Электродвигатели асинхронные трехфазные основного исполнения энергоэффективные (класс IE2) серий АИР, 7АVER
Двигатели общепромышленного назначения предназначены для работы в режиме S1 от сети переменного тока 50Гц, напряжением 380V (220, 660V). Стандартная степень защиты - IP54, IP55, климатическое исполнение и категория размещения - У3, У2.
Класс энергоэффективности - IE2 (в соответствии с ГОСТ Р51677-2000 и международным стандартом IEC 60034-30).
| P, кВт | 3000 об/мин | 1500 об/мин | 1000 об/мин | 750 об/мин | ||||
| марка эл/дв | масса, кг | марка эл/дв | масса, кг | марка эл/дв | масса, кг | марка эл/дв | масса, кг | |
| 0,06 | АИР 50 А4 | 3,2 | ||||||
| 0,09 | АИР 50 А2 | 3,1 | АИР 50 В4 | 3,6 | ||||
| 0,12 | АИР 50 В2 | 3,4 | АИР 56 А4 | 3,5 | ||||
| 0,18 | АИР 56 А2 | 3,6 | АИР 56 В4 | 3,9 | АИР 63 А6 | 6,0 | АИР 71 А8 | 9,3 |
| 0,25 | АИР 56 В2 | 3,9 | АИР 63 А4 | 5,6 | АИР 63 В6 | 7,0 | АИР 71 В8 | 8,9 |
| 0,37 | АИР 63 А2 | 5,6 | АИР 63 В4 | 6,7 | АИР 71 А6 | 8,1 | АИР 80 А8 | 13,5 |
| 0,55 | АИР 63 В2 | 6,7 | АИР 71 А4 | 8,3 | АИР 71 В6 | 9,7 | АИР 80 В8 | 15,7 |
| 0,75 | АИР 71 А2 | 8,6 | АИР 71 В4 | 9,4 | АИР 80 А6 | 12,5 | АИР 90 LA8 | 19,5 |
| 1,10 | АИР 71 В2 | 9,3 | АИР 80 А4 | 12,8 | АИР 80 В6 | 16,2 | АИР 90 LВ8 | 22,3 |
| 1,50 | АИР 80 А2 | 13,3 | АИР 80 В4 | 14,7 | АИР 90 L6 | 20,6 | АИР 100 L8 | 28,0 |
| 2,20 | АИР 80 В2 | 15,9 | АИР 90 L4 | 19,7 | АИР 100 L6 | 25,1 | АИР 112 МА8 | 50,0 |
| 3,00 | АИР 90 L2 | 20,6 | АИР 100 S4 | 25,8 | АИР 112 МА6 | 50,5 | АИР 112 МВ8 | 54,5 |
| 4,00 | АИР 100 S2 | 23,6 | АИР 100 L4 | 26,1 | АИР 112 МВ6 | 55,0 | АИР 132 S8 | 62,0 |
| 5,50 | АИР 100 L2 | 32,0 | АИР 112 М4 | 56,5 | АИР 132 S6 | 62,0 | АИР 132 М8 | 72,5 |
| 7,50 | АИР 112 М2 | 56,5 | АИР 132 S4 | 63,0 | АИР 132 M6 | 73,0 | АИР 160 S8 | 120,0 |
| 11,00 | АИР 132 М2 | 68,5 | АИР 132 М4 | 74,5 | АИР 160 S6 | 122,0 | АИР 160 М8 | 145,0 |
| 15,00 | АИР 160 S2 | 122,0 | АИР 160 S4 | 127,0 | АИР 160 М6 | 150,0 | АИР 180 М8 | 180,0 |
| 18,50 | АИР 160 М2 | 133,0 | АИР 160 М4 | 140,0 | АИР 180 М6 | 180,0 | АИР 200 М8 | 210,0 |
| 22,00 | АИР 180 S2 | 160,0 | АИР 180 S4 | 170,0 | АИР 200 М6 | 195,0 | АИР 200 L8 | 225,0 |
| 30,00 | АИР 180 М2 | 180,0 | АИР 180 М4 | 190,0 | АИР 200 L6 | 240,0 | АИР 225 М8 | 316,0 |
| 37,00 | АИР 200 М2 | 230,0 | АИР 200 М4 | 230,0 | АИР 225 М6 | 308,0 | АИР 250 S8 | 430,0 |
| 45,00 | АИР 200 L2 | 255,0 | АИР 200 L4 | 260,0 | АИР 250 S6 | 450,0 | АИР 250 М8 | 560,0 |
| 55,00 | АИР 225 М2 | 320,0 | АИР 225 М4 | 325,0 | АИР 250 М6 | 455,0 | АИР 280 S8 | 555,0 |
| 75,00 | АИР 250 S2 | 450,0 | АИР 250 S4 | 450,0 | АИР 280 S6 | 650,0 | АИР 280 М8 | 670,0 |
| 90,00 | АИР 250 М2 | 490,0 | АИР 250 М4 | 495,0 | АИР 280 М6 | 670,0 | АИР 315 S8 | 965,0 |
| 110,00 | АИР 280 S2 | 590,0 | АИР 280 S4 | 520,0 | АИР 315 S6 | 960,0 | АИР 315 М8 | 1025,0 |
| 132,00 | АИР 280 М2 | 620,0 | АИР 280 М4 | 700,0 | АИР 315 М6 | 1110,0 | AИР 355 S8 | 1570,0 |
| 160,00 | АИР 315 S2 | 970,0 | АИР 315 S4 | 1110,0 | АИР 355 S6 | 1560,0 | АИР 355 M8 | 1700,0 |
| 200,00 | АИР 315 М2 | 1110,0 | АИР 315 М4 | 1150,0 | АИР 355 M6 | 1780,0 | АИР 355 MB8 | 1850,0 |
