Energieeffiziente Elektromotoren. Energieeffizienz des Elektroantriebs

Energieeffiziente Induktionsmotoren mit hohem Drehmoment und geringem Geräuschpegel mit kombinierten Wicklungen

Hauptvorteile:

Ein Beispiel für solche Motoren sind asynchrone Elektromotoren (AM) der ADEM-Reihe. Diese können beim Hersteller bezogen werden UralElektro... Motoren der Baureihe ADEM entsprechen hinsichtlich Einbau- und Anschlussmaße vollständig GOST R 51689. Bezüglich der Energieeffizienzklasse entsprechen sie IE 2 nach IEC 60034-30.

Die Durchführung von Modernisierungs-, Reparatur- und Servicearbeiten am AM einer anderen Modifikation ermöglicht es, ihre Hauptmerkmale auf das Niveau von ADEM-Motoren im Bereich der Reduzierung des Stromverbrauchs und der Erhöhung der mittleren Ausfallzeit um das 2-5fache zu bringen

Nach Angaben internationaler Experten verbrauchen 90 % der bestehenden Pumpwerksflotte 60 % mehr Strom, als für bestehende Anlagen benötigt wird. Bei einem Anteil von Pumpen am weltweiten Stromverbrauch von ca. 20 % ist nicht schwer vorstellbar, welche Mengen an natürlichen Ressourcen eingespart werden können.

Die Europäische Union hat eine neue Norm IEC 60034-30 entwickelt und verabschiedet, nach der drei Energieeffizienzklassen (IE - International Energy Efficiency) für eintourige Drehstrom-Asynchron-Kurzschlussläufermotoren festgelegt sind:

IE1 – die Standard-Energieeffizienzklasse – entspricht in etwa der derzeit in Europa verwendeten Energieeffizienzklasse EFF2;

IE2 - hohe Energieeffizienzklasse - entspricht in etwa der Energieeffizienzklasse EFF1,

IE3 – Höchste Energieeffizienzklasse – Eine neue Energieeffizienzklasse für Europa.

Entsprechend den Anforderungen der vorgenannten Norm gelten für fast alle Motoren im Leistungsbereich von 0,75 kW bis 375 kW Änderungen. Die Umsetzung des neuen Standards in Europa erfolgt in drei Stufen:

Ab Januar 2011 müssen alle Motoren der Klasse IE2 entsprechen.

Ab Januar 2015 müssen alle Motoren von 7,5 bis 375 kW mindestens IE3 sein; ein Motor der Klasse IE2 ist jedoch zulässig, jedoch nur bei Betrieb mit einem Frequenzumrichter.

Ab Januar 2017 müssen alle Motoren von 0,75 bis 375 kW mindestens IE3 haben; bei Betrieb mit Frequenzumrichter ist jedoch auch ein Motor der Klasse IE2 zulässig.

Alle IE3-Motoren können unter bestimmten Bedingungen bis zu 60 % elektrische Energie einsparen. Die in neuen Elektromotoren verwendete Technologie ermöglicht die Minimierung von Verlusten in der Statorwicklung, den Statorplatten und dem Rotor des Motors, die mit Wirbelströmen und Phasenverzögerung verbunden sind. Außerdem minimieren diese Motoren Stromverluste durch die Nuten und Schleifringe des Rotors sowie Reibungsverluste in den Lagern.

Der elektrische Antrieb ist der Hauptverbraucher elektrischer Energie.

Heute verbraucht es mehr als 40 % des gesamten produzierten Stroms, im Wohnungs- und Kommunalwesen bis zu 80 %. Dies macht das Problem der Energieeinsparung bei einem Elektroantrieb und mittels eines Elektroantriebs bei knappen Energieressourcen besonders akut.

Der aktuelle Stand der Forschung und Entwicklung im Bereich der Projektumsetzung

In den letzten Jahren haben sich im Zusammenhang mit dem Aufkommen zuverlässiger und kostengünstiger Frequenzumrichter auch variable Asynchronantriebe durchgesetzt. Obwohl ihr Preis nach wie vor recht hoch ist (zwei- bis dreimal teurer als ein Motor), ermöglichen sie in einigen Fällen eine Reduzierung des Stromverbrauchs und eine Verbesserung der Eigenschaften des Motors, wodurch sie näher an die Eigenschaften von Gleichstrommotoren herangebracht werden. Auch die Zuverlässigkeit von Frequenzumrichtern ist um ein Vielfaches geringer als die von Elektromotoren. Nicht jeder Verbraucher hat die Möglichkeit, so viel Geld in die Installation von Frequenzumrichtern zu investieren. In Europa sind bis 2012 nur 15 % der drehzahlgeregelten Antriebe mit Gleichstrommotoren ausgestattet. Daher ist es relevant, das Problem der Energieeinsparung hauptsächlich in Bezug auf einen asynchronen elektrischen Antrieb zu betrachten, einschließlich eines frequenzgeregelten Antriebs, der mit spezialisierten Motoren mit geringerem Materialverbrauch und geringeren Kosten ausgestattet ist.

