Në motorët e kursimit të energjisë, për shkak të rritjes së masës së materialeve aktive (hekur dhe bakër), vlerat nominale të efikasitetit dhe cosj rriten. Motorët e kursimit të energjisë përdoren, për shembull, në SHBA dhe janë efektivë me ngarkesë të vazhdueshme. Mundësia e përdorimit të motorëve të kursimit të energjisë duhet të vlerësohet duke marrë parasysh kostot shtesë, pasi një rritje e vogël (deri në 5%) në efikasitetin nominal dhe cosj arrihet duke rritur masën e hekurit me 30-35%, bakrit me 20- 25%, alumini me 10-15%, t .e. rritje e kostos së motorit me 30-40%.
Varësitë e përafërta të efikasitetit (h) dhe cos j nga fuqia nominale për motorët konvencionalë dhe që kursejnë energji nga Gould (SHBA) janë paraqitur në figurë.
Rritja e efikasitetit të motorëve elektrikë të kursimit të energjisë arrihet nga ndryshimet e mëposhtme të projektimit:
· Bërthamat janë të zgjatura, të montuara nga pllaka individuale prej çeliku elektrik me humbje të ulëta. Bërthamat e tilla reduktojnë induksionin magnetik, d.m.th. humbjet e çelikut.
· Humbjet në bakër zvogëlohen për shkak të përdorimit maksimal të slotave dhe përdorimit të përcjellësve me prerje tërthore të rritur në stator dhe rotor.
· Humbjet shtesë minimizohen nga përzgjedhja e kujdesshme e numrit dhe gjeometrisë së dhëmbëve dhe brazdave.
· gjatë funksionimit gjenerohet më pak nxehtësi, gjë që bën të mundur reduktimin e fuqisë dhe madhësisë së ventilatorit ftohës, gjë që çon në një ulje të humbjeve të ventilatorit dhe, rrjedhimisht, në një ulje të humbjeve të përgjithshme të energjisë.
Motorët elektrikë me efikasitet të rritur reduktojnë kostot e energjisë duke reduktuar humbjet në motorin elektrik.
Testet e kryera në tre motorë elektrikë “kursues energjie” treguan se me ngarkesë të plotë kursimet e arritura ishin: 3,3% për një motor elektrik 3 kW, 6% për një motor elektrik 7,5 kW dhe 4,5% për një motor elektrik 22 kW.
Kursimet me ngarkesë të plotë janë afërsisht 0,45 kW, për një kosto energjie prej 0,06 $/kW. h është 0,027 $/orë. Kjo është e barabartë me 6% të kostove të funksionimit të motorit elektrik.
Çmimi i listës për një motor elektrik të rregullt 7,5 kW është 171 dollarë amerikanë, ndërsa motori me efikasitet të lartë kushton 296 dollarë amerikanë (një premium çmimi prej 125 dollarë amerikanë). Tabela tregon se periudha e kthimit për një motor me efikasitet të rritur, e llogaritur në bazë të kostove marxhinale, është afërsisht 5000 orë, që është e barabartë me 6.8 muaj funksionim të motorit me ngarkesë nominale. Në ngarkesa më të ulëta periudha e shlyerjes do të jetë pak më e gjatë.
Sa më e lartë të jetë ngarkesa e motorit dhe sa më afër ngarkesës konstante të jetë mënyra e funksionimit, aq më i lartë është efikasiteti i përdorimit të motorëve që kursejnë energji.
Përdorimi dhe zëvendësimi i motorëve me motorë që kursejnë energji duhet të vlerësohet duke marrë parasysh të gjitha kostot shtesë dhe jetën e tyre të shërbimit.
Rreth 60% e energjisë elektrike të konsumuar në industri shpenzohet për ngasje elektrike të makinave të punës. Në të njëjtën kohë, konsumatorët kryesorë të energjisë elektrike janë motorët elektrikë AC. Në varësi të strukturës së prodhimit dhe natyrës së proceseve teknologjike, pjesa e konsumit të energjisë së motorëve asinkron është 50...80%, motorët sinkron 6...8%. Efiçenca totale e motorëve elektrikë është rreth 70%, kështu që niveli i efikasitetit të energjisë së tyre luan një rol të rëndësishëm në zgjidhjen e problemit të kursimit të energjisë.