| 250,00 | АИР 355 S2 | 1700,0 | АИР 355 S4 | 1860,0 | AИР 355 MB6 | 1940,0 | ||
| 315,00 | АИР 355 М2 | 1820,0 | АИР 355 М4 | 1920,0 | ||||
Применение энергоэффективных двигателей позволяет:
- повысить КПД двигателя на 2-5%;
- снизить потребление электроэнергии;
- увеличить срок жизни двигателя и смежного с ним оборудования;
- повысить коэффициент мощности;
- улучшить перегрузочную способность;
- повысить устойчивость двигателя к тепловым нагрузкам и к изменениям условий эксплуатации.
Габаритные, установочные и присоединительные размеры энергоэффективных двигателей соответствуют габаритным, установочным и присоединительным размерам двигателей основного исполнения.
Энергоэффективные электродвигатели EFF1/IE2 производства ЭНЕРАЛ
Энергоэффективные электродвигатели EFF1 - трехфазные асинхронные односкоростные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.
Энергоэффективные электродвигатели - это электродвигатели общепромышленного назначения, у которых суммарные потери мощности не менее, чем на 20% меньше суммарных потерь мощности двигателей с нормальным КПД той же мощности и частоты вращения.
Основные характеристики:
Класс энергоэффективности Eff 1 отвечает стандарту IE2
Технические характеристики энергоэффективных двигателей производства ЭНЕРАЛ представлены в таблице:
| Eff1 | Мощность | КПД | cos | Номинальный ток, А | Кратность максимального момента | Кратность тока при замкнутом роторе | Кратность момента при замкнутом роторе | Скорость вращения |
| АИР132М2 | 11 | 90,29 | 0,925 | 20,96 | 3,07 | 6,86 | 2,11 | 2905 |
| АИР132М4 | 11 | 90,39 | 0,8495 | 20,87 | 2,51 | 6,74 | 2,26 | 1460 |
| АИР160S2 | 15 | 91,3 | 0,89 | 28 | 2,3 | 8 | 2,2 | 2945 |
| АИР160S4 | 15 | 91,8 | 0,86 | 28,9 | 2,3 | 7,5 | 2,2 | 1475 |
| АИР160S6 | 11 | 90 | 0,79 | 23,5 | 2,1 | 6,9 | 2,1 | 980 |
Сравнение характеристик:
Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором составляют в настоящее время значительную часть среди всех электрических машин, более 50% потребляемой электроэнергии приходится именно на них. Почти невозможно найти сферу, где бы они ни использовались: электроприводы промышленного оборудования, насосы, вентиляционная техника и многое другое. Причем и объем технологического парка, и мощности двигателей постоянно растут.
Энергоэффективные двигатели ENERAL серии АИР…Э конструктивно выполнены как трехфазные асинхронные односкоростные двигатели с короткозамкнутым ротором и соответствуют ГОСТ Р51689-2000.
Энергоэффективный двигатель серии АИР…Э имеет повышенный КПД за счет следующих системных улучшений:
1. Увеличена масса активных материалов (медной обмотки статора и холоднокатаной стали в пакетах статора и ротора);
2. Применяются электротехнические стали с улучшенными магнитными свойствами и уменьшенными магнитными потерями;
3. Оптимизированы зубцово-пазовая зона магнитопровода и конструкция обмоток;
4. Использована изоляция с повышенной теплопроводностью и электрической прочностью;
5. Уменьшен воздушный зазор между ротором и статором с помощью высокотехнологичного оборудования;
6. Использована специальная конструкция вентилятора для снижения вентиляционных потерь;
7. Применяются подшипники и смазки более высокого качества.
