Енергозберігаючі асинхронні двигуни. Підвищення енергоефективності асинхронних двигунів Традиційний підхід до розрахунку асинхронного двигуна
Номер у форматі pdf(4221 kБ)
Д.А. Дуюнов , керівник проекту, ТОВ «АС та ПП», м. Москва, Зеленоград
У Росії частку асинхронних двигунів, за різними оцінками, припадає від 47 до 53% споживання всієї електроенергії, що виробляється. У промисловості – у середньому 60%, у системах холодного водопостачання – до 90%. Вони здійснюють практично всі технологічні процеси, пов'язані з рухом, і охоплюють усі сфери життєдіяльності людини. З появою нових, про двигунів з поєднаними обмотками (ДСО) є можливість значно поліпшити їх параметри без підвищення ціни.
На кожну квартиру сучасного житлового будинку доводиться асинхронних двигунів більше ніж у ній мешканців. Раніше, оскільки завдання економії енергоресурсів не було, при проектуванні обладнання прагнули «підстрахуватися» і використовували двигуни з потужністю, що перевищує розрахункову. Економія електроенергії у проектуванні відходила другого план, і таке поняття як енергоефективність був настільки актуальним. Енергоефективні двигуни – це, скоріше, чисто західне явище. Промисловість Росії такі двигуни не проектувала і випускала. Перехід до ринкової економіки різко змінив ситуацію. Сьогодні заощадити одиницю енергетичних ресурсів, наприклад, 1 т палива в умовному обчисленні, вдвічі дешевше, ніж її видобути.
Енергоефективні двигуни (ЕД), представлені на зовнішньому ринку, - це асинхронні ЕД з короткозамкненим ротором, в яких за рахунок збільшення маси активних матеріалів, їх якості, а також за рахунок спеціальних прийомів проектування вдається підняти на 1-2% ( потужні двигуни) або на 4-5% ( невеликі двигуни) номінальний ККД при деякому збільшенні ціни двигуна. Цей підхід може приносити користь, якщо навантаження змінюється мало, регулювання швидкості не потрібно і параметри двигуна правильно вибрані.
Використовуючи двигуни з поєднаними обмотками (ДСО), за рахунок покращеної механічної характеристики та більш високих енергетичних показників, стало можливим не тільки економити від 30 до 50% споживання енергії при тій же корисній роботі, а й створювати регульований енергозберігаючий привід з унікальними характеристиками, що не має аналогів у світі. Найбільший ефект досягається при використанні ДЗГ в установках зі змінним характером навантаження. Виходячи з того, що в даний час світовий обсяг виробництва асинхронних двигунів різної потужності досяг семи мільярдів штук на рік, ефект від впровадження нових двигунів важко переоцінити.
Відомо, що середнє завантаження електродвигуна (ставлення потужності, що споживається робочим органом машини, до номінальної потужності електродвигуна) у вітчизняній промисловості становить 0,3-0,4 (у європейській практиці ця величина становить 0,6). Це означає, що звичайний двигун працює з ККД значно нижчим за номінальний. Завищена потужність двигуна часто призводить до непомітних на перший погляд, але дуже істотних негативних наслідків в обладнанні, що обслуговується електроприводом, наприклад, до зайвого натиску в гідравлічних мережах, пов'язаному зі зростанням втрат, зниження надійності і т.п. На відміну від стандартних, ДСО мають низьким рівнемшумів та вібрацій, більш високою кратністю моментів, мають ККД та коефіцієнт потужності близький до номінального у широкому діапазоні навантажень. Це дозволяє підняти середнє навантаження на двигун до 0,8 і підвищити характеристики технологічного обладнання, що обслуговується приводом, зокрема, істотно знизити його енергоспоживання.
Економія, окупність, прибуток
Вищезазначене стосується енергозбереження у приводі та покликане скоротити втрати на перетворення електричної енергії на механічну та підвищити енергетичні показники приводу. ДЗГ при широкомасштабному впровадженні дають широкі можливості з енергозбереження аж до створення нових енергозберігаючих технологій.
За даними сайту федеральної служби державної статистики (http://www.gks.ru/
wps/wcm/connect/rosstat/rosstatsite/main/) споживання електроенергії в 2011 р. загалом по Росії становило 1 021,1 млрд кВт·год.
Відповідно до наказу Федеральної служби з тарифів від 06.10.2011 р. № 239-е/4 мінімальний рівень тарифу на електричну енергію(потужність), що постачається покупцям на роздрібних ринках у 2012 році, становитиме 164,23 коп/кВт·год (без ПДВ).
Заміна стандартних асинхронних двигунів дозволить заощаджувати від 30 до 50% енергії за тієї ж корисної роботи. Економічний ефект від повсюдної заміни становитиме мінімум:
1021,1 · 0,47 · 0,3 · 1,6423 = 236,4503 млрд руб. на рік.
По Московській області ефект становитиме мінімум:
47100,4 · 0,47 · 0,3 · 1,6423 = 10906,771 млн руб. на рік.