Në fushën e zhvillimit dhe prodhimit të motorëve elektrikë, nga 1 qershori 2012, u prezantua standardi kombëtar GOST R 54413-2011, bazuar në standardin ndërkombëtar IEC 60034-30:2008 dhe vendosi katër klasa të efiçencës energjetike të motorëve: IE1 - normale (standarde), IE2 - rritur, IE3 - premium, IE4 - super-premium. Standardi parashikon një kalim hap pas hapi të prodhimit në klasa më të larta të efikasitetit të energjisë. Nga janari 2015, të gjithë motorët elektrikë të prodhuar me fuqi 0.75...7.5 kW duhet të kenë një klasë të efikasitetit energjetik të paktën IE2, dhe 7.5...375 kW - të paktën IE3 ose IE2 (me një konvertues të detyrueshëm të frekuencës). Që nga janari 2017, të gjithë motorët elektrikë të prodhuar me fuqi 0,75...375 kW duhet të kenë një klasë të efikasitetit të energjisë të paktën IE3 ose IE2 (e lejuar kur funksionojnë në një makinë me frekuencë të ndryshueshme).
Në motorët asinkron, rritja e efikasitetit të energjisë arrihet nga:
Përdorimi i llojeve të reja të çelikut elektrik me humbje specifike më të ulëta dhe trashësi më të vogël të fletëve të bërthamës.
Zvogëlimi i hendekut të ajrit midis statorit dhe rotorit dhe sigurimi i uniformitetit të tij (ndihmon në reduktimin e komponentit magnetizues të rrymës së mbështjelljes së statorit, zvogëlon shpërndarjen diferenciale dhe zvogëlon humbjet elektrike).
Reduktimi i ngarkesave elektromagnetike, d.m.th. një rritje në masën e materialeve aktive me një ulje të numrit të kthesave dhe një rritje në seksionin kryq të përcjellësit të dredha-dredha (çon në një ulje të rezistencës së mbështjelljes dhe humbjeve elektrike).
Optimizimi i gjeometrisë së zonës së dhëmbëve, përdorimi i izolimit modern dhe llakut ngopëse, markave të reja të telit mbështjellës (rrit koeficientin e mbushjes së brazdës me bakër në 0,78...0,85 në vend të 0,72...0,75 në motorët elektrikë standardë me efikasitet energjetik ). Çon në një reduktim të rezistencës së mbështjelljes dhe humbjeve elektrike.
Përdorimi i bakrit për prodhimin e mbështjelljeve të rotorit me qark të shkurtër në vend të aluminit (çon në një ulje të rezistencës elektrike të mbështjelljes së rotorit me 33% dhe një reduktim përkatës të humbjeve elektrike).
Përdorimi i kushinetave me cilësi të lartë dhe lubrifikantëve të qëndrueshëm me viskozitet të ulët, duke lëvizur kushinetat jashtë mburojës së kushinetave (përmirëson rrjedhën e ajrit të kushinetave dhe transferimin e nxehtësisë, zvogëlon nivelet e zhurmës dhe humbjet mekanike).
Optimizimi i dizajnit dhe performancës së njësisë së ventilimit, duke marrë parasysh më pak ngrohjen e motorëve elektrikë me rritjen e efikasitetit të energjisë (zvogëlon nivelet e zhurmës dhe humbjet mekanike).
Përdorimi i një klase më të lartë të rezistencës ndaj nxehtësisë së izolimit F duke siguruar mbinxehje sipas klasës B (ju lejon të shmangni mbingarkimin e fuqisë në makinë me mbingarkesa sistematike deri në 15%, funksionimi i motorëve në rrjete me luhatje të konsiderueshme të tensionit, si dhe në temperatura të ngritura të ambientit pa ulur ngarkesën).
Duke marrë parasysh mundësinë e punës me një konvertues frekuence gjatë projektimit.
Prodhimi serik i motorëve me efikasitet të energjisë është zotëruar nga kompani të tilla të njohura si Siemens, WEG, General electric, SEW Eurodrive, ABB, Baldor, MGE-Motor, Grundfos, ATB Brook Crompton. Një prodhues i madh vendas është shqetësimi rus i inxhinierisë elektrike RUSELPROM.