Новые потребительские свойства энергоэффективного двигателя серии АИР…Э базируются на конструктивных усовершенствованиях, где особое место уделено защите от неблагоприятных условий и повышенной герметизации.
Так, конструктивные особенности серии АИР…Э позволяют свести к минимуму потери в обмотках статора. Благодаря низкой температуре обмотки электродвигателя продлевается и срок службы изоляции.
Дополнительный эффект дает уменьшение трения и вибрации, а значит и перегрева, за счет применения высококачественной смазки и подшипников, в том числе более плотного подшипникового замка.
Ещё один аспект, связанный с более низкой температурой работающего двигателя, это возможность эксплуатации при более высокой температуре окружающей среды или возможностью снижения расходов, связанных с внешним охлаждением работающего двигателя. Это также ведет к снижению затрат на электроэнергию.
Одно из важных преимуществ нового энергоэффективного двигателя - сниженный уровень шума. В электродвигателях класса IE2 использованы не столь мощные и более тихие вентиляторы, что также играет роль в улучшении аэродинамических свойств и снижении вентиляционных потерь.
Минимизация капитальных и эксплуатационных затрат являются ключевыми требованиями к промышленным энергоэффективным электродвигателям. Как показывает практика, срок компенсации из-за разницы цен при приобретении более совершенных асинхронных электродвигателей класса IE2 составляет до 6 месяцев только за счет снижения эксплуатационных расходов и потребления меньшего количества электроэнергии.
Снижение расходов при замене двигателя на энергоэффективный:
АИР 132М6Э (IE2) Р2=7,5кВт; КПД=88,5%; Iн=16,3А; cosφ=0,78
АИР132М6 (IE1) Р2=7,5кВт; КПД=86,1%; Iн=17,0А; cosφ=0,77
Потребляемая мощность: P1=Р2/КПД
Нагрузочная характеристика: 16 часов в день = 5840 часов в год
Ежегодная экономия расходов на электроэнергию: 1400 кВт/час
При переходе на новые энергоэффективные двигатели учитываются:
- возросшие требования к экологическим аспектам;
- требования к уровню энергоэффективности и эксплуатационным характеристикам продукции;
- класс энергоэффективности IE2 наряду с возможностями экономии действует как унифицированный «знак качества» для потребителя;
- финансовый стимул: возможность снизить энергопотребление и эксплуатационные расходы комплексные решения: энергоэффективный двигатель + эффективная система управления (регулируемый привод) + эффективная система защиты = наилучший результат.
Преимущества:
Обеспечивают снижение суммарных потерь мощности не менее чем на 20% по отношению к двигателям с нормальным КПД той же мощности и частоты вращения;
- Повышенный КПД в режиме частичной нагрузки (на 1,8 - 2,4%);
- Имеют улучшенные эксплуатационные характеристики:
- более устойчивы к колебаниям в сети;
- меньше перегрев, меньше энергопотери;
- работают с пониженным уровнем шума;
- Повышенная надежность и увеличенный срок службы;
- При более высокой закупочной стоимости (на 15-20% по сравнению со стандартным), ЭЭД окупают доп.затраты за счет снижения энергопотребления уже за 500-600 часов эксплуатации;
- Снижение общих эксплуатационных расходов.
Таким образом, энергоэффективные двигатели - это двигатели повышенной надежности для предприятий, ориентированных на энергосберегающие технологии.
Показатели энергоэффективности электродвигателей АИР…Э производства ЭНЕРАЛ соответствуют ГОСТ Р51677-2000 и международному стандарту IEC 60034-30 по классу энергоэффективности IE2.
Экскурс в историю. Зарождение проблемы энергосбережения
Проблема сбережения энергетических ресурсов планеты была обозначена еще во второй половине XX века. Так в 70-х годах прошлого столетия во всем мире разразился энергетический кризис. Цены на нефть с 1972 по 1981 годы возрасли в 14,5 раз. И хотя большинство сложных моментов того времени были преодолены, проблема сбережения мирового топливно-энергетического комплекса получила статус глобальной особо значимой проблемы, и с каждым годом этому вопросу уделяется все больше и больше внимания.
Энергосбережение сегодня
За счет технологического развития, во всем мире значится быстрый рост потребления энергии. Чтобы ресурсов планеты хватило человечеству в будущем, люди ищут различные пути и решения: используются альтернативные природные источники энергии (ветер, вода, солнечные батареи), были изобретены экологичные технологии получения энергии путем переработки мусора и различных бытовых отходов, технологическое оборудование из года в год модернизируется с целью уменьшения потребляемой этим оборудованием энергии.
