια παροχής νερού, μονάδες ανεμιστήρων, ελαστήρια, καθώς και κινητήρες με υψηλό φορτίο, για παράδειγμα, ανελκυστήρες, κυλιόμενες σκάλες, μεταφορείς.

Για τον υπολογισμό της περιόδου απόσβεσης, ελήφθησαν ως βάση οι τιμές της OJSC UralElectro. Πιστεύουμε ότι έχει συναφθεί σύμβαση παροχής ενεργειακών υπηρεσιών με την εταιρεία για την αντικατάσταση του κινητήρα ADM 132 M4 της αντλητικής μονάδας σε βάση μίσθωσης. Τιμή κινητήρα 11.641 ρούβλια. Το κόστος της εργασίας για την αντικατάστασή του (30% του κόστους) είναι 3.492,3 RUB. Πρόσθετα έξοδα (10% του κόστους) 1.164,1 RUB

Συνολικά κόστη:

11.641 + 3.492,3 + 1.164,1 = 16.297,4 ρούβλια.

Το οικονομικό αποτέλεσμα θα είναι:

11 kW 0,3 1,6423 τρίψιμο/kWh 1,18 24 = 153,48278 τρίψιμο. ανά ημέρα (συμπεριλαμβανομένου του ΦΠΑ).

Περίοδος αποπληρωμής:

16.297,4 / 153,48278 = 106,18 ημέρες ή 0,291 έτη.

Για άλλες χωρητικότητες, ο υπολογισμός δίνει παρόμοια αποτελέσματα. Λαμβάνοντας υπόψη ότι ο χρόνος λειτουργίας των κινητήρων σε βιομηχανικές επιχειρήσεις δεν μπορεί να υπερβαίνει τις 12 ώρες, η περίοδος απόσβεσης μπορεί να μην υπερβαίνει τα 0,7-0,8 χρόνια.

Υποτίθεται ότι σύμφωνα με τους όρους της σύμβασης μίσθωσης, μια επιχείρηση που έχει αντικαταστήσει κινητήρες με νέους, αφού πληρώσει τις πληρωμές χρηματοδοτικής μίσθωσης, πληρώνει το 30% της εξοικονόμησης ενέργειας για τρία χρόνια. Σε αυτή την περίπτωση, το εισόδημα θα είναι: 153.48278·365·3 = 168.063,64 ρούβλια. Κατά συνέπεια, η αντικατάσταση ενός κινητήρα χαμηλής ισχύος σάς επιτρέπει να λαμβάνετε εισόδημα από 84 έως 168 χιλιάδες ρούβλια. Κατά μέσο όρο, από την αντικατάσταση κινητήρων μια μικρή εταιρεία κοινής ωφέλειας μπορεί να δημιουργήσει εισόδημα τουλάχιστον 4,8 εκατομμυρίων ρούβλια. Η εισαγωγή νέων κινητήρων με ταυτόχρονη αναβάθμιση των τυπικών κινητήρων θα επιτρέψει στις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας και τις μεταφορές σε πολλές περιπτώσεις να εγκαταλείψουν τις επιδοτήσεις για ηλεκτρική ενέργεια χωρίς αύξηση των τιμολογίων.

Το έργο αποκτά ιδιαίτερη κοινωνική σημασία σε σχέση με την ένταξη της Ρωσίας στον ΠΟΕ. Οι εγχώριοι κατασκευαστές ασύγχρονων κινητήρων δεν είναι σε θέση να ανταγωνιστούν τους κορυφαίους κατασκευαστές του κόσμου. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε χρεοκοπία πολλών επιχειρήσεων που σχηματίζουν πόλεις. Η κυριαρχία στην παραγωγή κινητήρων με συνδυασμένες περιελίξεις όχι μόνο θα εξαλείψει αυτήν την απειλή, αλλά θα δημιουργήσει επίσης σοβαρό ανταγωνισμό στις ξένες αγορές. Επομένως, η υλοποίηση του έργου έχει και πολιτική σημασία για τη χώρα.