Враховуючи граничні рівні тарифів на електричну енергію на периферійних та інших проблемних територіях, максимальний ефект та мінімальний період окупності досягається у регіонах з максимальними тарифами – Іркутська область, Ханти-Мансійський автономний округ, Чукотський автономний округ, Ямало-Ненецький автономний округ та ін.
Максимальний ефект та мінімальний період окупності може бути досягнутий при заміні двигунів з безперервним режимом роботи, наприклад - насосні агрегати водопостачання, вентиляторні установки, прокатні стани, а також високонавантажені двигуни, наприклад - ліфти, ескалатори, транспортери.
Для розрахунку періоду окупності за основу прийнято ціни ВАТ «УралЕлектро». Вважаємо, що з підприємством укладено енергосервісний контракт із заміни двигуна АДМ 132 M4 насосного агрегату на умовах лізингу. Ціна двигуна 11641 руб. Вартість робіт з його заміни (30% вартості) 3492,3 руб. Додаткові витрати (10% вартості) 1164,1 руб.
Усього витрат:
11641 + 3492,3 + 1164,1 = 16297,4 руб.
Економічний ефект складе:
11 кВт · 0,3 · 1,6423 руб. / кВт · год · 1,18 · 24 = = 153,48278 руб. на добу (з ПДВ).
Період окупності:
16 297,4/153,48278 = 106,18 діб або 0,291 року.
Для решти потужностей розрахунок дає аналогічні результати. Враховуючи, що час роботи двигунів на промислових підприємствах може не перевищувати 12 годин, період окупності може становити трохи більше 0,7-0,8 року.
Передбачається, що за умовами лізингового контракту підприємство, яке замінило двигуни на нові, після сплати лізингових платежів виплачує протягом трьох років 30% економії електроенергії. І тут дохід становитиме: 153,48278·365·3 = 168 063,64 крб. Отже, заміна одного двигуна малої потужності дозволяє отримати прибуток від 84 до 168 тис. руб. У середньому від заміни двигунів з одного невеликого комунального підприємства можна отримати дохід не менше ніж 4,8 млн руб. Впровадження нових двигунів при модернізації стандартних дозволить у комунальній сфері та на транспорті у багатьох випадках відмовитися від дотацій на електроенергію без зростання тарифів.
Особливого соціального значення проект набуває у зв'язку зі вступом Росії до СОТ. Вітчизняні виробники асинхронних двигунів не в змозі конкурувати із провідними світовими виробниками. Це може призвести до банкрутства багатьох містоутворюючих підприємств. Освоєння виробництва двигунів із поєднаними обмотками дозволить не лише зняти цю загрозу, а й скласти серйозну конкуренцію на зовнішніх ринках. Тому реалізація проекту має для країни політичне значення.
Новизна пропонованого підходу
У Останніми рокамиу зв'язку з появою надійних і прийнятних за ціною перетворювачів частоти стала вельми поширеною отримувати регульовані асинхронні приводи. Хоча ціна перетворювачів і залишається досить високою (в два-три рази) дорожче за двигун), вони дозволяють у ряді випадків знизити споживання електроенергії та покращити характеристики двигуна, наблизивши їх до характеристик менш надійних двигунів постійного струму. Надійність частотних регуляторів також у рази нижча, ніж електродвигунів. Не кожен споживач може вкласти такі великі гроші на встановлення частотних регуляторів. У Європі до 2012 року лише 15% регульованих електроприводів укомплектовано двигунами постійного струму. Тому актуально розглядати проблему енергозбереження головним чином стосовно асинхронного електроприводу, у тому числі частотно-регульованого, оснащеного спеціалізованими двигунами з меншою матеріаломісткістю та собівартістю.
У світовій практиці склалося два основні напрямки вирішення зазначеної проблеми.
Перший - енергозбереження засобами електроприводу за рахунок подачі кінцевого споживача в кожний момент часу необхідної потужності. Другий - виробництво енергоефективних двигунів, які відповідають стандарту IE-3. У першому випадку зусилля спрямовані зниження вартості частотних перетворювачів. У другому випадку – на розробку нових електротехнічних матеріалів та оптимізацію основних розмірів електричних машин.
Порівняно з відомими методами підвищення енергоефективності асинхронного приводу, новизна пропонованого нами підходу полягає у зміні основного принципу конструкції класичних обмоток двигуна. Наукова новизна полягає в тому, що сформульовані нові принципи конструювання обмоток двигунів, а також вибору оптимальних співвідношень чисел пазів ротора та статора. На їх основі розроблені промислові конструкції та схеми одношарових та двошарових поєднаних обмоток, як для ручного, так і для автоматичного укладання. На технічні рішення з 2011 року одержано 7 патентів РФ. Декілька заявок перебувають на розгляді в Роспатенті. Готуються заявки на патентування там.
У порівнянні з відомими, частотно-регульований привід може бути виконаний на базі ДЗГ з підвищеною частотою напруги живлення. Це досягається за рахунок менших втрат у сталі магнітопроводу. Собівартість такого приводу виходить суттєво нижчою, ніж при використанні стандартних двигунів, зокрема, значно знижуються шумність та вібрації.