Энергоэффективность оборудования, в частном порядке касается каждого из нас. Ведь, от нее напрямую зависит сумма в ежемесячном счете за элетроэнергию. В Европе электроэнергия значительно дороже чем в России, поэтому каждый европеец пытается подбирать технологичное оборудование, потребялющее как можно меньше энергии. У нас же об этом задумывается гораздо меньшее количество людей, но и в нашей стране использвание энергосберегающих технологий способно благополучно сказаться на «толщине вашего кошелька». Оплачивая ежемесечные счета за электроэнергию мы не задумываемся, что годовые эксплутационные затраты – это внушительная сумма, которой могла бы быть потрачена на другие цели.
Энергоэффективность в вентиляции
Основной источник потребления электроэнергии в вентиляционных установка, как не трудно догадаться, является вентилятор, а конкретнее электродвигатель (или мотор), благодаря которому вращается крыльчатка вентилятора.
Класс энергоэффективности IE
Европейские стандарты электродвигалей DIN основаны на стандарте классификации энергоэффективности оборудования IEC (Международная электротехническая комиссия).
Согласно международным стандартам на сегодняшний день разработы четыре класса энергоэффективности двигателей IE1, IE2, IE3 и IE4. IE означает «International Energy Efficiency Class» - международный класс энергоэффективности
- IE1 стандартный класс энергоэффективности.
- IE2 высокий класс энергоэффективност.
- IE3 сверхвысокий класс энергоэффективности.
- IE4 максимально высокий класс энергоэффективности.
Ниже преведены кривые зависимости КПД двигателя, соответствующего класса энергетической эффективности, от номинальной мощности.
Начиная с 1 января 2017 года все европейские производители двигателей, согласно принятой директиве, будут производить электродвигатели класса энергоэффективности не ниже IE3
Выбор энергоэффективности двигателей при подборе установок в программе QC Ventilazione
ТМ QuattroClima предлагает вентиляционные установки с асинхронными двигателями класса IE2 и IE3, также EC-моторами премиум-класса IE4.
Выбор типа вентилятора осуществляется нажатием левой кнопки мыши на вкладку «Вентилятор».
Радиальный вентилятор с прямой передачей – асинхронный двигатель (стандартно IE2).
Радиальный вентилятор c прямой передачей и двигателем EC соответствует классу IE4.
Выбрать нужный класс энергоэффективности асинхронного двигателя можно здесь же, чуть ниже.
От теории к практике
Для наглядности, рассмотрим пример. Рассчитаем стандартную приточную установку расходом 20 000 м3/ч и свободным напором 500 Па в трех вариантах:
1) С асинхронным двигателем класса IE2
2) С асинхронным двигателем класса IE3
3) C EC-двигателем класса IE4
А затем сравним полученные результаты.
Установка с асинхронным двигателем класса IE2
Установка с асинхронным двигателем класса IE3
Установка с EC-двигателем класса IE4
В этом случае, программой подобралась секция из двух EC-вентиляторов.
Теперь сравним полученные результаты.
|
Техническая характеристика |
Асинхронный двигатель Класс энергоэффективности IE2 |
Асинхронный двигатель Класс энергоэффективности IE3 |
EC-двигатель |
|
КПД вентилятора, % |
|||
|
Номинальная мощность, кВт |
|||
|
Потребляемая мощность, кВт |
Потребляемая мощность двигателя класса IE3 меньше аналогичного двигателя класса IE2 на 0,18 КВт. А разница мозностей двух EC-моторов и двигателя IE2 составляет уже 1,16 кВт.
В случае аналогичных расчетов для приточно-вытяжных вентиляционных большерасходных вентиляционных агрегатов разница потреблемых мощностей двигателей IE2 и IE3 может достигать 25-30 %. А если на объекте, используется десятки установок, то энергопотребление вентиляци можно снизить на порядок и, благодаря этому, сэкономить сотни тысяч, а то и миллионы рублей.
В следующих статьях мы расскажем о других способах уменьшения потребляемой электродвигателями мощности при подборе вентиляционных установок в программе QC Ventilazione. Ранее мы рассказывали о повышении энергетической эффективности малорасходных вентиляционных агрегатов с роторными рекуператорами. Прочитать статью можно .
