Retki historiaan. Energiansäästöongelman ilmaantuminen
Maapallon energiavarojen säästämisen ongelma tunnistettiin jo 1900-luvun jälkipuoliskolla. Joten viime vuosisadan 70-luvulla energiakriisi puhkesi kaikkialla maailmassa. Öljyn hinta nousi 14,5 kertaa vuodesta 1972 vuoteen 1981. Ja vaikka suurin osa tuon ajan vaikeista hetkistä voitettiin, maailman polttoaine- ja energiakompleksin säästämisen ongelma sai erityisen merkittävän maailmanlaajuisen ongelman aseman, ja joka vuosi tähän asiaan kiinnitetään yhä enemmän huomiota.
Energiansäästöä tänään
Teknologian kehityksen myötä energiankulutus kasvaa nopeasti kaikkialla maailmassa. Jotta maapallon luonnonvarat riittäisivät ihmiskunnalle tulevaisuudessa, etsitään erilaisia tapoja ja ratkaisuja: käytetään vaihtoehtoisia luonnon energialähteitä (tuuli, vesi, aurinkopaneelit), ympäristöystävällisiä teknologioita energian tuottamiseen kierrättämällä jätettä ja erilaisia kotitalouksia. Jätteitä on keksitty, teknisiä laitteita modernisoidaan vuosi vuodelta näiden laitteiden kuluttaman energian vähentämiseksi.
Laitteiden energiatehokkuus on meidän jokaisen henkilökohtainen huolenaihe. Loppujen lopuksi kuukausittaisen sähkölaskun määrä riippuu suoraan siitä. Euroopassa sähkö on paljon kalliimpaa kuin Venäjällä, joten jokainen eurooppalainen yrittää valita korkean teknologian laitteet, jotka kuluttavat mahdollisimman vähän energiaa. Maassamme tätä ajattelee paljon pienempi joukko, mutta meilläkin energiaa säästävien teknologioiden käytöllä voi olla positiivinen vaikutus "lompakkosi paksuuteen". Maksaessamme kuukausittaista sähkölaskua emme usko, että vuosittaiset käyttökustannukset ovat vaikuttava summa, joka voitaisiin käyttää muihin tarkoituksiin.
Energiatehokkuus ilmanvaihdossa
Ilmanvaihtokoneiden pääasiallinen sähkönkulutuksen lähde, kuten arvata saattaa, on puhallin ja tarkemmin sanottuna sähkömoottori (tai moottori), jonka ansiosta puhaltimen siipipyörä pyörii.
Energiatehokkuusluokka IE
Eurooppalaiset DIN-sähkömoottoristandardit perustuvat IEC:n (International Electrotechnical Commission) laitteideniin.
Kansainvälisten standardien mukaan moottoreille on tähän mennessä kehitetty neljä energiatehokkuusluokkaa: IE1, IE2, IE3 ja IE4. IE tarkoittaa "International Energy Efficiency Class" - kansainvälistä energiatehokkuusluokkaa
- IE1 standardi energiatehokkuusluokka.
- IE2 korkea energiatehokkuusluokka.
- IE3 erittäin korkea energiatehokkuusluokka.
- IE4 on korkein energiatehokkuusluokka.
Alla on käyrät, jotka osoittavat vastaavan energiatehokkuusluokan moottorin hyötysuhteen riippuvuuden nimellistehosta.
1.1.2017 alkaen kaikki eurooppalaiset moottorinvalmistajat valmistavat hyväksytyn direktiivin mukaisesti sähkömoottoreita, joiden energiatehokkuusluokka on vähintään IE3
Moottorien energiatehokkuuden valinta valittaessa asennuksia QC Ventilazione -ohjelmassa
TM QuattroClima tarjoaa ilmanvaihtokoneita IE2- ja IE3-luokan asynkronisilla moottoreilla sekä premium-luokan EC-moottoreilla IE4.
Tuulettimen tyyppi valitaan napsauttamalla hiiren vasenta painiketta "Fan"-välilehdellä.
Radiaalipuhallin suoralla käytöllä – asynkroninen moottori (standardi IE2).
Suorakäytöllä ja EC-moottorilla varustettu radiaalipuhallin on luokan IE4 mukainen.
Voit valita halutun asynkronisen moottorin energiatehokkuusluokan täältä, juuri alta.
Teoriasta käytäntöön
Selvyyden vuoksi katsotaanpa esimerkkiä. Lasketaan vakioilmankäsittelykone, jonka virtausnopeus on 20 000 m3/h ja vapaapaine 500 Pa kolmessa vaihtoehdossa:
1) Asynkronisella moottorilla luokka IE2
2) IE3-luokan asynkronisella moottorilla
3) EC-moottoriluokan IE4 kanssa
Ja sitten vertaamme saatuja tuloksia.
Asennus IE2-luokan asynkronisella moottorilla
Asennus IE3-luokan asynkronisella moottorilla
Asennus EC-moottoriluokan IE4 kanssa
Tässä tapauksessa ohjelma valitsi osan kahdesta EC-tuulettimesta.
Verrataan nyt saatuja tuloksia.
|
Tekniset tiedot |
Asynkroninen moottori Energiatehokkuusluokka IE2 |
Asynkroninen moottori Energiatehokkuusluokka IE3 |
EC moottori |
|
Tuulettimen hyötysuhde, % |
|||
|
Nimellisteho, kW |
|||
|
Tehonkulutus, kW |
IE3-luokan moottorin virrankulutus on 0,18 kW pienempi kuin vastaavan IE2-luokan moottorin. Ja kahden EC-moottorin ja IE2-moottorin tehoero on jo 1,16 kW.
Tulo- ja poistoilman suurvirtausilmanvaihtoyksiköiden samankaltaisissa laskelmissa IE2- ja IE3-moottoreiden tehonkulutusero voi olla 25-30 %. Ja jos laitos käyttää kymmeniä asennuksia, ilmanvaihdon energiankulutusta voidaan vähentää suuruusluokkaa ja tämän ansiosta säästää satoja tuhansia tai jopa miljoonia ruplaa.
Seuraavissa artikkeleissa puhumme muista tavoista vähentää sähkömoottorien kuluttamaa tehoa valittaessa ilmanvaihtolaitteita QC Ventilazione -ohjelmassa. Aiemmin puhuttiin pyörivällä lämmönvaihtimella varustettujen pienivirtausilmanvaihtokoneiden energiatehokkuuden lisäämisestä. Voit lukea artikkelin.