Під час випробувань, проведених на стендах Катайського насосного заводу, штатний двигун потужністю 5,5 кВт замінили двигун потужністю 4,0 кВт нашої конструкції. Насос забезпечив усі параметри відповідно до вимог ТУ, при цьому двигун практично не нагрівся.
В даний час ведуться роботи з впровадження технології в нафтогазовому комплексі (компанії Лукойл, ТНК-ВР, Роснефть, Бугульмінський електронасосний завод), у підприємствах метрополітенів (Міжнародна асоціація метрополітенів), у гірничодобувній галузі (Лебединський ГЗК) та інших галузях.
Сутність запропонованої розробки
Сутність розробки випливає з того, що в залежності від схеми підключення трифазного навантаження до трифазної мережі (зірка або трикутник) можна отримати дві системи струмів, що утворюють між векторами індукції магнітних потоків кут 30 електричних градусів. Відповідно, до трифазної мережі можна підключити електродвигун, що має трифазну обмотку, а шестифазну. При цьому частина обмотки повинна бути включена в зірку, а частина трикутник і результуючі вектори індукції полюсів однойменних фаз зірки і трикутника повинні утворювати між собою кут в 30 електричних градусів.
Поєднання двох схем в одній обмотці дозволяє покращити форму поля в робочому зазорі двигуна і як наслідок суттєво покращити основні характеристики двигуна. Поле у робочому зазорі стандартного двигуна лише умовно можна назвати синусоїдальним. Насправді воно східчасте. В результаті цього в двигуні виникають гармоніки, вібрації і моменти, що гальмують, які негативно впливають на двигун і погіршують його характеристики. Тому стандартний асинхронний двигун має прийнятні характеристики тільки в режимі номінального навантаження. При навантаженні, відмінному від номінального, характеристики стандартного двигуна різко знижуються, знижується коефіцієнт потужності та ККД.
Поєднані обмотки також дозволяють зменшити рівень магнітної індукції полів від непарних гармонік, що призводить до істотного зниження загальних втрат в елементах магнітопроводу двигуна і підвищення його перевантажувальної здатності і питомої потужності. Це так само дозволяє виконувати двигуни для роботи на більш високі частоти напруги живлення при використанні сталей, розрахованих для роботи на частоті 50 Гц. Двигуни з поєднаними обмотками мають меншу кратність пускових струмів при більш високих пускових моментах. Це має важливе значення для обладнання, що працює з частими та затяжними пусками, а також для обладнання, підключеного до протяжних та високонавантажених мереж з високим рівнем падіння напруги. Вони генерують менше перешкод у мережу, і менше спотворюють форму напруги живлення, що має істотне значення для цілого ряду об'єктів, оснащених складною електронікоюта обчислювальними системами.
На рис. 1 показана форма поля у стандартному двигуні 3000 об./хв у статорі 24 паза.
Форма поля аналогічного двигуна із поєднаними обмотками представлена на рис. 2.
З наведених графіків видно, що форма поля двигуна з поєднаними обмотками ближче до синусоїдальної, ніж стандартного двигуна. В результаті, як показує наявний досвід, без збільшення трудомісткості, за меншої матеріаломісткості, без зміни існуючих технологій, за рівних інших умов отримуємо двигуни, що за своїми характеристиками суттєво перевершують стандартні. На відміну від раніше відомих методів підвищення енергоефективності, пропоноване рішення найменш витратне і реалізоване не тільки при виробництві нових двигунів, але і при капітальному ремонтіта модернізації існуючого парку. На рис. 3 показано, як змінилася механічна характеристика заміни стандартної обмотки на суміщену при капітальному ремонті двигуна.
Жодним іншим відомим способом неможливо настільки радикально та ефективно покращити механічні характеристики існуючого парку двигунів. Результати стендових випробувань, проведених Центральною заводською лабораторією ЗАТ "УралЕлектро-К" м. Мідногорськ, підтверджують заявлені параметри. Отримані дані підтверджують і результати, отримані під час проведення випробувань у НДПТІЕМ м. Володимир.
p align="justify"> Середньостатистичні дані основних енергетичних показників ККД і cos, отримані при випробуванні партії модернізованих двигунів, перевищують каталожні дані стандартних двигунів. У комплексі всі вищенаведені показники забезпечують двигунам із поєднаними обмотками характеристики, що перевершують найкращі аналоги. Це було підтверджено навіть на перших дослідних зразках модернізованих двигунів.Конкурентні переваги
Унікальність запропонованого рішення полягає в тому, що очевидні на перший погляд конкуренти є потенційними стратегічними партнерами. Це пояснюється тим, що освоїти виробництво та модернізацію двигунів із поєднаними обмотками можна у найкоротші терміни практично на будь-якому профільному підприємстві, зайнятому виробництвом чи ремонтом стандартних двигунів. При цьому не потрібна зміна існуючих технологій. Для цього достатньо доопрацювати конструкторську документацію, що існує на підприємствах. Жоден конкуруючий продукт не має таких переваг. При цьому не виникає потреби в отриманні спеціальних дозволів, ліцензій та сертифікатів. Показовим прикладом може бути досвід співробітництва з ВАТ «УралЕлектро-К». Це перше підприємство, з яким укладено ліцензійний договір на право виробництва енергоефективних асинхронних двигунів із суміщеними обмотками. У порівнянні з частотними приводами, пропонована технологія дозволяє отримати більшу економію електроенергії за значно менших капітальних вкладень. У ході експлуатації витрати на обслуговування так само суттєво нижчі. У порівнянні з іншими енергоефективними двигунами, пропонований продукт відрізняється нижчою ціною за тих же показників.