Распечатать
Электропривод
Энергоэффективность электропривода. Комплексный подход
«Круглый стол» в рамках ПТА-2011
Почти половину всей электроэнергии, добываемой в мире, расходуют электродвигатели. И интерес КМ к теме энергоэффективности приводной техники вполне объясним. В сентябре в рамках выставки ПТА мы провели "круглый стол", посвященный этой проблеме. Сегодня публикуем первую часть дискуссии.
Энергоэффективные двигатели - мифы и реальность
Хотелось бы развенчать некоторые популярные мифы, созданные "успешными менеджерами", продающими двигатели с повышенным КПД или энергоэффективные двигатели (ЭЭД).
Что же такое энергоэффективные двигатели – это машины, КПД которых на 1–10% выше, чем у стандартных моторов. Причем, если речь идет о крупных двигателях, разница составляет 1–2%, а в моторах малой мощности она может достигать 7–10%.
Высокий КПД в двигателях достигается за счет:
Увеличения массы активных материалов – меди и стали;
- применения более тонкой и высококачественной электротехнической стали;
- использования меди вместо алюминия в качестве материала обмоток ротора;
- уменьшения воздушного зазора между ротором и статором с помощью высокоточного технологического оборудования;
- оптимизации зубцово-пазовой зоны магнитопроводов и конструкции обмоток;
- применения подшипников высокого качества;
- специальной конструкции вентилятора.
По данным статистики, стоимость самого двигателя составляет менее 2% от общих затрат на жизненный цикл (при работе 4000 часов ежегодно в течение 10 лет). На электроэнергию тратится примерно 97%. Около процента уходит на монтаж и техническое обслуживание.
Как видно из диаграммы, уже более десяти лет в Европе идет планомерное вытеснение низкоэффектиных двигателей моторами с повышенным КПД. С середины этого года в ЕС запрещено использование новых двигателей класса ниже IE2.
Преимущества и недостатки ЭЭД
В общем случае переход к применению ЭЭД позволяет:
Повысить КПД двигателя на 1–10%;
- увеличить надежность его работы;
- уменьшить время простоев и затраты на техническое обслуживание;
- повысить устойчивость двигателя к тепловым нагрузкам;
- улучшить перегрузочную способность;
- повысить устойчивость двигателя к различным нарушениям эксплуатационных условий: пониженному и повышенному напряжению, искажению формы волн (гармоникам), несбалансированностифаз и т. д.;
- увеличить коэффициент мощности;
- снизить уровень шума.
У машин с повышенным КПД по сравнению с обычными на 10 – 30% выше стоимость, несколько больше масса. Энергоэффективные двигатели имеют по сравнению с обычными двигателями меньшее скольжение (следствие чего – частота вращения немного больше) и более высокую величину пускового тока.
В некоторых случаях использование энергоэффективного двигателя не является целесообразным:
Если двигатель эксплуатируется непродолжительное время (менее 1–2 тыс.часов/год), внедрение энергоэффективного двигателя может не внести существенного вклада в энергосбережение;
- если двигатель эксплуатируется в режимах с частым запуском, сэкономленная электроэнергия может быть израсходована вследствие более высокого пускового тока;
- если двигатель работает с неполной нагрузкой (например, насосы), но на протяжении длительного времени, объемы энергосбережения в результате внедрения энергоэффективного двигателя могут оказаться незначительными по сравнению с потенциалом привода с переменной скоростью;
- каждый дополнительный процент КПД требует увеличения массы активных материалов на 3–6%. При этом момент инерции ротора возрастает на 20–50%. Поэтому высокоэффективные двигатели уступают обычным по динамическим показателям, если при их разработке специально не учитывается это требование.
Практика и расчеты показывают, что затраты окупаются за счет сэкономленной электроэнергии при эксплуатации в режиме S1 за год-полтора (при годовой наработке 7000 часов).
Энергоэффективность и надежность электрической машины неразрывно связаны. Обратная сторона энергоэффективности – это потери. Именно потери являются одним из превалирующих факторов, определяющих продолжительность эксплуатации двигателя. Возьмем только один аспект этой проблемы – тепловое воздействие на обмотки двигателя. Основная часть электрической энергии, которая в работу не преобразовывается, теряется в виде тепла. Рассматривая надежность изоляции обмоток, нужно знать «Правило восьми градусов» (на самом деле для разных классов изоляциии речь следует вести о 8 – 13 °С): превышение рабочей температуры двигателя на указанную выше величину сокращает его продолжительность жизни в 2 раза. Пример из практики. В вагонах московской монорельсовой дороги в результате инженерных просчетов первые опытные двигатели с изоляцией класса Н (180 °С) вынуждены были работать при температуре 215–220 °С. В таком режиме их хватало всего на несколько месяцев эксплуатации.