Sähkömoottorit ovat tärkeimpiä energiankuluttajia. Yksi tapa lisätä sähkömoottoreiden hyötysuhdetta on korvata vanha sähkökonekanta uusilla muunnoksilla, joilla on parannetut energiansäästöominaisuudet. Nämä ovat niin sanottuja korkean suorituskyvyn tai energiatehokkaita moottoreita.
Energiatehokas moottori on moottori, jossa hyötysuhdetta, tehokerrointa ja luotettavuutta lisätään järjestelmällisesti suunnitteluun, valmistukseen ja käyttöön.
Energiatehokkaat moottorit, joiden hyötysuhdeluokka on IE2, ovat sähkömoottoreita, jotka ovat tehokkaampia kuin IE1-luokan vakiomoottorit, mikä tarkoittaa pienempää energiankulutusta samalla kuormitustehotasolla.
Energiankulutuksen säästämisen ohella siirtyminen IE2-luokan sähkömoottoreiden käyttöön mahdollistaa:
- pidennä moottorin ja siihen liittyvien laitteiden käyttöikää;
- lisää moottorin hyötysuhdetta 2-5%;
- parantaa tehokerrointa;
- parantaa ylikuormituskapasiteettia;
- vähentää ylläpitokustannuksia ja seisokkeja;
- lisätä moottorin kestävyyttä lämpökuormituksille ja käyttöolosuhteiden rikkomuksille;
- vähentää käyttöhenkilöstön kuormitusta käytännössä äänettömän toiminnan ansiosta.
Asynkroniset sähkömoottorit, joissa on oravahäkkiroottori, muodostavat tällä hetkellä merkittävän osan kaikista sähkökoneista yli 50 % kulutetusta sähköstä. On lähes mahdotonta löytää aluetta, jossa niitä käytetään: teollisuuslaitteiden sähkökäyttöjä, pumppuja, ilmanvaihtolaitteita ja paljon muuta. Lisäksi sekä teknologiapuiston volyymi että moottorin teho kasvavat jatkuvasti.
AIR...E-sarjan energiatehokkaat ENERAL-moottorit on rakenteellisesti suunniteltu kolmivaiheisiksi yksinopeuksisiksi moottoreiksi, joissa on oravahäkkiroottori ja ne ovat GOST R51689-2000 -standardin mukaisia.
AIR…E-sarjan energiatehokas moottori on lisännyt tehokkuutta seuraavien järjestelmäparannusten ansiosta:
1. Aktiivimateriaalien massaa on lisätty (kuparinen staattorikäämitys ja kylmävalssattu teräs staattori- ja roottoripaketeissa);
2. Käytetään sähköteräksiä, joilla on parannetut magneettiset ominaisuudet ja pienemmät magneettihäviöt;
3. Magneettisydämen hammas-ura-alue ja käämien rakenne on optimoitu;
4. Käytetään eristystä, jolla on suurempi lämmönjohtavuus ja sähkölujuus;
5. Roottorin ja staattorin välistä ilmaväliä on pienennetty korkean teknologian laitteilla;
6. Tuuletushäviöiden vähentämiseksi käytetään erityistä tuuletinrakennetta;
7. Laakerit ja voiteluaineet ovat korkealaatuisempia.
AIR...E-sarjan energiatehokkaan moottorin uudet kuluttajaominaisuudet perustuvat suunnittelun parannuksiin, joissa on kiinnitetty erityistä huomiota suojaamiseen epäsuotuisilta olosuhteilta ja tiivistymiseen.
Siten AIR…E-sarjan suunnitteluominaisuudet mahdollistavat staattorin käämien häviöiden minimoimisen. Moottorikäämin alhaisen lämpötilan ansiosta myös eristeen käyttöikä pitenee.
Lisävaikutus saavutetaan vähentämällä kitkaa ja tärinää ja siten ylikuumenemista korkealaatuisen voiteluaineen ja laakereiden käytön ansiosta, mukaan lukien tiukempi laakerilukko.
Toinen alhaisempaan käyvän moottorin lämpötilaan liittyvä näkökohta on kyky toimia korkeammissa ympäristön lämpötiloissa tai kyky alentaa käynnissä olevan moottorin ulkoiseen jäähdytykseen liittyviä kustannuksia. Tämä johtaa myös alhaisempiin energiakustannuksiin.
Yksi uuden energiatehokkaan moottorin tärkeistä eduista on alhaisempi melutaso. IE2-luokan sähkömoottoreissa käytetään vähemmän tehokkaita ja hiljaisempia puhaltimia, mikä myös parantaa aerodynaamisia ominaisuuksia ja vähentää ilmanvaihtohäviöitä.
Pääoman ja käyttökustannusten minimointi ovat keskeisiä vaatimuksia teollisuuden energiatehokkaille sähkömoottoreille. Kuten käytäntö osoittaa, hintaeroista johtuva korvausaika ostettaessa kehittyneempiä IE2-luokan asynkronisia sähkömoottoreita on jopa 6 kuukautta vain alhaisempien käyttökustannusten ja pienemmän sähkönkulutuksen vuoksi.
AIR 132M6E (IE2) P2=7,5 kW; Tehokkuus = 88,5 %; In = 16,3 A; cosφ = 0,78AIR132M6 (IE1) P2=7,5 kW; Tehokkuus = 86,1 %; In = 17,0 A; cosφ = 0,77
Tehon kulutus: P1=P2/tehokkuus
Kuormitusominaisuus: 16 tuntia päivässä = 5840 tuntia vuodessa
Vuosittaiset energiakustannussäästöt: 1400 kW/tunti
Kun vaihdat uusiin energiatehokkaisiin moottoreihin, seuraavat asiat otetaan huomioon:
- ympäristönäkökohtien lisääntyneet vaatimukset
- tuotteiden energiatehokkuustasoa ja suorituskykyominaisuuksia koskevat vaatimukset
- Energiatehokkuusluokka IE2 toimii säästömahdollisuuksien ohella yhtenäisenä "laatusinetönä" kuluttajalle
- taloudellinen kannustin: mahdollisuus vähentää energiankulutusta ja käyttökustannuksia integroidut ratkaisut: energiatehokas moottori + tehokas ohjausjärjestelmä (muuttuva käyttö) + tehokas suojajärjestelmä = paras tulos.
Eli energiatehokkaat moottorit– Nämä ovat luotettavuuden moottoreita energiaa säästäviin tekniikoihin keskittyville yrityksille.
ENERALin valmistamien AIR...E sähkömoottoreiden energiatehokkuusindikaattorit täyttävät GOST R51677-2000 ja kansainvälisen standardin IEC 60034-30 energiatehokkuusluokalle IE2.