Висновок
Область застосування асинхронних двигунів із поєднаними обмотками охоплює практично всі сфери життєдіяльності людини. Щорічно у світі виробляється близько семи мільярдів штук двигунів різної потужності та виконань. На сьогодні практично жоден технологічний процеснеможливо організувати без використання електродвигунів. Наслідки широкомасштабного використання цієї розробки важко переоцінити. У соціальній сфері вони дозволяють значно знизити тарифи на основні види послуг. В галузі екології вони дозволяють досягти безпрецедентних результатів. Так, наприклад, при тій же корисній роботі вони дозволяють утричі знизити питому вироблення електроенергії і як наслідок різко скоротити питому витрату вуглеводнів.
Питання створення енергозберігаючих електродвигунів виникло одночасно з винаходом самих електричних машин. На Міжнародній електротехнічній виставці 1891 р. у Франкфурті-на-Майні, Чарльз Браун (який згодом заснував компанію ABB) показав синхронний трифазний генератор, власного виробництва, ККД якого перевищував 95%. Асинхронний трифазний двигун, представлений Михайлом Доліво-Добровольським, показав ККД 95%. З того часу показники ККД трифазного асинхронного двигунавдалося поліпшити лише на один-два відсотки.
Найбільш гостро інтерес до енергозберігаючих двигунів виник наприкінці 1970-х років у світі нафтової енергетичної кризи. Виявилося, що заощадити одну тонну умовного палива набагато дешевше, ніж добути. Під час кризи у багато разів зросли капіталовкладення у сферу енергозбереження. У багатьох країнах стали виділяти спеціальні гранди на енергозберігаючі програми.
Після проведення аналізу проблеми енергозбереження виявилося, що більше половини електроенергії, що виробляється у світі, витрачають електродвигуни. Тому над їх удосконаленням працюють усі провідні електротехнічні компанії у світі.
Що таке енергозберігаючі двигуни?
Це електродвигуни, ККД яких на 1-10% вищий, ніж у стандартних двигунів. У великих енергозберігаючих двигунах різниця у значеннях ККД становить 1–2%, а у двигунах малої та середньої потужності ця різниця становить уже 7–10%.
ККД електродвигунів Siemens
Збільшення ККД в енергозберігаючих двигунах досягається за рахунок:
- збільшення частки активних матеріалів – міді та сталі;
- використання більш тонкої та високоякісної електротехнічної сталі;
- застосування замість алюмінію міді у роторних обмотках;
- зменшення повітряного зазору у статорі за допомогою прецизійного технологічного обладнання;
- оптимізації форми зубцевої зони магнітопроводу та конструкції обмоток;
- використання підшипників вищого класу;
- особливої конструкції вентилятора;
За статистичними даними, ціна всього двигуна становить менше ніж 2% сумарних витрат на життєвий цикл. Так, якщо двигун працює 4000 годин на рік протягом 10 років, то на електроенергію припадає приблизно 97% всіх витрат на весь життєвий цикл. Ще близько одного відсотка припадає на монтаж та техобслуговування. Тому збільшення ККД двигунасередньої потужності на 2% дозволить окупити збільшення вартості енергозберігаючого двигуна вже за 3 роки, залежно від режиму роботи. Практичний досвід та розрахунки показують, що збільшення вартості енергозберігаючого двигуна окупається за рахунок зекономленої електроенергії при експлуатації в режимі S1 за рік-півтора (при річному напрацюванні 7000 годин).
У загальному випадку перехід до застосування енергозберігаючого двигуна дозволяє:
- збільшити ККД двигуна на 1-10%;
- підвищити надійність його роботи;
- знизити час простоїв;
- зменшити витрати на техобслуговування;
- збільшити стійкість двигуна до теплових навантажень;
- підвищити перевантажувальну здатність;
- підняти стійкість двигуна до погіршення експлуатаційних умов;
- зниженій і підвищеній напрузі, спотворенню форми кривої напруги, перекосу фаз і т. д.;
- підвищити коефіцієнт потужності;
- зменшити рівень шуму;
- підняти швидкість двигуна за рахунок зменшення ковзання;
Негативною властивістю електродвигунів з підвищеним ККД у порівнянні зі звичайними є:
- на 10 – 30% вище за вартість;
- трохи більше маса;
- вища величина пускового струму.
У деяких випадках використання енергоефективного двигуна є недоцільним:
- при експлуатації двигуна експлуатується короткий час (менше 1-2 тис. годин/рік), впровадження енергоефективного двигуна може не зробити істотного вкладу в енергозбереження;
- при роботі двигуна в режимах з частим запуском, оскільки зекономлена електроенергія буде витрачена більш високе значення пускового струму;
- при роботі двигуна працює з недовантаженням, за рахунок зменшення ККД при роботі на навантаження нижче від номінальної.