Двигатели, которые обладают повышенным КПД, меньше греются, а значит, дольше живут. Энергоэффективные двигатели – это двигатели повышенной надежности.
Ремонт или покупка
Еще одна важная проблема, возникающая при эксплуатации электродвигателей, – снижение КПД после 
капитального ремонта. Рынок ремонтных работ примерно в три раза превышает возможности производства новых двигателей. Для извлечения старой обмотки в большинстве случаев применяется тепловое воздействие на статор вместе со станиной. Такая операция значительно ухудшает свойства электротехнической стали, увеличивает ее магнитные потери. Исследования показали, что при капитальном ремонте КПД снижается на 0,5–2%, а иногда до 4–5%. Соответственно, эти потери начинают дополнительно греть двигатель, что очень плохо. На практике есть два варианта правильных действий. Экономически выгодный путь – покупка нового энергоэффективно- го двигателя. Второй вариант – высококачественный ремонт сгоревшего мотора. Это следует производить не в обычном рабочем цехе, а на специализированном предприятии.
Новые решения от АББ
АББ уделяет энергоэффективности двигателей очень большое внимание. Мы выпускаем моторы классов IE2 и IE3 и в алюминиевом, и в чугунном корпусе.
Двигатели класса IE3 АББ продаёт с начала этого года. Они востребованы у машиностроителей и промышленных предприятий, ориентированных на энергоэффективные технологии. Они хороши там, где требуется постоянная работа двигателя с нагрузкой, близкой к номинальной.
В четвертом квартале компания АББ выпускает на рынок серию M3BP высотой оси вращения 280–355 с классом энергоэффективности IE4 (SUPER PREMIUM EFFICIENCY). Серия M3BP – вершина конструкторских и технологических разработок компании АББ в области электромашиностроения. Сочетая в себе высокую эффективность, надежность и долгий срок службы, двигатели серии M3BP являются наиболее оптимальным и универсальным предложением для большинства отраслей и применений современной промышленности.
Важный вопрос – работа двигателя в составе частотно-регулируемого привода. Мы твердо занимаем место в первой тройке мировых производителей электроприводной техники. Важным преимуществом компании АББ является возможность проведения совместного испытания двигателей с преобразователями частоты.
При питании двигателя от преобразователя частоты очень важно уделять внимание таким вопросам, как прочность изоляции, применение изолированного подшипника и принудительное охлаждение двигателя.
Членами СЭВ было принято решение увеличить мощность двигателя на 1–2 ступени, не изменяя габарита, т. е., по сути, сохранив прежний объем двигателей. Речь идет о введении увязки СЭВ вместо действующей в Европе увязки CENELEC при внедрении серии 4А. Следующим негативным шагом в контексте обеспечения энергоэффективности явилось уменьшение заготовительных диаметров серии АИР по сравнению с серией 4А. Тогда, наверное, это было правильно, нужно было экономить электротехнические материалы, но сегодня мы столкнулись с проблемой, что в увязку СЭВ надо "вогнать" КПД, соответствующий классу IE2 или даже IE3. Наши тщательные проработки показали, что заготовительных диаметров младших машин увязки СЭВ не хватает для обеспечения класса IE3. И если Россия будет действовать в русле Еврокомиссии и ориентироваться на нормы МЭК 60034-30, пусть даже с отставанием на два-три года, то, когда дело дойдет до класса высшей энергоэффективности IE3, выяснится, что колоссальный ряд машин – с 90-й по 132-ю высоту – просто не сможет их обеспечить. Придется ломать увязку, все, что делалось тридцать лет, придется изменять. Это настоящая бомба замедленного действия. Хорошо хоть, что с габарита 160 и выше такой опасности нет. Несмотря на увеличенную мощность (либо уменьшенный объем при мощности CENELEC), мы все же сможем добиться класса энергоэффективности IE3. Отмечу, что если для средних габаритов у европейских производителей стоимость двигателей класса IE3 по сравнению с IE1 увеличивается на 30–40%, то для российской увязки стоимость машин возрастает существенно больше. Мы ограничены диаметром, а, значит, вынуждены чрезмерно увеличивать активную длину машины
О материалах и цене АЭД
Мы должны думать о цене электрических машин. Медь дорожает значительно быстрее стали. Поэтому мы предлагаем там, где возможно, использовать так называемые стальные двигатели (с меньшей площадью пазов), т. е. экономим медь.
Кстати, по тем же самым причинам НИПТИЭМ не является приверженцем двигателей с постоянными магнитами, поскольку магниты будут дорожать все больше и быстрее, чем медь. Хотя в равных объемах двигатель с постоянными магнитами обеспечивает больший КПД, чем асинхронник.