Pääversion kolmivaiheiset asynkroniset sähkömoottorit ovat AIR-, 7AVER-sarjan energiatehokkaita (luokka IE2)
Yleiseen teollisuuskäyttöön tarkoitetut moottorit on suunniteltu toimimaan S1-tilassa 50 Hz vaihtovirtaverkosta, jännite 380 V (220, 660 V). Vakiosuojausaste - IP54, IP55, ilmastollinen versio ja sijoitusluokka - U3, U2.
Energiatehokkuusluokka - IE2 (GOST R51677-2000 ja kansainvälisen standardin IEC 60034-30 mukaisesti).
| P, kW | 3000 rpm | 1500 rpm | 1000 rpm | 750 rpm | ||||
| merkki el/dv | Paino (kg | merkki el/dv | Paino (kg | merkki el/dv | Paino (kg | merkki el/dv | Paino (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 B8 | 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 | ILMA 112 M2 | 56,5 | AIR 132 S4 | 63,0 | AIR 132 M6 | 73,0 | AIR 160 S8 | 120,0 |
| 11,00 | ILMA 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 | ILMA 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 | ILMA 180 M2 | 180,0 | AIR 180 M4 | 190,0 | AIR 200 L6 | 240,0 | AIR 225 M8 | 316,0 |
| 37,00 | ILMA 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 | ILMA 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 | ILMA 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 | ILMA 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 | ||||
Energiatehokkaiden moottoreiden käyttö mahdollistaa:
- lisää moottorin hyötysuhdetta 2-5%;
- vähentää energiankulutusta;
- pidennä moottorin ja siihen liittyvien laitteiden käyttöikää;
- parantaa tehokerrointa;
- parantaa ylikuormituskapasiteettia;
- lisää moottorin kestävyyttä lämpökuormituksia ja käyttöolosuhteiden muutoksia vastaan.
Energiatehokkaiden moottoreiden kokonais-, asennus- ja liitäntämitat vastaavat perussuunnittelumoottoreiden kokonais-, asennus- ja liitäntämittoja.
Energiatehokkaat sähkömoottorit EFF1/IE2, valmistaja ENERAL
Energiatehokkaat sähkömoottorit EFF1 ovat kolmivaiheisia asynkronisia yksinopeuksisia sähkömoottoreita, joissa on oravahäkkiroottori.
Energiatehokkaat sähkömoottorit ovat yleiseen teolliseen käyttöön tarkoitettuja sähkömoottoreita, joiden kokonaistehohäviöt ovat vähintään 20 % pienemmät kuin normaalihyötysuhteeltaan saman tehon ja pyörimisnopeuden moottoreiden kokonaistehohäviöt.
Pääasialliset tunnusmerkit:
Energiatehokkuusluokka Eff 1 täyttää IE2-standardin
ENERALin valmistamien energiatehokkaiden moottoreiden tekniset ominaisuudet on esitetty taulukossa:
| Eff1 | Tehoa | Tehokkuus | cos | Nimellisvirta, A | Suurin vääntömomenttisuhde | Virtasuhde suljetulla roottorilla | Vääntömomenttisuhde suljetulla roottorilla | Pyörimisnopeus |
| 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 |
Ominaisuuksien vertailu:
Asynkroniset sähkömoottorit, joissa on oravahäkkiroottori, muodostavat tällä hetkellä merkittävän osan kaikista sähkökoneista yli 50 % kulutetusta sähköstä. On lähes mahdotonta löytää aluetta, jossa niitä käytetään: teollisuuslaitteiden sähkökäyttöjä, pumppuja, ilmanvaihtolaitteita ja paljon muuta. Lisäksi sekä teknologiapuiston volyymi että moottorin teho kasvavat jatkuvasti.
AIR...E-sarjan energiatehokkaat ENERAL-moottorit on rakenteellisesti suunniteltu kolmivaiheisiksi yksinopeuksisiksi moottoreiksi, joissa on oravahäkkiroottori ja ne ovat GOST R51689-2000 -standardin mukaisia.
AIR…E-sarjan energiatehokas moottori on lisännyt tehokkuutta seuraavien järjestelmäparannusten ansiosta:
1. Aktiivimateriaalien massaa on lisätty (kuparinen staattorikäämitys ja kylmävalssattu teräs staattori- ja roottoripaketeissa);
2. Käytetään sähköteräksiä, joilla on parannetut magneettiset ominaisuudet ja pienemmät magneettihäviöt;
3. Magneettisydämen hammas-ura-alue ja käämien rakenne on optimoitu;
4. Käytetään eristystä, jolla on suurempi lämmönjohtavuus ja sähkölujuus;
5. Roottorin ja staattorin välistä ilmaväliä on pienennetty korkean teknologian laitteilla;
6. Tuuletushäviöiden vähentämiseksi käytetään erityistä tuuletinrakennetta;
7. Laakerit ja voiteluaineet ovat korkealaatuisempia.
AIR...E-sarjan energiatehokkaan moottorin uudet kuluttajaominaisuudet perustuvat suunnittelun parannuksiin, joissa on kiinnitetty erityistä huomiota suojaamiseen epäsuotuisilta olosuhteilta ja tiivistymiseen.
Siten AIR…E-sarjan suunnitteluominaisuudet mahdollistavat staattorin käämien häviöiden minimoimisen. Moottorikäämin alhaisen lämpötilan ansiosta myös eristeen käyttöikä pitenee.
Lisävaikutus saavutetaan vähentämällä kitkaa ja tärinää ja siten ylikuumenemista korkealaatuisen voiteluaineen ja laakereiden käytön ansiosta, mukaan lukien tiukempi laakerilukko.
Toinen alhaisempaan käyvän moottorin lämpötilaan liittyvä näkökohta on kyky toimia korkeammissa ympäristön lämpötiloissa tai kyky alentaa käynnissä olevan moottorin ulkoiseen jäähdytykseen liittyviä kustannuksia. Tämä johtaa myös alhaisempiin energiakustannuksiin.
Yksi uuden energiatehokkaan moottorin tärkeistä eduista on alhaisempi melutaso. IE2-luokan sähkömoottoreissa käytetään vähemmän tehokkaita ja hiljaisempia puhaltimia, mikä myös parantaa aerodynaamisia ominaisuuksia ja vähentää ilmanvaihtohäviöitä.