Обсяги енергозбереження внаслідок впровадження енергоефективного двигуна можуть виявитися незначними порівняно з потенціалом приводу зі змінною швидкістю. Кожен додатковий відсоток ККД потребує збільшення маси активних матеріалів на 3–6%. При цьому момент інерції ротора зростає на 20-50%. Тому високоефективні двигуни поступаються звичайним за динамічними показниками, якщо при їх розробці спеціально не враховується ця вимога.
При виборі на користь енергоефективного двигуна необхідно ретельно підходити до питання ціни. За прогнозами аналітиків мідь дорожчатиме значно швидше за сталі. Тому там, де є можливість застосовувати так звані сталеві двигуни (з меншою площею пазів), то краще застосовувати їх. Такі двигуни мають меншу вартість за рахунок економії міді. З тих же причин необхідно ставитись до енергозберігаючих двигунів з постійними магнітами. Якщо вам у майбутньому доведеться шукати заміну такого двигуна. може виявитися, що його ціна буде надто високою, а заміна його на енергозберігаючий двигун загальнопромислового виконання буде скрутною через невідповідність габаритів. За оцінками експертів, постійні магніти з рідкісноземельних матеріалів дорожчатимуть більше і швидше, ніж мідь, що призведе до значного подорожчання таких двигунів. Хоча такі двигуни при вищому класі енергоефективності досить компактні, їхнє впровадження в промисловість обмежене тим, що постійні магніти зараз потрібні в інших галузях, ніж загальнопром, і, за оцінками фахівців, будуть використовуватися при випуску спеціальної техніки, на яку грошей не шкодують
Енергозберігаючі двигуни серії 7А (7AVE): 7AVER 160S2, 7AVER 160М2, 7AVEC 160MA2, 7AVEC 160МB2, 7AVEC 160M4, 7AVEC 160М4, 7AVEC 7A 6 7AVEC 160М6, 7AVEC 160L6, 7AVER 160S8, 7AVER 160M8, 7AVEC 160МA8, 7AVEC 160МB8 , 7AVEC 160L8
Світова науково-технічна спільнота приділяє питанням енергозбереження і, отже, підвищенню енергоефективності обладнання виняткове значення.
- Така увага обумовлена двома критичними факторами:
- 1. Підвищення енергоефективності дозволяє уповільнити процес непоправного зменшення повільно відновлюваних енергетичних ресурсів, запасів яких залишилося лише на кілька поколінь;
- 2. Підвищення енергоефективності веде до поліпшення екологічної обстановки.
Асинхронні двигуни – основні споживачі енергії у промисловості, сільському господарстві, будівництві, ЖКГ. На їхню частку припадає близько 60% усіх енерговитрат у названих галузях.
Така структура енергоспоживання існує у всіх промислово розвинених країнах, у зв'язку з чим вони активно переходять на експлуатацію електродвигунів підвищеної енергоефективності, використання таких двигунів стає обов'язковим.
Серія 7AVE створена із застосуванням російського стандарту ГОСТ Р 51689-2000, варіант I, та європейського стандарту CENELEC, IEC 60072-1, що дозволить встановлювати нові енергозберігаючі електродвигуни як на вітчизняне обладнання, так і на імпортне, де в даний час використовуються двигуни іноземного виробництва. .
Серія 7АVE передбачає підвищення ККД від 1,1% (старші габарити) до 5% (молодші габарити) і охоплює найпопулярніший діапазон потужностей від 1,5 до 500 кВт.
Створення енергоефективних двигунів серії 7АVE гармонізується і з таким найважливішим напрямком у справі енергозбереження, як розробка двигунів для частотно-регульованого приводу, оскільки енергоефективний двигун має кращі регулювальні властивості, зокрема, великий запас за максимальним моментом. Тут діє просте правило: чим більше класенергоефективності загальнопромислового двигуна, тим ширша його зона застосування в частотно-регульованому приводі.
- Особливості конструкції двигунів серії 7АVE:
- Магнітна система
Збільшено ефективність використання магнітних матеріалів, жорсткість системи. - Обмотування нового виду.
Використовується статорообмотувальне обладнання нового покоління. - Просочення.
Нове обладнання та просочувальні лаки забезпечили високу цементацію обмотки та високу теплопровідність.
- Технологічні переваги двигунів класів енергоефективності IE2 та IE3:
- Двигуни нової серії мають низькі шумові характеристики (на 3-7 дБ нижче, ніж у двигунів попередньої серії), тобто. більш ергономічні. Зниження рівня шуму на 10 дБ означає зниження його фактичного значення тричі.
- Двигуни 7AVE мають більш високі показники надійності за рахунок зниження робочих температур. Дані двигуни виготовляються з класом нагрівальності «F», при фактичних температурах, що відповідають більш низькому класуізоляції "B". Це дозволяє працювати машинам із підвищеним значенням обслуговування фактора, тобто. забезпечити надійну роботупри тривалих навантаженнях на 10-15%.