Καινοτομία της προτεινόμενης προσέγγισης

Τα τελευταία χρόνια, λόγω της εμφάνισης αξιόπιστων και προσιτών μετατροπέων συχνότητας, οι ρυθμιζόμενοι ασύγχρονοι δίσκοι έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένοι. Αν και η τιμή των μετατροπέων παραμένει αρκετά υψηλή (δύο έως τρεις φορές πιο ακριβοί από έναν κινητήρα), μπορούν, σε ορισμένες περιπτώσεις, να μειώσουν την κατανάλωση ενέργειας και να βελτιώσουν τα χαρακτηριστικά του κινητήρα, φέρνοντάς τους πιο κοντά στα χαρακτηριστικά των λιγότερο αξιόπιστων κινητήρων συνεχούς ρεύματος. Η αξιοπιστία των ρυθμιστών συχνότητας είναι επίσης αρκετές φορές χαμηλότερη από αυτή των ηλεκτροκινητήρων. Δεν έχει κάθε καταναλωτής την ευκαιρία να επενδύσει τόσο τεράστια χρηματικά ποσά για την εγκατάσταση ρυθμιστών συχνότητας. Στην Ευρώπη, έως το 2012, μόνο το 15% των ρυθμιζόμενων ηλεκτροκινητήρων είναι εξοπλισμένοι με κινητήρες συνεχούς ρεύματος. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να εξεταστεί το πρόβλημα της εξοικονόμησης ενέργειας κυρίως σε σχέση με τους ασύγχρονους ηλεκτροκινητήρες, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτροκινητήρων μεταβλητής συχνότητας, εξοπλισμένους με εξειδικευμένους κινητήρες με χαμηλότερη κατανάλωση υλικού και χαμηλότερο κόστος.

Στην παγκόσμια πρακτική, υπάρχουν δύο κύριες κατευθύνσεις για την επίλυση αυτού του προβλήματος.

Το πρώτο είναι η εξοικονόμηση ενέργειας μέσω ηλεκτροκινητήρων παρέχοντας την απαιτούμενη ισχύ στον τελικό καταναλωτή σε κάθε στιγμή. Το δεύτερο είναι η παραγωγή ενεργειακά αποδοτικών κινητήρων που πληρούν το πρότυπο IE-3. Στην πρώτη περίπτωση, οι προσπάθειες στοχεύουν στη μείωση του κόστους των μετατροπέων συχνότητας. Στη δεύτερη περίπτωση - ανάπτυξη νέων ηλεκτρικών υλικών και βελτιστοποίηση των κύριων διαστάσεων των ηλεκτρικών μηχανών.

Σε σύγκριση με γνωστές μεθόδους για την αύξηση της ενεργειακής απόδοσης μιας ασύγχρονης μετάδοσης κίνησης, η καινοτομία της προτεινόμενης προσέγγισής μας έγκειται στην αλλαγή της βασικής αρχής σχεδιασμού των κλασικών περιελίξεων κινητήρα. Η επιστημονική καινοτομία έγκειται στο γεγονός ότι έχουν διαμορφωθεί νέες αρχές για το σχεδιασμό περιελίξεων κινητήρα, καθώς και για την επιλογή των βέλτιστων αναλογιών του αριθμού των σχισμών ρότορα και στάτη. Στη βάση τους, έχουν αναπτυχθεί βιομηχανικά σχέδια και σχέδια συνδυασμένων περιελίξεων μονής και διπλής στρώσης, τόσο για χειροκίνητη όσο και για αυτόματη τοποθέτηση. Από το 2011, έχουν ληφθεί 7 ρωσικά διπλώματα ευρεσιτεχνίας για τεχνικές λύσεις. Αρκετές αιτήσεις εξετάζονται από τη Rospatent. Ετοιμάζονται αιτήσεις για κατοχύρωση διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας στο εξωτερικό.