Pääoman ja käyttökustannusten minimoiminen ovat keskeisiä vaatimuksia teollisuuden energiatehokkaille sähkömoottoreille. Kuten käytäntö osoittaa, hintaeroista johtuva korvausaika ostettaessa kehittyneempiä IE2-luokan asynkronisia sähkömoottoreita on jopa 6 kuukautta vain alhaisempien käyttökustannusten ja pienemmän sähkönkulutuksen vuoksi.
Pienemmät kustannukset, kun moottori vaihdetaan energiatehokkaaseen:
AIR 132M6E (IE2) P2=7,5 kW; Tehokkuus = 88,5 %; In = 16,3 A; cosφ = 0,78
AIR132M6 (IE1) P2=7,5 kW; Tehokkuus = 86,1 %; In = 17,0 A; cosφ = 0,77
Tehon kulutus: P1=P2/tehokkuus
Kuormitusominaisuus: 16 tuntia päivässä = 5840 tuntia vuodessa
Vuosittaiset energiakustannussäästöt: 1400 kW/tunti
Kun vaihdat uusiin energiatehokkaisiin moottoreihin, seuraavat asiat otetaan huomioon:
- ympäristönäkökohtien lisääntyneet vaatimukset;
- tuotteiden energiatehokkuustasoa ja suorituskykyominaisuuksia koskevat vaatimukset;
- energiatehokkuusluokka IE2 yhdessä säästömahdollisuuksien kanssa toimii yhtenäisenä "laatumerkkinä" kuluttajalle;
- taloudellinen kannustin: mahdollisuus vähentää energiankulutusta ja käyttökustannuksia integroidut ratkaisut: energiatehokas moottori + tehokas ohjausjärjestelmä (muuttuva käyttö) + tehokas suojajärjestelmä = paras tulos.
Edut:
Vähentää kokonaistehohäviöitä vähintään 20 % verrattuna moottoreihin, joiden normaali hyötysuhde on sama teho ja pyörimisnopeus;
- Parempi tehokkuus osakuormatilassa (1,8 - 2,4 %);
- Niillä on parannetut suorituskykyominaisuudet:
- kestää paremmin verkon vaihteluita;
- vähemmän ylikuumenemista, vähemmän energian menetystä;
- toimivat alhaisemmalla melutasolla;
- Lisääntynyt luotettavuus ja pidempi käyttöikä;
- Korkeammalla ostohinnalla (15-20 % verrattuna standardiin) EED:t kompensoivat lisäkustannuksia vähentämällä energiankulutusta 500-600 käyttötunnin sisällä.
- Vähentyneet kokonaiskäyttökustannukset.
Näin ollen energiatehokkaat moottorit ovat entistä luotettavimpia moottoreita energiaa säästäviin tekniikoihin keskittyville yrityksille.
ENERALin valmistamien AIR...E sähkömoottoreiden energiatehokkuusindikaattorit täyttävät GOST R51677-2000 ja kansainvälisen standardin IEC 60034-30 energiatehokkuusluokalle IE2.
Venäjän federaation liittovaltion lain mukaisesti "Tietoja energiansäästöstä" Teollisuusyrityksessä jokaiselle sähköasennukselle on kehitettävä energiansäästötoimenpiteet. Tämä koskee ensisijaisesti sähkömekaanisia sähkökäyttöisiä laitteita, joiden pääelementti on sähkömoottori. Tiedetään, että yli puolet maailmassa tuotetusta sähköstä kuluttavat sähkömoottorit työkoneiden, mekanismien ja ajoneuvojen sähkökäytöissä. Siksi sähkökäyttöjen energiansäästötoimenpiteet ovat tärkeimpiä.
Energiansäästöongelmat vaativat optimaalisen ratkaisun paitsi sähkökoneiden käytön, myös niiden suunnittelun aikana. Moottorin käytön aikana havaitaan merkittäviä energiahäviöitä transienttitiloissa ja pääasiassa moottorin käynnistyksen yhteydessä.
Transienttitilojen energiahäviöitä voidaan vähentää merkittävästi käyttämällä moottoreita, joilla on pienempi roottorin hitausmomentti, mikä saavutetaan pienentää roottorin halkaisijaa samalla lisäämällä sen pituutta, koska moottorin tehon on pysyttävä muuttumattomana. Tämä tehdään esimerkiksi nosturi-metallurgisten sarjojen moottoreissa, jotka on suunniteltu toimimaan jaksoittaisessa tilassa ja joissa on suuri määrä käynnistyksiä tunnissa.
Tehokas tapa vähentää häviöitä moottoreita käynnistettäessä on käynnistää staattorin käämitykseen syötettävän jännitteen asteittainen lisäys. Moottoria jarruttaessa kulutettu energia on yhtä suuri kuin sähkökäytön liikkuviin osiin varastoitunut kineettinen energia sen käynnistyessä. Energiansäästövaikutus jarrutettaessa riippuu jarrutustavasta. Suurin energiansäästövaikutus saavutetaan generaattorin regeneratiivisella jarrutuksella verkkoon vapautuvalla energialla. Dynaamisen jarrutuksen aikana moottori irrotetaan verkosta, varastoitunut energia haihtuu moottoriin eikä verkosta kuluteta energiaa.
Suurimmat energiahäviöt havaitaan takajarrutuksessa, kun energiankulutus on kolme kertaa moottorissa dynaamisen jarrutuksen aikana hukkaantunut energia. Moottorin tasatilan käytön aikana nimelliskuormalla energiahäviöt määräytyvät nimellishyötysuhteen perusteella. Mutta jos sähkökäyttö toimii vaihtelevalla kuormalla, kuormituksen laskujaksojen aikana moottorin hyötysuhde heikkenee, mikä johtaa häviöiden lisääntymiseen. Tehokas energiansäästökeino tässä tapauksessa on vähentää moottoriin syötettyä jännitettä sen alikuormituksen alaisena käytön aikana. Tämä energiansäästömenetelmä voidaan toteuttaa, kun moottori toimii järjestelmässä, jossa on säädettävä muuntaja jos sillä on palautetta kuormitusvirrasta. Virran takaisinkytkentäsignaali säätää muuntimen ohjaussignaalia, jolloin moottoriin syötettävä jännite laskee kuormituksen alenemisen aikana.
Jos käyttö on asynkroninen moottori, joka toimii yhdistämällä staattorin käämit "kolmio", niin vaihekäämityksiin syötetyn jännitteen pieneneminen voidaan helposti toteuttaa kytkemällä nämä käämit liitäntään "tähti", koska tässä tapauksessa vaihejännite pienenee 1,73 kertaa. Tämä menetelmä on myös suositeltavaa, koska tämä kytkentä lisää moottorin tehokerrointa, mikä myös edistää energiansäästöä.