In der weltweiten Praxis gibt es zwei Hauptrichtungen zur Lösung dieses Problems:

Zuerst- Energieeinsparung durch elektrischen Antrieb durch Bereitstellung der benötigten Energie zu jedem Zeitpunkt an den Endverbraucher.

Sekunde- Herstellung von energieeffizienten Motoren, die dem IE-3-Standard entsprechen.

Im ersten Fall zielen die Bemühungen darauf ab, die Kosten von Frequenzumrichtern zu senken. Im zweiten Fall - für die Entwicklung neuer elektrischer Materialien und die Optimierung der Grundabmessungen elektrischer Maschinen.

Die Neuheit des vorgeschlagenen Ansatzes

Die Essenz technologischer Lösungen

Feldform im Arbeitsluftspalt eines Standardmotors.

Die Form des Feldes im Arbeitsspalt des Motors bei kombinierten Wicklungen.

Die Hauptvorteile eines Motors mit kombinierten Wicklungen:

führt zu zusätzlichen Stromverlusten. Nach konservativer Schätzung erreicht dieser Wert 15-20% aus der Gesamtleistungsaufnahme der Motorlast ( besonders Niedervolt-Elektroantrieb). Bei rückläufigen Produktionsmengen ein Teil des Antriebs wird aus technologischen "Gründen" nicht abgeschaltet. Während dieser Zeit arbeitet der Antrieb mit einer geringeren Ausnutzung der Nennleistung ( oder arbeitet sogar im Leerlauf). Es nimmt auf natürliche Weise zu Verluste beim Elektroantrieb. Nach den vorgestellten Messungen und vereinfachten Berechnungen wurde festgestellt, dass die durchschnittliche Belastung des Elektroantriebs den Wert nicht überschreitet 50-55% aus der Nennleistung des Elektroantriebs. Eine suboptimale Belastung von Asynchronmotoren (AM) führt dazu, dass die tatsächlichen Verluste übertreffen den Standard. Die Stromabnahme ist überproportional zur Abnahme der Leistung - aufgrund einer Abnahme des Leistungsfaktors. Dieser Effekt wird von ungerechtfertigten zusätzlichen Verlusten in Verteilnetzen begleitet. Berechnete Abhängigkeit der Höhe der Stromverluste in Motoren kann die Höhe ihrer Belastung in Form einer Grafik wiedergegeben werden ( siehe Bild unten). Einer der typischen „Fehler“ ist die Verwendung des Durchschnittswertes in den Berechnungen cos, was zu einer Verzerrung des tatsächlichen Bildes des Verhältnisses von Wirk- und Blindenergie führt.

Durch die Erweiterung des Dynamikbereichs um hohe Wirkungsgrade und cos für einen Asynchronmotor können Sie den Verlust an verbrauchtem Strom deutlich reduzieren!

Begründung des Projekts und angewandte Lösungen

1. Wicklungen

Seit über 100 Jahren haben Erfinder in allen Industrieländern der Welt erfolglose Versuche unternommen, solche Elektromotoren zu erfinden, die Gleichstrommotoren durch einfachere, zuverlässigere und billigere wie Asynchronmotoren ersetzen könnten.

Die Lösung wurde in Russland gefunden, aber bis heute ist es nicht möglich, den wahren Erfinder zu ermitteln.

Es gibt ein Patent RU 2646515 (nicht gültig ab 01.01.2013) mit der Priorität vom 22.07.1991 von den Autoren: Vlasova V.G. und Morozova N.M.", das fast vollständig den späteren Patentanmeldungen von NV Yalovega, einem Lehrer an der Moskauer Institut für elektronische Technologie, ab 1995 (für diese Anwendungen wurden keine Patente erteilt). Es stellt sich heraus, dass die ursprüngliche Idee nicht N. V. Yalovega gehört, der den Erfindern überall präsentiert wird - "die russische parametrische Engine Yalovega" (RPDYa). Aber es gibt ein US-Patent, das am 29. Juni 1993 von N. V. Yalovege, S. N. Yalovege erteilt wurde. und Belanov K.A. für einen Elektromotor ähnlich dem Patent der Russischen Föderation im Jahr 1991, aber es gelang niemandem, einen Elektromotor mit den genannten Patenten zu entwickeln. die theoretische Beschreibung enthält keine Angaben über die konkrete Ausführung der Wicklungen, und die "Autoren" können keine Erklärungen abgeben, da keine "Vision" von der Anwendung der Erfindung haben.

Die obige Situation mit Patenten weist darauf hin, dass die "Autoren" der Patente keine echten Erfinder sind, aber höchstwahrscheinlich ihre Implementierung von einem Praktiker "ausspioniert" - einer Induktionsmotor-Wickelmaschine, aber keine echte Anwendung des Effekts entwickeln konnten.

Als asynchroner Elektromotor mit kombinierten Wicklungen (AED CO) bezeichnet man einen Elektromotor mit 2 × 3 doppellagigen Wicklungen, die gegeneinander verschoben sind. Die Eigenschaften von AED CO haben es ermöglicht, auf seiner Basis eine Reihe von technologischen Geräten zu schaffen, die die strengsten Anforderungen an energiesparende Technologien erfüllen. Die abgeschlossenen Projekte der AED SO deckten den Leistungsbereich von 0,25 kW bis 2000 kW ab.