- Двигуни мають знижені значення наростання температури при загальмованому роторі, що дозволяє забезпечити надійну роботу в системі приводу механізмів з частими та важкими пусками та реверсом.
Двигуни серії 7AVE (IE2, IE3) адаптовані до роботи у складі частотно-регульованого електроприводу. За рахунок високого обслуговування фактора двигуни можуть працювати у складі ЧРП без примусової вентиляції.
- Впровадження енергоефективних двигунів забезпечує:
- 1. Економію споживання електроенергії за рахунок вищих ККД двигунів;
- 2. Економію з допомогою зниження встановленої потужності, яка потрібна на роботи устаткування з енергоефективним приводом.
Випускає енергоефективні двигуни серії 7АVE Володимирський електродвигун (ВАТ «ВЕМЗ»).
Електродвигуни асинхронні трифазні основного виконання енергоефективні (клас IE2) серій АІР, 7АVER
Двигуни загальнопромислового призначення призначені до роботи в режимі S1 від мережі змінного струму 50Гц, напругою 380V (220, 660V). Стандартний ступінь захисту – IP54, IP55, кліматичне виконання та категорія розміщення – У3, У2.
Клас енергоефективності - IE2 (відповідно до ГОСТ Р51677-2000 та міжнародного стандарту IEC 60034-30).
| P, кВт | 3000 об/хв | 1500 об/хв | 1000 об/хв | 750 об/хв | ||||
| марка ел/дв | маса, кг | марка ел/дв | маса, кг | марка ел/дв | маса, кг | марка ел/дв | маса, кг | |
| 0,06 | АІР 50 А4 | 3,2 | ||||||
| 0,09 | АІР 50 А2 | 3,1 | АІР 50 В4 | 3,6 | ||||
| 0,12 | АІР 50 В2 | 3,4 | АІР 56 А4 | 3,5 | ||||
| 0,18 | АІР 56 А2 | 3,6 | АІР 56 В4 | 3,9 | АІР 63 А6 | 6,0 | АІР 71 А8 | 9,3 |
| 0,25 | АІР 56 В2 | 3,9 | АІР 63 А4 | 5,6 | АІР 63 В6 | 7,0 | АІР 71 В8 | 8,9 |
| 0,37 | АІР 63 А2 | 5,6 | АІР 63 В4 | 6,7 | АІР 71 А6 | 8,1 | АІР 80 А8 | 13,5 |
| 0,55 | АІР 63 В2 | 6,7 | АІР 71 А4 | 8,3 | АІР 71 В6 | 9,7 | АІР 80 В8 | 15,7 |
| 0,75 | АІР 71 А2 | 8,6 | АІР 71 В4 | 9,4 | АІР 80 А6 | 12,5 | АІР 90 LA8 | 19,5 |
| 1,10 | АІР 71 В2 | 9,3 | АІР 80 А4 | 12,8 | АІР 80 В6 | 16,2 | АІР 90 LВ8 | 22,3 |
| 1,50 | АІР 80 А2 | 13,3 | АІР 80 В4 | 14,7 | АІР 90 L6 | 20,6 | АІР 100 L8 | 28,0 |
| 2,20 | АІР 80 В2 | 15,9 | АІР 90 L4 | 19,7 | АІР 100 L6 | 25,1 | АІР 112 МА8 | 50,0 |
| 3,00 | АІР 90 L2 | 20,6 | АІР 100 S4 | 25,8 | АІР 112 МА6 | 50,5 | АІР 112 МВ8 | 54,5 |
| 4,00 | АІР 100 S2 | 23,6 | АІР 100 L4 | 26,1 | АІР 112 МВ6 | 55,0 | АІР 132 S8 | 62,0 |
| 5,50 | АІР 100 L2 | 32,0 | АІР 112 М4 | 56,5 | АІР 132 S6 | 62,0 | АІР 132 М8 | 72,5 |
| 7,50 | АІР 112 М2 | 56,5 | АІР 132 S4 | 63,0 | АІР 132 M6 | 73,0 | АІР 160 S8 | 120,0 |
| 11,00 | АІР 132 М2 | 68,5 | АІР 132 М4 | 74,5 | АІР 160 S6 | 122,0 | АІР 160 М8 | 145,0 |
| 15,00 | АІР 160 S2 | 122,0 | АІР 160 S4 | 127,0 | АІР 160 М6 | 150,0 | АІР 180 М8 | 180,0 |
| 18,50 | АІР 160 М2 | 133,0 | АІР 160 М4 | 140,0 | АІР 180 М6 | 180,0 | АІР 200 М8 | 210,0 |
| 22,00 | АІР 180 S2 | 160,0 | АІР 180 S4 | 170,0 | АІР 200 М6 | 195,0 | АІР 200 L8 | 225,0 |
| 30,00 | АІР 180 М2 | 180,0 | АІР 180 М4 | 190,0 | АІР 200 L6 | 240,0 | АІР 225 М8 | 316,0 |
| 37,00 | АІР 200 М2 | 230,0 | АІР 200 М4 | 230,0 | АІР 225 М6 | 308,0 | АІР 250 S8 | 430,0 |
| 45,00 | АІР 200 L2 | 255,0 | АІР 200 L4 | 260,0 | АІР 250 S6 | 450,0 | АІР 250 М8 | 560,0 |
| 55,00 | АІР 225 М2 | 320,0 | АІР 225 М4 | 325,0 | АІР 250 М6 | 455,0 | АІР 280 S8 | 555,0 |
| 75,00 | АІР 250 S2 | 450,0 | АІР 250 S4 | 450,0 | АІР 280 S6 | 650,0 | АІР 280 М8 | 670,0 |
| 90,00 | АІР 250 М2 | 490,0 | АІР 250 М4 | 495,0 | АІР 280 М6 | 670,0 | АІР 315 S8 | 965,0 |