Σε σύγκριση με τα γνωστά, μια κίνηση μεταβλητής συχνότητας μπορεί να γίνει με βάση ένα DSO με αυξημένη συχνότητα της τάσης τροφοδοσίας. Αυτό επιτυγχάνεται λόγω μικρότερων απωλειών στον χάλυβα του μαγνητικού πυρήνα. Το κόστος μιας τέτοιας κίνησης είναι σημαντικά χαμηλότερο από ό,τι όταν χρησιμοποιούνται τυπικοί κινητήρες, ειδικότερα, ο θόρυβος και οι κραδασμοί μειώνονται σημαντικά.

Κατά τη διάρκεια δοκιμών που πραγματοποιήθηκαν στα περίπτερα του εργοστασίου αντλίας Katai, ο τυπικός κινητήρας 5,5 kW αντικαταστάθηκε με έναν κινητήρα 4,0 kW της σχεδίασής μας. Η αντλία παρείχε όλες τις παραμέτρους σύμφωνα με τις απαιτήσεις των προδιαγραφών, ενώ ο κινητήρας πρακτικά δεν θερμάνθηκε.

Επί του παρόντος, βρίσκονται σε εξέλιξη εργασίες για την εισαγωγή της τεχνολογίας στο συγκρότημα πετρελαίου και φυσικού αερίου (Lukoil, TNK-BP, Rosneft, Bugulma Electric Pump Plant), σε επιχειρήσεις μετρό (International Association of Metros), στη βιομηχανία εξόρυξης (Lebedinsky GOK) και αριθμός άλλων βιομηχανιών.

Η ουσία της προτεινόμενης ανάπτυξης

Η ουσία της ανάπτυξης προκύπτει από το γεγονός ότι, ανάλογα με το διάγραμμα σύνδεσης ενός τριφασικού φορτίου σε ένα τριφασικό δίκτυο (αστέρι ή τρίγωνο), είναι δυνατό να ληφθούν δύο συστήματα ρεύματος που σχηματίζουν γωνία 30 ηλεκτρικών μοιρών μεταξύ των διανυσμάτων επαγωγής μαγνητικής ροής. Αντίστοιχα, ένας ηλεκτροκινητήρας που δεν έχει τριφασικό τύλιγμα, αλλά εξαφασικό, μπορεί να συνδεθεί σε ένα τριφασικό δίκτυο. Σε αυτή την περίπτωση, μέρος της περιέλιξης πρέπει να συνδεθεί με ένα αστέρι και μέρος με ένα τρίγωνο και τα προκύπτοντα διανύσματα επαγωγής των πόλων των ίδιων φάσεων του αστέρα και του τριγώνου πρέπει να σχηματίζουν γωνία 30 ηλεκτρικών μοιρών μεταξύ τους.

Ο συνδυασμός δύο κυκλωμάτων σε μια περιέλιξη καθιστά δυνατή τη βελτίωση του σχήματος του πεδίου στο κενό λειτουργίας του κινητήρα και, ως εκ τούτου, βελτιώνει σημαντικά τα κύρια χαρακτηριστικά του κινητήρα. Το πεδίο στο κενό εργασίας ενός τυπικού κινητήρα μπορεί να ονομαστεί μόνο υπό όρους ημιτονοειδές. Στην πραγματικότητα, είναι κλιμακωτό. Ως αποτέλεσμα, δημιουργούνται αρμονικές, δονήσεις και ροπές πέδησης στον κινητήρα, οι οποίες έχουν αρνητικό αντίκτυπο στον κινητήρα και υποβαθμίζουν την απόδοσή του. Επομένως, ένας τυπικός ασύγχρονος κινητήρας έχει αποδεκτή απόδοση μόνο σε ονομαστικό φορτίο. Όταν το φορτίο διαφέρει από το ονομαστικό φορτίο, η απόδοση ενός τυπικού κινητήρα μειώνεται απότομα, μειώνοντας τον συντελεστή ισχύος και την απόδοση.