Rritja më e madhe e efikasitetit të energjisë mund të arrihet në motorët sinkron me magnet të përhershëm, gjë që shpjegohet me mungesën e humbjeve kryesore në rotor dhe përdorimin e magneteve me energji të lartë. Në rotor, për shkak të mungesës së një dredha-dredha ngacmuese, lëshohen vetëm humbje shtesë nga harmonikat më të larta në bërthamën e rotorit, magnetët e përhershëm dhe dredha-dredha fillestare me qark të shkurtër. Për prodhimin e magneteve të rotorit të përhershëm, përdoret një aliazh me bazë neodymium me energji të lartë NdFeB, parametrat magnetikë të të cilit janë 10 herë më të larta se magnetët e ferritit, gjë që siguron një rritje të konsiderueshme të efikasitetit. Dihet se efikasiteti i shumicës së motorëve sinkron me magnet të përhershëm korrespondon me klasën e efikasitetit të energjisë IE3 dhe në disa raste tejkalon IE4.
Disavantazhet e motorëve sinkron me magnet të përhershëm përfshijnë: një ulje të efikasitetit me kalimin e kohës për shkak të degradimit natyror të magnetëve të përhershëm dhe kostos së tyre të lartë.
Jeta e shërbimit të magnetëve të përhershëm është 15...30 vjet, megjithatë, dridhjet, tendenca ndaj korrozionit në lagështi të lartë dhe demagnetizimi në temperaturat 150°C e lart (në varësi të markës) mund ta zvogëlojnë atë në 3...5 vjet.
Prodhuesi dhe eksportuesi më i madh i metaleve të tokës së rrallë (REM) është Kina, që zotëron 48% të burimeve botërore dhe siguron 95% të nevojave të botës. Vitet e fundit, Kina ka kufizuar ndjeshëm eksportin e metaleve të rralla të tokës, duke krijuar një mungesë në tregun botëror dhe duke mbajtur çmime të larta. Rusia zotëron 20% të burimeve botërore të metaleve të rralla, por prodhimi i tyre përbën vetëm 2% të prodhimit botëror, dhe prodhimi i produkteve metalike me tokë të rrallë është më pak se 1%. Kështu, çmimet e magnetëve të përhershëm do të jenë të larta në vitet e ardhshme, gjë që do të ndikojë në koston e motorëve sinkron me magnet të përhershëm.
Po punohet për të ulur koston e magnetëve të përhershëm. Instituti Kombëtar i Shkencës së Materialeve NIMS (Japoni) ka zhvilluar një markë magnetësh të përhershëm të bazuar në neodymium NdFe12N me një përmbajtje më të ulët neodymium (17% në vend të 27% në NdFe12B), veti më të mira magnetike dhe një temperaturë të lartë demagnetizimi prej 200°C. Ka punime për krijimin e magnetëve të përhershëm pa metale të rralla të tokës me bazë hekuri dhe mangani, të cilët kanë karakteristika më të mira se me metalet e rralla të tokës dhe nuk demagnetizohen në temperatura të larta.
Motorët sinkron me magnet të përhershëm me klasën e efikasitetit energjetik IE4 prodhohen nga: WEG, Baldor, Marathon Electric, Nova Torque, Grundfos, SEW Eurodrive, WEM Motors, Bauer Gear Motor, Leroy Somer, Mitsubishi Electric, Hitachi, Lafert Motors, Hitachi, Lönne, Teknologjia e gjeneratorëve të motorëve, Hannig Electro-Werke, Yaskawa.
Seritë moderne të motorëve elektrikë janë përshtatur për të punuar me konvertuesit e frekuencës dhe kanë karakteristikat e mëposhtme të projektimit: tela mbështjellëse me izolim spirale rezistente ndaj nxehtësisë me dy shtresa; materiale izoluese të projektuara për tensione deri në 2.2 të tensionit nominal; simetria elektrike, magnetike dhe gjeometrike e motorit elektrik; kushinetat e izoluara dhe rrufe në tokë shtesë në strehë; ventilim i detyruar me një gamë të thellë kontrolli; instalimi i filtrave sinusoidal me frekuencë të lartë.
Prodhuesit si Grundfos, Lafert Motors dhe SEW Eurodrive, të mirënjohur në treg, prodhojnë motorë elektrikë të integruar me konvertues të frekuencës për të rritur kompaktësinë dhe për të zvogëluar madhësinë e disqeve me frekuencë të ndryshueshme.