Sähkökäyttöä suunniteltaessa on tärkeää, että se on oikea moottorin tehon valinta. Näin ollen moottorin valitseminen yliarvostetulla nimellisteholla johtaa sen teknisten ja taloudellisten indikaattoreiden (hyötysuhde ja tehokerroin) laskuun, joka johtuu moottorin alikuormituksesta. Tällainen päätös moottoria valittaessa johtaa sekä pääomainvestointien (tehon kasvaessa, moottorin kustannukset nousevat) että käyttökustannuksiin, koska hyötysuhteen ja tehokertoimen pienentyessä häviöt kasvavat ja siten tuottamaton energia kulutus kasvaa. Alitehoisten moottoreiden käyttö aiheuttaa niiden ylikuormituksen käytön aikana. Tämän seurauksena käämien ylikuumenemislämpötila nousee, mikä lisää häviöitä ja lyhentää moottorin käyttöikää. Loppujen lopuksi sähkökäytössä tapahtuu onnettomuuksia ja odottamattomia seisokkeja, minkä seurauksena käyttökustannukset kasvavat. Tämä koskee eniten DC-moottoreita, koska niissä on ylikuormitukselle herkkä harja-kommutaattorikokoonpano.
Suuri merkitys liitäntälaitteiden järkevä valinta. Toisaalta on toivottavaa, että käynnistys-, peruutusjarrutus- ja nopeudensäätöprosesseihin ei liity merkittäviä sähköhäviöitä, koska tämä johtaa sähkökäytön käyttökustannusten nousuun. Mutta toisaalta on toivottavaa, että liitäntälaitteiden hinta ei ole äärimmäisen korkea, mikä johtaisi pääomainvestointien kasvuun. Yleensä nämä vaatimukset ovat ristiriidassa. Esimerkiksi tyristoriliitäntälaitteiden käyttö varmistaa taloudellisimman prosessin moottorin käynnistyksessä ja säätelyssä, mutta näiden laitteiden kustannukset ovat silti melko korkeat. Siksi tyristorilaitteiden käyttökelpoisuutta päätettäessä tulee huomioida suunnitellun sähkökäytön käyttöaikataulu. Jos sähkökäyttöön ei kohdistu merkittäviä nopeudensäätöjä, toistuvia käynnistyksiä, peruutuksia jne., tyristorin tai muiden kalliiden laitteiden kohonneet kustannukset eivät välttämättä ole perusteltuja ja energiahäviöihin liittyvät kustannukset voivat olla merkityksettömiä. Ja päinvastoin, kun sähkökäyttöä käytetään intensiivisesti transienttitiloissa, elektronisten liitäntälaitteiden käyttö on suositeltavaa. Lisäksi on pidettävä mielessä, että nämä laitteet eivät käytännössä vaadi huoltoa ja niiden tekniset ja taloudelliset indikaattorit, mukaan lukien luotettavuus, ovat melko korkeat. Päätös kalliiden sähkökäyttölaitteiden käytöstä on vahvistettava teknisillä ja taloudellisilla laskelmilla.
Energiansäästöongelman ratkaisua helpottaa synkronisten moottoreiden käyttö, jotka luovat syöttöverkkoon loisvirtoja, jotka ovat vaiheessa jännitettä edellä. Tämän seurauksena verkko puretaan virran reaktiivisesta (induktiivisesta) komponentista, tehokerroin tässä verkon osassa kasvaa, mikä johtaa virran pienenemiseen tässä verkossa ja sen seurauksena energiansäästöön. . Samoja päämääriä tavoitellaan verkostoon osallistumisella synkroniset kompensaattorit. Esimerkki synkronisten moottoreiden tarkoituksenmukaisesta käytöstä on kompressoriyksiköiden sähkökäyttö, joka toimittaa yritykselle paineilmaa. Tälle sähkökäytölle on ominaista käynnistys pienellä akselin kuormituksella, pitkäaikainen käyttö vakaalla kuormalla sekä jarrutuksen ja peruutuksen puuttuminen. Tämä toimintatapa on täysin yhdenmukainen synkronisten moottoreiden ominaisuuksien kanssa.
Käyttämällä synkronisessa moottorissa yliviritystilaa voidaan saavuttaa merkittäviä energiansäästöjä koko laitoksessa. Samanlaiseen tarkoitukseen käytetään tehokondensaattoriyksiköitä ( "kosini" kondensaattorit). Luomalla verkkoon virran, joka on edellä vaihejännitettä, nämä asennukset kompensoivat osittain induktiivisia (vaihejäämäisiä) virtoja, mikä johtaa verkon tehokertoimen kasvuun ja siten energiansäästöön. Tehokkain on käyttää kondensaattoriyksiköt tyyppi UKM 58, jossa on automaattinen tietyn tehokertoimen arvon ylläpito ja loistehon asteittainen muutos välillä 20 - 603 kvar 400 V:n jännitteellä.
On muistettava, että energiansäästöllä pyritään ratkaisemaan paitsi taloudellisia myös sähkön tuotantoon liittyviä ympäristöongelmia.
Numero muodossa pdf(4221 kt)
JOO. Dujunov , projektipäällikkö, AS ja PP LLC, Moskova, Zelenograd
Venäjällä asynkronisten moottoreiden osuus on eri arvioiden mukaan 47-53 prosenttia kaikesta tuotetusta sähköstä. Teollisuudessa - keskimäärin 60%, kylmän veden syöttöjärjestelmissä - jopa 90%. Ne suorittavat lähes kaikki liikkumiseen liittyvät teknologiset prosessit ja kattavat kaikki ihmisen toiminnan osa-alueet. Uusien, niin kutsuttujen moottoreiden, joissa on yhdistetty käämitys (MWM), myötä on mahdollista parantaa merkittävästi niiden parametreja ilman hintaa nostamatta.
Jokaisessa modernin asuinrakennuksen huoneistossa on enemmän asynkronisia moottoreita kuin siinä on asukkaita. Aikaisemmin, koska energiansäästön tavoitetta ei ollut, laitteita suunniteltaessa yritettiin "pelata varman päälle" ja käytettiin moottoreita, joiden teho ylitti lasketun tehon. Suunnittelun energiansäästö jäi taustalle, eikä sellainen käsite kuin energiatehokkuus ollut niin relevantti. Energiatehokkaat moottorit ovat melko puhtaasti länsimainen ilmiö. Venäjän teollisuus ei suunnitellut tai valmistanut tällaisia moottoreita. Markkinatalouteen siirtyminen muutti tilanteen dramaattisesti. Nykyään yksikön energiaresurssien, esimerkiksi tavanomaisesti yhden tonnin polttoainetta, säästäminen on puolet kalliimpaa kuin sen talteenotto.