В сентябрьском номере КМ вышла статья о двигателях SEW Eurodrive, построенных по технологии Line Start Permanent Magnet, по замыслу создателей, объединяющей преимущества синхронной и асинхронной машин. По сути, это машины с постоянными магнитами, а короткозамкнутая клетка ротора используется при запуске, разгоняя машину до подсинхронной скорости. Такие двигатели при высшем классе энергоэффективности достаточно компактны. Мне кажется, они не получат массового применения, потому что постоянные магниты очень востребованы в иных отраслях, нежели общепром, и, по экспертной оценке, в дальнейшем в основном будут использоваться для выпуска спецтехники, на которую денег не жалеют.
Первые российские ЭЭД от РУСЭЛПРОМ
Серия 7AVE позиционируется как первая полномасштабная энергоэффективная серия РФ с габаритами от 112 до 315. Фактически вся она разработана. Габарит 160 полностью внедрен. Внедряются габариты 180 и 200. Начиная с габарита 250, около десяти типоразмеров машин ныне выпускаемой серии 5А, если пересчитать КПД на измеренные добавочные потери, соответствуют классу IE2; два типоразмера – классу IE3. В серии 7AVE названные типоразмеры будут более экономичными.
Замечу, что перед российскими учеными стоит очень сложная и увлекательная задача оптимального построения серии асинхронных машин, которая содержит несколько увязок (российская и европейская, повышенной мощности) 13 габаритов, три класса энергоэффективности, многочисленные модификации, то есть глобальная задача многообъектной оптимизации.
Фотографии предоставлены ООО "АББ"
Электропривод 02.10.2019 Золотую медаль за инновационную трансмиссию eAutoPowr и интеллектуальную систему e8WD получила компания John Deere от Сельскохозяйственного общества Германии (DLG). Еще за 39 продуктов и решений были отмечены серебряными наградами.
Электропривод 30.09.2019 Компания Sumitomo Heavy Industries достигла соглашения о приобретении производителя частотно-регулируемых приводов Invertek Drives. Как сообщается в релизе, это очередной шаг стратегии по развитию бизнеса, как с точки зрения увеличения портфеля, так и расширения охвата мирового рынка.
Современные трехфазные энергосберегающие двигатели позволяют существенно снизить затраты на электроэнергию благодаря более высокому коэффициенту полезного действия. Другими словами такие двигатели способны выработать большее количество механической энергии из каждого затраченного киловатта электрической энергии. Более эффективное расходование энергии достигается за счет индивидуальной компенсации реактивной мощности. При этом конструкция энергосберегающих электродвигателей отличается высокой надежностью и длительным сроком службы.
Универсальный трехфазный энергосберегающие электродвигатель Вesel 2SIE 80-2B исполнение IMB14
Применение трехфазных энергосберегающих двигателей
Использовать трехфазные энергосберегающие двигатели можно практически во всех отраслях. От обычных трехфазных двигателей они отличаются лишь малым потреблением энергии. В условиях постоянного роста цен на энергоносители энергосберегающие электродвигатели могут стать по-настоящему выгодным вариантом как для небольших производителей товаров и услуг, так и для крупных промышленных предприятий.
Деньги, потраченные на приобретение трехфазного энергосберегающего двигателя, достаточно быстро возвратятся к вам в виде экономии средств, направляемых на приобретение электричества. Наш магазин предлагает вам получить дополнительную выгоду, приобретя качественный трехфазный энергосберегающий двигатель по действительно невысокой цене. Замена устаревших морально и физически электродвигателей на новейшие высокотехнологичные энергосберегающие модели – ваш очередной шаг на новый уровень рентабельности бизнеса.
Вопрос создания энергосберегающих электродвигателей возник одновременно с изобретением самих электрических машин. На Международной электротехнической выставке 1891 г. во Франкфурте-на-Майне, Чарльз Браун (впоследствии основавший компанию ABB) показал синхронный трехфазный генератор, собственного производства, КПД которого превышал 95%. Асинхронный трехфазный двигатель, представленный Михаилом Доливо-Добровольским, показал КПД 95%. С тех пор показатели КПД трехфазного асинхронного двигателя удалось улучшить всего на один-два процента.
Наиболее остро интерес к энергосберегающим двигателям возник в конце 1970-х годов во время мире нефтяного энергетического кризиса. Оказалось, что сэкономить одну тонну условного топлива во много раз дешевле, чем добыть.Во время кризиса во много раз выросли капиталовложения в сферу энергосбережения. Во многих странах стали выделять специальные гранды на энергосберегающие программы.