Kostoja e motorëve elektrikë me efikasitet energjetik është 1.2...2 herë më e lartë se kostoja e një motori elektrik standard me efikasitet energjetik, kështu që periudha e shlyerjes për kostot shtesë është 2...3 vjet, në varësi të kohës mesatare vjetore të funksionimit. .
Bibliografi
1. GOST R 54413-2011 Makinat elektrike rrotulluese. Pjesa 30. Klasat e efiçencës energjetike të motorëve asinkron trefazorë me kafaz ketri me një shpejtësi (kodi IE).
2. Safonov A.S. Masat kryesore për të përmirësuar efikasitetin energjetik të pajisjeve elektrike në kompleksin agro-industrial // Traktorë dhe makineri bujqësore. Nr 6, 2014. fq. 48-51.
3. Safonov A.S. Zbatimi i motorëve elektrikë me efikasitet energjetik në bujqësi // Punimet e Konferencës II Ndërkombëtare Shkencore dhe Praktike "Çështjet aktuale të shkencës dhe teknologjisë", Çështja II. Rusia, Samara, 7 prill 2015. ICRON, 2015, fq. 157-159.
4. Standardi IEC 60034-30:2008 Makinat elektrike rrotulluese. Pjesa 30. Klasat e efikasitetit të motorëve asinkron trefazorë me kafaz ketri me një shpejtësi (kodi IE).
5. Shumov Yu.N., Safonov A.S. Motorë asinkronë me efikasitet energjetik me mbështjellje të rotorit bakri të hedhur nën presion (rishikim i botimeve të huaja) // Energjia elektrike. Nr 8, 2014. fq. 56-61.
6. Shumov Yu.N., Safonov A.S. Makinat elektrike me efikasitet energjetik (rishikim i zhvillimeve të huaja) // Energjia elektrike. Nr 4, 2015. fq. 45-47.
Motorët e kursimit të energjisë
Zgjidhje inteligjente për të kursyer energji
Motorët e kursimit të energjisë Siemens janë të disponueshëm në klasat e efikasitetit "EFF1" dhe "EFF2" sipas CEMEP
- Numri i poleve 2 dhe 4
- Gama e fuqisë 1.1...90 kW
- Versioni 50 Hz sipas IEC 34-2
- EFF1 (Motoret me efikasitet të lartë)
- EFF2 (Motoret me efikasitet të përmirësuar)
Për të reduktuar emetimet e CO 2, prodhuesit e motorëve janë angazhuar të etiketojnë motorët sipas klasave të efikasitetit.
EPACT – motorë për tregun amerikan
Gama gjithëpërfshirëse e motorëve EPACT me dimensione IEC
- Numri i shtyllave: 2,4 dhe 6
- Gama e fuqisë: 1 HP deri në 200 HP (0,75 kW deri në 150 kW)
- Versioni 60 Hz në IEEE 112b
Në përputhje me Aktin EPACT të Tetorit 97, efikasiteti i motorëve të importuar drejtpërdrejt ose ndryshe në Shtetet e Bashkuara duhet të përmbushë vlerat minimale të efikasitetit.
Përfitime për klientin dhe mjedisin
Motorët që kursejnë energji me efikasitet optimal konsumojnë më pak energji për të njëjtën fuqi dalëse. Rritja e produktivitetit arrihet nëpërmjet hekurit me cilësi më të lartë (gize, bakër dhe alumini) dhe përmirësime teknike në çdo detaj. Humbjet e energjisë janë ulur me 45%. Blerësi merr kursime të mëdha në kosto duke minimizuar kostot operative.
Duke përdorur motorë që kursejnë energji, dëmi i shkaktuar në mjedis zvogëlohet. Potenciali për kursim të energjisë është deri në 20 TW në vit, që është e barabartë me fuqinë e 8 termocentraleve dhe emetimet e 11 milion ton dioksid karboni në atmosferë.
Motorët elektrikë janë ndër konsumatorët kryesorë të burimeve të energjisë. Një nga mënyrat për të rritur efikasitetin e motorëve elektrikë është zëvendësimi i flotës së vjetër të makinave elektrike me modifikime të reja me karakteristika të përmirësuara të kursimit të energjisë. Këta janë të ashtuquajtur motorë me performancë të lartë ose me efikasitet të energjisë.