Ulkomaan markkinoilla esitellyt energiatehokkaat moottorit (EM) ovat asynkronisia oravahäkkiroottorilla varustettuja EM-moottoreita, joissa aktiivisten materiaalien massaa, niiden laatua sekä erityisten suunnittelutekniikoiden ansiosta voidaan lisätä. 1-2% (tehokkaat moottorit) tai 4-5% (pienet moottorit) mitoitettu hyötysuhde hieman nostamalla moottorin hintaa. Tämä lähestymistapa voi olla hyödyllinen, jos kuormitus muuttuu vähän, nopeudensäätöä ei tarvita ja moottorin parametrit on valittu oikein.
Yhdistetyillä käämeillä (MWM) varustetuilla moottoreilla on parantuneiden mekaanisten ominaisuuksien ja paremman energiatehokkuuden ansiosta mahdollista paitsi säästää 30-50% energiankulutuksesta samalla hyödyllisellä työllä, myös luoda säädettävä energiansäästö ainutlaatuisilla ominaisuuksilla varustettu asema, jolla ei ole analogeja maailmassa. Suurin vaikutus saavutetaan käytettäessä DSO:ta asennuksissa, joissa kuormitus vaihtelee. Sen perusteella, että tällä hetkellä eri kapasiteetin asynkronisten moottoreiden maailmanlaajuinen tuotantomäärä on saavuttanut seitsemän miljardia yksikköä vuodessa, uusien moottoreiden käyttöönoton vaikutusta tuskin voi yliarvioida.
Tiedetään, että sähkömoottorin keskimääräinen kuormitus (koneen työosan kuluttaman tehon suhde sähkömoottorin nimellistehoon) kotimaisessa teollisuudessa on 0,3-0,4 (eurooppalaisessa käytännössä tämä arvo on 0,6) . Tämä tarkoittaa, että perinteinen moottori toimii huomattavasti alhaisemmalla hyötysuhteella kuin nimellishyötysuhde. Liiallinen moottorin teho johtaa usein ensisilmäyksellä näkymättömiin, mutta erittäin merkittäviin negatiivisiin seurauksiin sähkökäyttöisissä laitteissa, esimerkiksi hydrauliverkkojen liialliseen paineeseen, joka liittyy lisääntyneisiin häviöihin, heikentyneeseen luotettavuuteen jne. Tavallisista poiketen DSO:illa on alhainen melutaso ja tärinä, korkeampi vääntösuhde, niillä on hyötysuhde ja tehokerroin lähellä nimellisarvoa laajalla kuormitusalueella. Tämän avulla voit nostaa moottorin keskimääräistä kuormitusta 0,8:aan ja parantaa vetolaitteen tarjoamien teknisten laitteiden ominaisuuksia, erityisesti vähentää merkittävästi sen energiankulutusta.
Säästöt, takaisinmaksu, voitto
Yllä oleva koskee taajuusmuuttajan energiansäästöä ja sen tarkoituksena on vähentää häviöitä sähköenergian muuntamisessa mekaaniseksi energiaksi ja lisätä taajuusmuuttajan energiatehokkuutta. Suuressa mittakaavassa toteutetut verkonhaltijat tarjoavat runsaasti mahdollisuuksia energian säästämiseen, mukaan lukien uusien energiaa säästävien teknologioiden luominen.
Liittovaltion tilastopalvelun verkkosivuston (http://www.gks.ru/) mukaan
wps/wcm/connect/rosstat/rosstatsite/main/) sähkönkulutus Venäjällä vuonna 2011 oli kokonaisuudessaan 1 021,1 miljardia kWh.
Liittovaltion tariffipalvelun 6. lokakuuta 2011 antaman määräyksen nro 239-e/4 mukaan vähittäismarkkinoilla asiakkaille toimitettavan sähköenergian (sähkön) vähimmäistariffi vuonna 2012 on 164,23 kopekkaa/kWh (ilman arvonlisäveroa). ) .
Vakioinduktiomoottorien vaihtaminen säästää 30–50 % energiaa samassa hyödyllisessä työssä. Laajan korvaamisen taloudellinen vaikutus on minimaalinen:
1021,1·0,47·0,3·1,6423 = 236,4503 miljardia ruplaa. vuonna.
Moskovan alueella vaikutus on minimaalinen:
47100,4·0,47·0,3·1,6423 = 10906,771 miljoonaa ruplaa. vuonna.
Kun otetaan huomioon sähkötariffien enimmäistasot reuna- ja muilla ongelma-alueilla, suurin vaikutus ja pienin takaisinmaksuaika saavutetaan alueilla, joilla on enimmäistariffit - Irkutskin alue, Hanti-Mansiyskin autonominen piirikunta, Tšukotkan autonominen piirikunta, Jamalo-Nenetsien autonominen piirikunta, jne.
Maksimivaikutus ja pienin takaisinmaksuaika voidaan saavuttaa korvaamalla jatkuvatoimisia moottoreita, esimerkiksi vesipumppuyksiköt, puhallinyksiköt, valssaamot, sekä voimakkaasti kuormitetut moottorit, kuten hissit, liukuportaat, kuljettimet.
Takaisinmaksuajan laskemiseksi perustana otettiin OJSC UralElectron hinnat. Uskomme, että yhtiön kanssa on solmittu energiapalvelusopimus pumppausyksikön ADM 132 M4 -moottorin vaihtamisesta leasingsopimuksella. Moottorin hinta 11 641 ruplaa. Sen vaihtotyön hinta (30 % hinnasta) on 3 492,3 RUB. Lisäkulut (10 % kustannuksista) 1 164,1 RUB
Kokonaiskustannukset:
11 641 + 3 492,3 + 1 164,1 = 16 297,4 ruplaa.
Taloudellinen vaikutus on:
11 kW 0,3 1,6423 ruplaa/kWh 1,18 24 = = 153,48278 ruplaa. päivässä (sis. ALV).
Takaisinmaksuaika:
16 297,4 / 153,48278 = 106,18 päivää tai 0,291 vuotta.
Muiden kapasiteettien osalta laskelma antaa samanlaisia tuloksia. Ottaen huomioon, että moottoreiden käyttöaika teollisuusyrityksissä ei saa ylittää 12 tuntia, takaisinmaksuaika voi olla enintään 0,7-0,8 vuotta.