| 110,00 | АІР 280 S2 | 590,0 | АІР 280 S4 | 520,0 | АІР 315 S6 | 960,0 | АІР 315 М8 | 1025,0 |
| 132,00 | АІР 280 М2 | 620,0 | АІР 280 М4 | 700,0 | АІР 315 М6 | 1110,0 | AІР 355 S8 | 1570,0 |
| 160,00 | АІР 315 S2 | 970,0 | АІР 315 S4 | 1110,0 | АІР 355 S6 | 1560,0 | АІР 355 M8 | 1700,0 |
| 200,00 | АІР 315 М2 | 1110,0 | АІР 315 М4 | 1150,0 | АІР 355 M6 | 1780,0 | АІР 355 MB8 | 1850,0 |
| 250,00 | АІР 355 S2 | 1700,0 | АІР 355 S4 | 1860,0 | AІР 355 MB6 | 1940,0 | ||
| 315,00 | АІР 355 М2 | 1820,0 | АІР 355 М4 | 1920,0 | ||||
Застосування енергоефективних двигунів дозволяє:
- підвищити ККД двигуна на 2-5%;
- знизити споживання електроенергії;
- збільшити термін життя двигуна та суміжного з ним обладнання;
- підвищити коефіцієнт потужності;
- покращити перевантажувальну здатність;
- підвищити стійкість двигуна до теплових навантажень та змін умов експлуатації.
Габаритні, настановні та приєднувальні розміри енергоефективних двигунів відповідають габаритним, настановним та приєднувальним розмірам двигунів основного виконання.
Енергоефективні електродвигуни EFF1/IE2 виробництва ЕНЕРАЛ
Енергоефективні електродвигуни EFF1 – трифазні асинхронні одношвидкісні електродвигуни з короткозамкненим ротором.
Енергоефективні електродвигуни - це електродвигуни загальнопромислового призначення, у яких сумарні втрати потужності не менше ніж на 20% менше сумарних втрат потужності двигунів з нормальним ККД тієї ж потужності та частоти обертання.
Основні характеристики:
Клас енергоефективності Eff 1 відповідає стандарту IE2
Технічні характеристики енергоефективних двигунів виробництва ЕНЕРАЛ представлені в таблиці:
| Eff1 | Потужність | ККД | cos | Номінальний струм, А | Кратність максимального моменту | Кратність струму при замкнутому роторі | Кратність моменту при замкнутому роторі | Швидкість обертання |
| АІР132М2 | 11 | 90,29 | 0,925 | 20,96 | 3,07 | 6,86 | 2,11 | 2905 |
| АІР132М4 | 11 | 90,39 | 0,8495 | 20,87 | 2,51 | 6,74 | 2,26 | 1460 |
| АІР160S2 | 15 | 91,3 | 0,89 | 28 | 2,3 | 8 | 2,2 | 2945 |
| АІР160S4 | 15 | 91,8 | 0,86 | 28,9 | 2,3 | 7,5 | 2,2 | 1475 |
| АІР160S6 | 11 | 90 | 0,79 | 23,5 | 2,1 | 6,9 | 2,1 | 980 |
Порівняння характеристик:
Асинхронні електродвигуни з короткозамкненим ротором становлять нині значну частину серед усіх електричних машин, понад 50% споживаної електроенергії посідає саме них. Майже неможливо знайти сферу, де б вони не використовувалися: електроприводи промислового обладнання, насоси, вентиляційна техніка та багато іншого. Причому і обсяг технологічного парку і потужності двигунів постійно зростають.
Енергоефективні двигуни ENERAL серії АІР…Е конструктивно виконані як трифазні асинхронні одношвидкісні двигуни з короткозамкненим ротором та відповідають ГОСТ Р51689-2000.
Енергоефективний двигун серії АІР ... Е має підвищений ККД за рахунок наступних системних поліпшень:
1. Збільшено масу активних матеріалів (мідної обмотки статора та холоднокатаної сталі в пакетах статора та ротора);
2. Застосовуються електротехнічні сталі з покращеними магнітними властивостями та зменшеними магнітними втратами;
3. Оптимізовано зубцово-пазову зону магнітопроводу та конструкцію обмоток;
4. Використана ізоляція з підвищеною теплопровідністю та електричною міцністю;
5. Зменшено повітряний зазор між ротором та статором за допомогою високотехнологічного обладнання;
6. Використано спеціальну конструкцію вентилятора для зниження вентиляційних втрат;
7. Застосовуються підшипники та мастила вищої якості.