Një motor me efikasitet energjie është ai në të cilin efikasiteti, faktori i fuqisë dhe besueshmëria rriten duke përdorur një qasje sistematike për projektimin, prodhimin dhe funksionimin.
Motorët me efikasitet energjetik me klasën e efikasitetit IE2 janë motorë elektrikë që janë më efikas se motorët standardë të klasës IE1, që do të thotë reduktim i konsumit të energjisë në të njëjtin nivel fuqie ngarkese.
Së bashku me kursimin e konsumit të energjisë, kalimi në përdorimin e motorëve elektrikë të klasës IE2 lejon:
- rritja e jetëgjatësisë së motorit dhe pajisjeve përkatëse;
- rritja e efikasitetit të motorit me 2-5%;
- përmirësimi i faktorit të fuqisë;
- përmirësimi i kapacitetit të mbingarkesës;
- zvogëloni kostot e mirëmbajtjes dhe kohën e ndërprerjes;
- rritja e rezistencës së motorit ndaj ngarkesave termike dhe shkeljeve të kushteve të funksionimit;
- zvogëloni ngarkesën në personelin operativ për shkak të funksionimit praktikisht të heshtur.
Motorët elektrikë asinkronë me një rotor të kafazit të ketrit përbëjnë aktualisht një pjesë të konsiderueshme të të gjitha makinave elektrike; Është pothuajse e pamundur të gjesh një zonë ku ato përdoren: disqet elektrike të pajisjeve industriale, pompat, pajisjet e ventilimit dhe shumë më tepër. Për më tepër, si vëllimi i parkut teknologjik ashtu edhe fuqia e motorit po rriten vazhdimisht.
Motorët me efikasitet energjetik ENERAL të serisë AIR...E janë të dizajnuar në mënyrë strukturore si motorë trefazorë asinkronë me një shpejtësi me një rotor kafaz ketri dhe janë në përputhje me GOST R51689-2000.
Motori me efikasitet energjie i serisë AIR…E ka rritur efikasitetin për shkak të përmirësimeve të mëposhtme të sistemit:
1. Është rritur masa e materialeve aktive (mbështjellja e statorit prej bakri dhe çeliku i mbështjellë në të ftohtë në paketimet e statorit dhe rotorit);
2. Përdoren çeliqe elektrike me veti magnetike të përmirësuara dhe humbje magnetike të reduktuara;
3. Zona e çarjes së dhëmbëve të bërthamës magnetike dhe dizajni i mbështjelljeve janë optimizuar;
4. Përdoret izolim me përçueshmëri termike dhe forcë elektrike të rritur;
5. Hendeku i ajrit ndërmjet rotorit dhe statorit është zvogëluar duke përdorur pajisje të teknologjisë së lartë;
6. Përdoret një dizajn i veçantë ventilator për të reduktuar humbjet e ventilimit;
7. Përdoren kushineta dhe lubrifikantë të cilësisë më të lartë.
Karakteristikat e reja të konsumatorit të motorit me efikasitet energjetik të serisë AIR...E bazohen në përmirësimet e dizajnit, ku vëmendje e veçantë i kushtohet mbrojtjes nga kushtet e pafavorshme dhe vulosjes së shtuar.
Kështu, tiparet e projektimit të serisë AIR…E bëjnë të mundur minimizimin e humbjeve në mbështjelljet e statorit. Për shkak të temperaturës së ulët të mbështjelljes së motorit, zgjatet edhe jeta e shërbimit të izolimit.
Një efekt shtesë arrihet duke reduktuar fërkimin dhe dridhjen, dhe rrjedhimisht mbinxehjen, për shkak të përdorimit të lubrifikantit dhe kushinetave me cilësi të lartë, duke përfshirë një bllokim më të ngushtë mbajtëse.
Një aspekt tjetër i lidhur me një temperaturë më të ulët të motorit në punë është aftësia për të punuar në temperatura më të larta të ambientit ose aftësia për të reduktuar kostot që lidhen me ftohjen e jashtme të motorit që funksionon. Kjo gjithashtu çon në kosto më të ulëta të energjisë.