Oletetaan, että leasingsopimuksen ehtojen mukaan moottorit uusiin vaihtanut yritys maksaa leasingmaksujen jälkeen 30 % energiansäästöstä kolmen vuoden ajan. Tässä tapauksessa tulot ovat: 153.48278·365·3 = 168 063,64 ruplaa. Näin ollen yhden pienitehoisen moottorin vaihtaminen antaa sinun saada tuloja 84 - 168 tuhatta ruplaa. Keskimäärin yksi pieni sähköyhtiö voi tuottaa moottoreiden vaihdosta vähintään 4,8 miljoonan ruplan tuloja. Uusien moottoreiden käyttöönotto ja standardimoottorien parantaminen mahdollistaa monissa tapauksissa sähkön ja liikenteen luopumisen ilman tariffien korottamista.
Hanke saa erityisen yhteiskunnallisen merkityksen Venäjän WTO-jäsenyyden yhteydessä. Kotimaiset asynkronisten moottorien valmistajat eivät pysty kilpailemaan maailman johtavien valmistajien kanssa. Tämä voi johtaa monien kaupunkia muodostavien yritysten konkurssiin. Yhdistetyillä käämeillä varustettujen moottoreiden tuotannon hallitseminen ei ainoastaan poista tätä uhkaa, vaan myös luo vakavaa kilpailua ulkomaisilla markkinoilla. Siksi hankkeen toteuttamisella on myös maalle poliittista merkitystä.
Ehdotetun lähestymistavan uutuus
Viime vuosina säädettävät asynkroniset taajuusmuuttajat ovat yleistyneet luotettavien ja kohtuuhintaisten taajuusmuuttajien myötä. Vaikka muuntajien hinta on edelleen melko korkea (kaksi-kolme kertaa kalliimpi kuin moottorin), ne voivat joissakin tapauksissa vähentää virrankulutusta ja parantaa moottorin ominaisuuksia tuoden ne lähemmäksi vähemmän luotettavien tasavirtamoottoreiden ominaisuuksia. Taajuussäätimien luotettavuus on myös useita kertoja pienempi kuin sähkömoottoreilla. Kaikilla kuluttajilla ei ole mahdollisuutta sijoittaa niin suuria summia taajuussäätimien asennukseen. Euroopassa vuoteen 2012 mennessä vain 15 % säädettävistä sähkökäytöistä on varustettu tasavirtamoottoreilla. Siksi on tärkeää tarkastella energiansäästöongelmaa pääasiassa asynkronisten sähkökäyttöjen, mukaan lukien taajuusmuuttajakäyttöjen, yhteydessä, jotka on varustettu erikoismoottoreilla, joiden materiaalinkulutus ja kustannukset ovat alhaisemmat.
Maailmankäytännössä tämän ongelman ratkaisemiseksi on kaksi pääsuuntaa.
Ensimmäinen on energiansäästö sähkökäyttöjen avulla toimittamalla tarvittava teho loppukuluttajalle jokaisena hetkenä. Toinen on energiatehokkaiden moottoreiden tuotanto, jotka täyttävät IE-3-standardin. Ensimmäisessä tapauksessa pyritään alentamaan taajuusmuuttajien kustannuksia. Toisessa tapauksessa - kehittää uusia sähkömateriaaleja ja optimoida sähkökoneiden päämitat.
Verrattuna tunnettuihin menetelmiin asynkronisen käytön energiatehokkuuden lisäämiseksi, ehdottamamme lähestymistapamme uutuus on klassisten moottorikäämien perussuunnitteluperiaatteen muuttaminen. Tieteellinen uutuus piilee siinä, että moottorin käämien suunnitteluun on muotoiltu uusia periaatteita sekä roottorin ja staattorin rakojen lukumäärän optimaalisten suhteiden valinta. Niiden pohjalta on kehitetty yksi- ja kaksikerroksisten yhdistettyjen käämien teollisia malleja ja kaavioita sekä manuaaliseen että automaattiseen asennukseen. Vuodesta 2011 lähtien teknisille ratkaisuille on saatu 7 venäläistä patenttia. Rospatentin käsittelyssä on useita hakemuksia. Patentointihakemuksia ulkomaille valmistellaan.
Tunnettuihin verrattuna voidaan tehdä taajuusmuuttajakäyttö DSO:n pohjalta korotetulla syöttöjännitteen taajuudella. Tämä saavutetaan magneettisydämen teräksen pienempien häviöiden ansiosta. Tällaisen taajuusmuuttajan kustannukset ovat huomattavasti alhaisemmat kuin käytettäessä tavallisia moottoreita, erityisesti melu ja tärinä vähenevät merkittävästi.
Katain pumpputehtaan osastoilla tehdyissä testeissä vakio 5,5 kW moottori korvattiin suunnittelemamme 4,0 kW moottorilla. Pumppu toimitti kaikki parametrit eritelmien vaatimusten mukaisesti, kun taas moottori ei käytännössä lämmennyt.
Tällä hetkellä työ teknologian käyttöönottamiseksi öljy- ja kaasukompleksissa (Lukoil, TNK-BP, Rosneft, Bugulma Electric Pump Plant), metroyrityksissä (International Association of Metros), kaivosteollisuudessa (Lebedinsky GOK) ja lukuisia muita toimialoja.
Ehdotetun kehityksen ydin
Kehityksen ydin johtuu siitä, että riippuen kolmivaiheisen kuorman kytkentäkaaviosta kolmivaiheiseen verkkoon (tähti tai kolmio), on mahdollista saada kaksi virtajärjestelmää, jotka muodostavat 30 sähköasteen kulman magneettivuon induktiovektorien välillä. Näin ollen sähkömoottori, jossa ei ole kolmivaiheista käämitystä, vaan kuusivaiheinen, voidaan kytkeä kolmivaiheiseen verkkoon. Tässä tapauksessa osa käämistä on kytkettävä tähteen ja osa kolmioon, ja tuloksena olevien tähden ja kolmion samojen vaiheiden napojen induktiovektorien on muodostettava 30 sähköasteen kulma keskenään.