Нові споживчі властивості енергоефективного двигуна серії АІР…Е базуються на конструктивних удосконаленнях, де особливе місце приділено захисту від несприятливих умов та підвищеної герметизації.
Так, конструктивні особливостісерії АІР ... Е дозволяють звести до мінімуму втрати в обмотках статора. Завдяки низькій температурі обмотки електродвигуна продовжується термін служби ізоляції.
Додатковий ефект дає зменшення тертя та вібрації, а значить і перегріву, за рахунок застосування високоякісного мастила та підшипників, у тому числі більш щільного підшипникового замку.
Ще один аспект, пов'язаний з нижчою температурою працюючого двигуна, це можливість експлуатації за більш високої температури довкілляабо можливістю зниження витрат, пов'язаних із зовнішнім охолодженням працюючого двигуна. Це також призводить до зниження витрат на електроенергію.
Одна з важливих переваг нового енергоефективного двигуна – знижений рівень шуму. У електродвигунах класу IE2 використані менш потужні і тихі вентилятори, що також грає роль поліпшенні аеродинамічних властивостей і зниження вентиляційних втрат.
Мінімізація капітальних та експлуатаційних витрат є ключовими вимогами до промислових енергоефективним електродвигунам. Як показує практика, термін компенсації через різницю цін при придбанні досконаліших асинхронних електродвигунів класу IE2 становить до 6 місяців лише за рахунок зниження експлуатаційних витрат та споживання меншої кількості електроенергії.
Зниження витрат при заміні двигуна на енергоефективне:
АІР 132М6Е (IE2) Р2 = 7,5 кВт; ККД = 88,5%; Iн=16,3А; cosφ=0,78
АІР132М6 (IE1) Р2 = 7,5 кВт; ККД = 86,1%; Iн=17,0А; cosφ=0,77
Споживана потужність: P1=Р2/ККД
Навантажувальна характеристика: 16 годин на день = 5840 годин на рік
Щорічна економія витрат на електроенергію: 1400 кВт/год
При переході на нові енергоефективні двигуни враховуються:
- збільшені вимоги до екологічних аспектів;
- вимоги до рівня енергоефективності та експлуатаційним характеристикампродукції;
- клас енергоефективності IE2 поряд з можливостями економії діє як уніфікований знак якості для споживача;
- фінансовий стимул: можливість знизити енергоспоживання та експлуатаційні витрати; комплексні рішення: енергоефективний двигун + ефективна система управління (регульований привід) + ефективна система захисту = найкращий результат.
Переваги:
Забезпечують зниження сумарних втрат потужності не менше ніж на 20% по відношенню до двигунів з нормальним ККД тієї ж потужності та частоти обертання;
- підвищений ККД у режимі часткового навантаження (на 1,8 – 2,4%);
- мають покращені експлуатаційні характеристики:
- більш стійкі до коливань у мережі;
- менше перегрів, менше енерговтрати;
- працюють з зниженим рівнемшуму;
- Підвищена надійність та збільшений термін служби;
- За більш високої закупівельної вартості (на 15-20% порівняно зі стандартним), ЕЕД окупають додаткові витрати за рахунок зниження енергоспоживання вже за 500-600 годин експлуатації;
- Зниження загальних експлуатаційних витрат.
Таким чином, енергоефективні двигуни – це двигуни підвищеної надійності для підприємств, орієнтованих на енергозберігаючі технології.
Показники енергоефективності електродвигунів АІР…Е виробництва ЕНЕРАЛ відповідають ГОСТ Р51677-2000 та міжнародному стандарту IEC 60034-30 за класом енергоефективності IE2.
Array ( => 9 [~ID] => 9 => 20.07.2010 14:49:50 [~TIMESTAMP_X] => 20.07.2010 14:49:50 => 3 [~MODIFIED_BY] => 3 => 03.05. 2010 11:22:01 [~DATE_CREATE] => 03.05.2010 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 => 3-фазні асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором [~NAME] => 3-фазні асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором => [~PICTURE] => => 20 [~LEFT_MARGIN] => 20 => 21 [~RIGHT_MARGIN] => 21 => 2 [~DEPTH_LEVEL] => 2 => [~DESCRIPTION] => => text [~DESCRIPTION_TYPE] => text => 3-ФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ [~SEARCHABLE_CONTENT] => 3-ФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ => [~CODE] => => [~XML_ID] => => [~TMP_ID] => => [~DETAIL_PICTURE] => => [~SOCNET_GROUP_ID] => => /catalog/index.php?ID=7 [~LIST_PAGE_URL] => /catalog/index.php?ID =7 => /catalog/list.php?SECTION_ID=9 [~SECTION_PAGE_URL] => /catalog/list.php?SECTION_ID=9 => catalog [~IBLOCK_TYPE_ID] => catalog => uk [~IBLOCK_CODE] => uk => [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => => [~EXTERNAL_ID] => => 0 [~ELEMENT_CNT] => 0 => =>)
Завантаження...