Një nga avantazhet e rëndësishme të motorit të ri me efikasitet energjie është niveli i reduktuar i zhurmës. Motorët elektrikë të klasës IE2 përdorin tifozë më pak të fuqishëm dhe më të qetë, gjë që luan gjithashtu një rol në përmirësimin e vetive aerodinamike dhe reduktimin e humbjeve të ventilimit.
Minimizimi i kostove kapitale dhe operative janë kërkesat kryesore për motorët elektrikë industrialë me efikasitet energjetik. Siç tregon praktika, periudha e kompensimit për shkak të diferencave të çmimeve kur blini motorë elektrikë asinkronë më të avancuar të klasës IE2 është deri në 6 muaj vetëm për shkak të kostove më të ulëta të funksionimit dhe konsumit të më pak energjisë elektrike.
AIR 132M6E (IE2) P2=7.5 kW; Efikasiteti=88.5%; Në=16.3A; cosφ=0.78AIR132M6 (IE1) P2=7,5 kW; Efikasiteti=86.1%; Në=17.0A; cosφ=0.77
Konsumi i energjisë: P1=P2/efikasiteti
Karakteristika e ngarkesës: 16 orë në ditë = 5840 orë në vit
Kursimet vjetore të kostos së energjisë: 1400 kW/orë
Kur kaloni në motorë të rinj me efikasitet të energjisë, merren parasysh sa vijon:
- kërkesat e rritura për aspektet mjedisore
- kërkesat për nivelin e efikasitetit të energjisë dhe karakteristikat e performancës së produkteve
- Klasa e efiçencës së energjisë IE2, së bashku me potencialin e kursimit, vepron si një "vulë cilësore" e unifikuar për konsumatorin
- Stimulim financiar: mundësi për të reduktuar konsumin e energjisë dhe kostot e funksionimit zgjidhje të integruara: motor efiçient për energji + sistem efikas kontrolli (me lëvizje të ndryshueshme) + sistem efektiv mbrojtjeje = rezultati më i mirë.
Kështu, motorët me efikasitet të energjisë– këto janë motorë me besueshmëri të shtuar për ndërmarrjet e fokusuara në teknologjitë e kursimit të energjisë.
Treguesit e efikasitetit energjetik të motorëve elektrikë AIR...E të prodhuar nga ENERAL përputhen me GOST R51677-2000 dhe standardin ndërkombëtar IEC 60034-30 për klasën e efikasitetit të energjisë IE2.
Array ( => 9 [~ID] => 9 => 07/20/2010 14:49:50 [~TIMESTAMP_X] => 07/20/2010 14:49:50 => 3 [~MODIFIED_BY] => 3 => 05/03 2010 11:22:01 [~DATE_CREATE] => 05/03/2010 11:22:01 => 1 [~CREATED_BY] => 1 => 7 [~IBLOCK_ID] => 7 =>. 1 [~IBLOCK_SECTION_ID] => 1 => Y [~ACTIVE] => Y => Y [~GLOBAL_ACTIVE] => Y => 500 [~SORT] => 500 => Motorë induksioni 3-fazor të kafazit të ketrit [~EMRI ] => Motorët e kafazit të ketrit asinkron 3-fazor => [~FOTO] => => 20 [~LEFT_MARGIN] => 20 => 21 [~RIGHT_MARGIN] => 21 => 2 [~DEPTH_LEVEL] => 2 => [~DESCRIPTION] => => tekst [~DESCRIPTION_TYPE] => tekst => Motorë induksioni me kafaz ketri 3-FAZOR [~SEARCHABLE_CONTENT] => Motorë me induksion me kafaz 3fazor => [~KODI] => => [~XML_ID] => => [~TMP_ID] => => [~DETAIL_PICTURE] => => [~SOCNET_GROUP_ID] => => /catalog/index.php?ID=7 [~LIST_PAGE_URL] => /katalog /index.php?ID =7 => /catalog/list.php?SECTION_ID=9 [~SECTION_PAGE_URL] => /catalog/list.php?SECTION_ID=9 => katalog [~IBLOCK_TYPE_ID] => katalog => ru [ ~IBLOCK_CODE] => ru => [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => => [~EXTERNAL_ID] => => 0 [~ELEMENT_CNT] => 0 => =>)