Οι συνδυασμένες περιελίξεις καθιστούν επίσης δυνατή τη μείωση του επιπέδου μαγνητικής επαγωγής των πεδίων από περιττές αρμονικές, γεγονός που οδηγεί σε σημαντική μείωση των συνολικών απωλειών στα στοιχεία του μαγνητικού κυκλώματος του κινητήρα και αύξηση της χωρητικότητας υπερφόρτωσης και της πυκνότητας ισχύος. Αυτό επιτρέπει επίσης στους κινητήρες να σχεδιάζονται για να λειτουργούν σε υψηλότερες συχνότητες τάσης τροφοδοσίας όταν χρησιμοποιούνται χάλυβες σχεδιασμένοι να λειτουργούν σε συχνότητα 50 Hz. Οι κινητήρες με συνδυασμένες περιελίξεις έχουν χαμηλότερη συχνότητα ρευμάτων εκκίνησης σε υψηλότερες ροπές εκκίνησης. Αυτό είναι απαραίτητο για εξοπλισμό που λειτουργεί με συχνές και παρατεταμένες εκκινήσεις, καθώς και για εξοπλισμό συνδεδεμένο σε μεγάλα και βαριά δίκτυα με υψηλό επίπεδο πτώσης τάσης. Δημιουργούν λιγότερες παρεμβολές στο δίκτυο και παραμορφώνουν λιγότερο το σχήμα της τάσης τροφοδοσίας, η οποία είναι απαραίτητη για έναν αριθμό αντικειμένων εξοπλισμένων με πολύπλοκα ηλεκτρονικά και υπολογιστικά συστήματα.

Στο Σχ. Το σχήμα 1 δείχνει το σχήμα του πεδίου σε έναν τυπικό κινητήρα 3000 rpm με στάτορα 24 θυρίδων.

Το σχήμα πεδίου ενός παρόμοιου κινητήρα με συνδυασμένες περιελίξεις φαίνεται στο Σχ. 2.

Από τα παραπάνω γραφήματα φαίνεται ότι το σχήμα πεδίου ενός κινητήρα με συνδυασμένες περιελίξεις είναι πιο κοντά στο ημιτονοειδές από αυτό ενός τυπικού κινητήρα. Ως αποτέλεσμα, όπως δείχνει η υπάρχουσα εμπειρία, χωρίς αύξηση της έντασης εργασίας, με χαμηλότερη κατανάλωση υλικών, χωρίς αλλαγή των υπαρχουσών τεχνολογιών, με όλες τις υπόλοιπες συνθήκες να είναι ίσες, λαμβάνουμε κινητήρες των οποίων τα χαρακτηριστικά είναι σημαντικά ανώτερα από τους τυπικούς. Σε αντίθεση με παλαιότερα γνωστές μεθόδους για την αύξηση της ενεργειακής απόδοσης, η προτεινόμενη λύση είναι η λιγότερο δαπανηρή και μπορεί να εφαρμοστεί όχι μόνο στην παραγωγή νέων κινητήρων, αλλά και στην επισκευή και τον εκσυγχρονισμό του υπάρχοντος στόλου. Στο Σχ. Το σχήμα 3 δείχνει πώς άλλαξαν τα μηχανικά χαρακτηριστικά από την αντικατάσταση της τυπικής περιέλιξης με μια συνδυασμένη περιέλιξη κατά τη διάρκεια μιας μεγάλης επισκευής του κινητήρα.

Καμία άλλη γνωστή μέθοδος δεν μπορεί να βελτιώσει τόσο ριζικά και αποτελεσματικά τα μηχανικά χαρακτηριστικά του υπάρχοντος στόλου κινητήρων. Τα αποτελέσματα των δοκιμών πάγκου που πραγματοποιήθηκαν από το Central Factory Laboratory of UralElectro-K CJSC, Mednogorsk, επιβεβαιώνουν τις δηλωμένες παραμέτρους. Τα δεδομένα που ελήφθησαν επιβεβαιώνονται από τα αποτελέσματα που ελήφθησαν κατά τη διάρκεια δοκιμών στο NIPTIEM στο Vladimir.