После проведения анализа проблемы энергосбережения оказалось, что более половину электроэнергии, вырабатываемой в мире, расходуют электродвигатели. Потому над их совершенствованием работают все ведущие электротехнические компании в мире.
Что же такое энергосберегающие двигатели?
Это электродвигатели, КПД которых на 1–10% выше, чем у стандартных двигателей. В крупных энергосберегающих двигателях, разница в значениях КПД составляет 1–2%, а в двигателях малой и средней мощности эта разница составляет уже 7–10%.
КПД электродвигателей Siemens
Увеличение КПД в в энергосберегающих двигателях достигается за счет:
- увеличения доли активных материалов – меди и стали;
- использование более тонкой и высококачественной электротехнической стали;
- применение вместо алюминия меди в роторных обмотках;
- уменьшения воздушного зазора в статоре с помощью прецизионного технологического оборудования;
- оптимизации формы зубцовой зоны магнитопровода и конструкции обмоток;
- использование подшипников более высокого класса;
- особой конструкции вентилятора;
По статистическим данным, цена всего двигателя составляет менее 2% суммарных затрат на жизненный цикл. Так, если двигатель работает 4000 часов ежегодно в течение 10 лет, то на электроэнергию приходится примерно 97% всех затрат на весь жизненный цикл. Еще около одного процента приходится на монтаж и техобслуживание. Поэтому увеличение КПД двигателя средней мощности на 2% позволит окупить увеличение стоимости энергосберегающего двигателя уже через 3 года, в зависимости от режима работы. Практический опыт и расчеты показывают, что увеличение стоимости энергосберегающего двигателя окупается за счет сэкономленной электроэнергии при эксплуатации в режиме S1 за год-полтора (при годовой наработке 7000 часов).
В общем случае переход к применению энергосберегающего двигателя позволяет:
- увеличить КПД двигателя на 1–10%;
- повысить надежность его работы;
- снизить время простоев;
- уменьшить затраты на техобслуживание;
- увеличить устойчивость двигателя к тепловым перегрузкам;
- повысить перегрузочную способность;
- поднять устойчивость двигателя к ухудшению эксплуатационных условий;
- сниженному и завышенному напряжению, искажению формы кривой напряжения, перекосу фаз и т. д.;
- повысить коэффициент мощности;
- уменьшить уровень шума;
- поднять скорость двигателя за счет уменьшения скольжения;
Отрицательным свойством электродвигателей с повышенным КПД по сравнению с обычными являются:
- на 10 – 30% выше стоимость;
- несколько больше масса;
- более высокая величина пускового тока.
В некоторых случаях использование энергоэффективного двигателя является нецелесообразным:
- при эксплуатации двигателя эксплуатируется короткое время (менее 1–2 тыс.часов/год), внедрение энергоэффективного двигателя может не внести существенного вклада в энергосбережение;
- при работе двигателя в режимах с частым запуском, так как сэкономленная электроэнергия будет израсходована на более высокое значение пускового тока;
- при работе двигателя работает с недогрузом, за счет уменьшения КПД при работе на нагрузку ниже номинальной.
Объемы энергосбережения в результате внедрения энергоэффективного двигателя могут оказаться незначительными по сравнению с потенциалом привода с переменной скоростью.Каждый дополнительный процент КПД требует увеличения массы активных материалов на 3–6%. При этом момент инерции ротора возрастает на 20–50%. Поэтому высокоэффективные двигатели уступают обычным по динамическим показателям, если при их разработке специально не учитывается это требование.
При выборе в пользу энергоэффективного двигателя, необходимо тщательно подходить к вопросу цены. По прогнозам аналитиков медь будет дорожать значительно быстрее стали. Поэтому там, где есть возможность, применять так называемые стальные двигатели (с меньшей площадью пазов), то лучше применять их. Такие двигатели имеют меньшую стоимость за счет экономии меди. По тем же причинам необходимо относиться к энергосберегающим двигателям с постоянными магнитами. Если вам в будущем придется искать замену такого двигателя. может оказаться, что его цена будет слишком высока, а замена его на энергосберегающий двигатель общепромышленного исполнения будет затруднительна из за несоответствия габаритов. По оценкам экспертов постоянные магниты из редкоземельных материалов будут дорожать больше и быстрее, чем медь, что приведет к значительному подорожанию таких двигателей. Хотя такие двигатели при высшем классе энергоэффективности достаточно компактны, их внедрение в промышленность ограничено тем, что постоянные магниты сейчас востребованы в других отраслях, нежели общепром, и, по оценкам специалистов будут использоваться при выпуске специальной техники, на которую денег не жалеют.