Kahden piirin yhdistäminen yhteen käämiin mahdollistaa kentän muodon parantamisen moottorin toimintaraossa ja sen seurauksena moottorin pääominaisuuksien parantamisen merkittävästi. Normaalin moottorin työraon kenttää voidaan vain ehdollisesti kutsua sinimuotoiseksi. Itse asiassa se on porrastettu. Tämän seurauksena moottorissa syntyy harmonisia, tärinöitä ja jarrutusmomentteja, jotka vaikuttavat negatiivisesti moottoriin ja heikentävät sen suorituskykyä. Siksi tavallisella asynkronisella moottorilla on hyväksyttävä suorituskyky vain nimelliskuormalla. Kun kuorma poikkeaa nimelliskuormasta, vakiomoottorin suorituskyky heikkenee jyrkästi, mikä vähentää tehokerrointa ja hyötysuhdetta.
Yhdistetyt käämit mahdollistavat myös parittomien harmonisten kenttien magneettisen induktion tason pienentämisen, mikä johtaa moottorin magneettipiirin elementtien kokonaishäviöiden huomattavaan vähenemiseen ja sen ylikuormituskapasiteetin ja tehotiheyden lisääntymiseen. Tämä mahdollistaa myös moottoreiden suunnittelun toimimaan korkeammilla syöttöjännitetaajuuksilla käytettäessä teräksiä, jotka on suunniteltu toimimaan 50 Hz:n taajuudella. Yhdistetyillä käämeillä varustetuissa moottoreissa käynnistysvirtojen taajuus on pienempi korkeammilla käynnistysmomenteilla. Tämä on välttämätöntä laitteille, jotka toimivat toistuvin ja pitkittyneillä käynnistyksillä, sekä laitteille, jotka on liitetty pitkiin ja raskaasti kuormitettuihin verkkoihin, joissa on korkea jännitehäviö. Ne aiheuttavat vähemmän häiriöitä verkkoon ja vääristävät vähemmän syöttöjännitteen muotoa, mikä on välttämätöntä useille monimutkaisilla elektroniikalla ja laskentajärjestelmillä varustetuissa kohteissa.
Kuvassa Kuva 1 esittää kentän muotoa tavallisessa 3000 rpm moottorissa, jossa on 24 rako staattori.
Samanlaisen moottorin kentän muoto yhdistetyillä käämeillä on esitetty kuvassa. 2.
Yllä olevista kaavioista voidaan nähdä, että yhdistettyjen käämien moottorin kentän muoto on lähempänä sinimuotoista kuin tavallisen moottorin. Tämän seurauksena, kuten olemassa oleva kokemus osoittaa, lisäämättä työvoimaintensiteettiä, pienemmällä materiaalinkulutuksella, muuttamatta olemassa olevia tekniikoita, kun kaikki muut olosuhteet ovat samat, saamme moottoreita, joiden ominaisuudet ovat huomattavasti parempia kuin standardi. Toisin kuin aiemmin tunnetut menetelmät energiatehokkuuden lisäämiseksi, ehdotettu ratkaisu on edullisin ja voidaan toteuttaa uusien moottoreiden valmistuksen lisäksi myös olemassa olevan kaluston peruskorjauksessa ja modernisoinnissa. Kuvassa Kuvassa 3 näkyy, kuinka mekaaniset ominaisuudet muuttuivat vakiokäämityksen korvaamisesta yhdistetyllä käämityksellä moottorin suuren remontin aikana.
Mikään muu tunnettu menetelmä ei voi parantaa nykyisen moottorikannan mekaanisia ominaisuuksia näin radikaalisti ja tehokkaasti. Mednogorskin UralElectro-K CJSC:n keskustehdaslaboratorion suorittamien pöytätestien tulokset vahvistavat ilmoitetut parametrit. Saadut tiedot vahvistavat NIPTIEMissä Vladimirissa kokeissa saadut tulokset.
Modernisoitujen moottoreiden testauksen aikana saadut keskimääräiset tilastotiedot tärkeimmistä tehokkuuden ja kustannusten energiaindikaattoreista ylittävät standardimoottoreiden luettelotiedot. Yhdessä kaikki edellä mainitut indikaattorit tarjoavat moottoreita yhdistetyillä käämeillä, joiden ominaisuudet ovat parempia kuin parhaat analogit. Tämä vahvistettiin jopa modernisoitujen moottoreiden ensimmäisissä prototyypeissä.Kilpailuedut
Ehdotetun ratkaisun ainutlaatuisuus piilee siinä, että ensi silmäyksellä ilmeiset kilpailijat ovat itse asiassa mahdollisia strategisia kumppaneita. Tämä selittyy sillä, että yhdistetyillä käämeillä varustettujen moottoreiden tuotanto ja modernisointi on mahdollista hallita mahdollisimman lyhyessä ajassa melkein missä tahansa erikoistuneessa yrityksessä, joka harjoittaa standardimoottorien tuotantoa tai korjausta. Tämä ei vaadi muutoksia olemassa oleviin tekniikoihin. Tätä varten riittää, että yrityksissä hiotaan olemassa olevaa suunnitteludokumentaatiota. Mikään kilpaileva tuote ei tarjoa näitä etuja. Tässä tapauksessa ei tarvitse hankkia erityislupia, lisenssejä ja todistuksia. Havainnollistava esimerkki on kokemus yhteistyöstä OJSC UralElectro-K:n kanssa. Kyseessä on ensimmäinen yritys, jonka kanssa on solmittu lisenssisopimus oikeudesta valmistaa energiatehokkaita asynkronimoottoreita yhdistetyillä käämeillä. Taajuuskäyttöihin verrattuna ehdotettu tekniikka mahdollistaa suuremmat energiansäästöt huomattavasti pienemmillä pääomainvestoinneilla. Käytön aikana myös ylläpitokustannukset ovat huomattavasti pienemmät. Muihin energiatehokkaisiin moottoreihin verrattuna ehdotetulla tuotteella on alhaisempi hinta samalla suorituskyvyllä.
Johtopäätös
Yhdistetyillä käämeillä varustettujen asynkronisten moottoreiden käyttöalue kattaa lähes kaikki ihmisen toiminnan osa-alueet. Maailmassa valmistetaan vuosittain noin seitsemän miljardia eri tehoista ja erityyppistä moottoria. Nykyään lähes mitään teknistä prosessia ei voida järjestää ilman sähkömoottoreita. Tämän kehityksen laajamittaisen käytön seurauksia on vaikea yliarvioida. Sosiaalialalla ne antavat mahdollisuuden alentaa merkittävästi peruspalveluiden hintoja. Ekologian alalla ne antavat meille mahdollisuuden saavuttaa ennennäkemättömiä tuloksia. Esimerkiksi samalla hyödyllisellä työllä ne mahdollistavat sähkön ominaistuotannon pienentämisen kolme kertaa ja vähentävät sen seurauksena jyrkästi hiilivetyjen ominaiskulutusta.