Τα μέσα στατιστικά δεδομένα για τους κύριους ενεργειακούς δείκτες απόδοσης και κόστους, που ελήφθησαν κατά τη δοκιμή μιας παρτίδας εκσυγχρονισμένων κινητήρων, υπερβαίνουν τα δεδομένα καταλόγου των τυπικών κινητήρων. Συνολικά, όλοι οι παραπάνω δείκτες παρέχουν κινητήρες με συνδυασμένες περιελίξεις με χαρακτηριστικά ανώτερα από τα καλύτερα ανάλογα. Αυτό επιβεβαιώθηκε ακόμη και στα πρώτα πρωτότυπα των εκσυγχρονισμένων κινητήρων.

Ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα

Η μοναδικότητα της προτεινόμενης λύσης έγκειται στο γεγονός ότι οι ανταγωνιστές που είναι εμφανείς με την πρώτη ματιά είναι στην πραγματικότητα πιθανοί στρατηγικοί εταίροι. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι είναι δυνατό να κυριαρχήσετε την παραγωγή και τον εκσυγχρονισμό κινητήρων με συνδυασμένες περιελίξεις στο συντομότερο δυνατό χρόνο σε σχεδόν οποιαδήποτε εξειδικευμένη επιχείρηση που ασχολείται με την παραγωγή ή την επισκευή τυπικών κινητήρων. Αυτό δεν απαιτεί αλλαγές στις υπάρχουσες τεχνολογίες. Για να γίνει αυτό, αρκεί να βελτιώσετε την υπάρχουσα τεκμηρίωση σχεδιασμού στις επιχειρήσεις. Κανένα ανταγωνιστικό προϊόν δεν προσφέρει αυτά τα οφέλη. Σε αυτή την περίπτωση, δεν χρειάζεται να λάβετε ειδικές άδειες, άδειες και πιστοποιητικά. Ενδεικτικό παράδειγμα είναι η εμπειρία συνεργασίας με την OJSC UralElectro-K. Πρόκειται για την πρώτη επιχείρηση με την οποία έχει συναφθεί άδεια χρήσης για το δικαίωμα παραγωγής ενεργειακά αποδοτικών ασύγχρονων κινητήρων με συνδυασμένες περιελίξεις. Σε σύγκριση με τις μονάδες συχνότητας, η προτεινόμενη τεχνολογία επιτρέπει μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας με σημαντικά χαμηλότερες επενδύσεις κεφαλαίου. Κατά τη λειτουργία, το κόστος συντήρησης είναι επίσης σημαντικά χαμηλότερο. Σε σύγκριση με άλλους ενεργειακά αποδοτικούς κινητήρες, το προτεινόμενο προϊόν έχει χαμηλότερη τιμή για την ίδια απόδοση.

συμπέρασμα

Το πεδίο εφαρμογής των ασύγχρονων κινητήρων με συνδυασμένες περιελίξεις καλύπτει σχεδόν όλες τις σφαίρες της ανθρώπινης δραστηριότητας. Περίπου επτά δισεκατομμύρια κινητήρες διαφόρων χωρητικοτήτων και σχεδίων παράγονται ετησίως στον κόσμο. Σήμερα, σχεδόν καμία τεχνολογική διαδικασία δεν μπορεί να οργανωθεί χωρίς τη χρήση ηλεκτροκινητήρων. Οι συνέπειες της μεγάλης κλίμακας χρήσης αυτής της εξέλιξης είναι δύσκολο να υπερεκτιμηθούν. Στον κοινωνικό τομέα, καθιστούν δυνατή τη σημαντική μείωση των τιμολογίων για βασικούς τύπους υπηρεσιών. Στον τομέα της οικολογίας, μας επιτρέπουν να επιτύχουμε πρωτόγνωρα αποτελέσματα. Για παράδειγμα, με την ίδια χρήσιμη εργασία, καθιστούν δυνατή τη μείωση της συγκεκριμένης παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας κατά τρεις φορές και, ως αποτέλεσμα, τη σημαντική μείωση της ειδικής κατανάλωσης υδρογονανθράκων.