2. Verbindung

Zur Füllung der Motorwicklungen wird ein PCM-Compound auf Basis von Methylvinylsiloxan-Kautschuk mit mineralischen Füllstoffen in Nanogröße verwendet.

PCM ist ein vielversprechendes energie- und ressourcensparendes Material zur Verwendung bei der Herstellung von elektrischen Drähten und Kabeln, Gummiprodukten der breitesten Palette. Ermöglicht den Austausch von Drähten ausländischer Produktion im Temperaturbereich von -100 bis +400. Ermöglicht die Reduzierung des Nutzquerschnitts des Drahtes um das 1,5- bis 3-fache bei gleicher Strombelastung. Für die Herstellung werden russische mineralische und organische Rohstoffe verwendet.

Auf der Basis von halogenfreiem (Fluor, Chlor) Silikonkautschuk hergestellt, weist es im Vergleich zu herkömmlichen Materialien, die für diese Zwecke verwendet werden, eine Reihe wichtiger und nützlicher Leistungseigenschaften auf:

Zur Prüfung eingereichte PCM-Drähte decken die Standardtemperaturparameter der Isolierung (GOST 26445-85, GOST R IEC 60331-21 2003) ab und können in modernen Automobil-, Luftfahrt-, Schiffs- und anderen elektrischen Geräten im Temperaturbereich von -100 ° C eingesetzt werden bis +400 °C.

Die mechanischen Eigenschaften von PCMs ermöglichen es, sie sowohl im statischen als auch im dynamischen Betriebsmodus von elektrischen Geräten zu verwenden, die einer Hochtemperaturerhitzung ausgesetzt sind, ohne einem offenen Feuer bis zu einer Temperatur von +400 ° C ausgesetzt zu werden, und mit einem offenen Feuer bis zu eine Temperatur von +700 ° C für 240 Minuten ...

Drahtlitzen (Kabel) können einer kurzzeitigen 20-fachen Stromüberlastung (bis zu 10 Minuten) standhalten, ohne ihre Isolierung zu brechen, was die GOST-Stromversorgung für verschiedene Geräte, z.

Durch externes Anblasen des PCM kann das Temperaturbelastungsverhalten (je nach Anblasstrom) erhöht werden.

Beim Isolierbrennen werden keine giftigen Stoffe freigesetzt. Der Geruch nach Verdunstung der äußeren Farbe des PCM tritt bei einer Temperatur von plus 160 - 200 C auf.

Schirmungseigenschaften der Leiterisolation erfolgt.

Entgasen, Dekontaminieren und Desinfizieren sowie andere Lösungen beeinträchtigen die Qualität der Kabelisolierung nicht.

Die zur Prüfung vorgelegten Drähte vom Typ IKM entsprechen GOST 26445-85, GOST R IEC 60331-21-2003 "Hitzebeständige Kabel mit Organosiliziumisolierung, tragbarer Draht mit Gummiisolierung".

3. Lager

Um den Reibungskoeffizienten in Lagern zu reduzieren, wird das mineralische Antifriktionsfett CETIL verwendet.

Besonderheiten:

Durchgängiger Verschleißschutz von reibenden Metallteilen ist gewährleistet;

Eine dauerhafte Eigenschaftskonstanz ist gewährleistet;

Hohe Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz;

Optimierung des Betriebs aller mechanischen Komponenten;

Hohe Reinheit des Prozesses durch die ausschließliche Verwendung von mineralischen Komponenten;

Umweltfreundlichkeit;

Ständige Reinigung der Mechanik von Kohleablagerungen und Schmutz;

Es gibt überhaupt keine schädlichen Emissionen.

Vorteile der CETYL Festschmierstoffe:

Die effektive Konzentration von CETYL in Ölen und Fetten beträgt 0,001 - 0,002 %.

CETYL bleibt auch nach dem vollständigen Abfließen des Öls (mit Trockenreibung) auf den Reibflächen und eliminiert die Auswirkungen der Grenzreibung vollständig.

CETYL ist ein chemisch inerter Stoff, oxidiert nicht, verblasst nicht und behält seine Eigenschaften auf unbestimmte Zeit.

Funktioniert bei Temperaturen bis 1600 Grad.

Der Einsatz von CETYL erhöht die Standzeit von Ölen und Fetten um ein Vielfaches.

CETYL ist ein Nanokomplex aus mineralischen Partikeln – die Partikelgröße des Ausgangskonzentrats beträgt 14-20 nm.

Es gibt keine Analoga mit solchen Eigenschaften auf der Welt.

In fast 100 Jahren das Vorhandensein von Asynchronmotoren in ihnen, die verwendeten Materialien, die Konstruktion einzelner Aggregate und Teile, die Fertigungstechnologie wurden verbessert; jedoch die grundlegenden Konstruktionslösungen des russischen Erfinders M.O.Dolivo-Dobrovolsky, blieb bis zur Erfindung der Motoren mit kombinierten Wicklungen im Wesentlichen unverändert.

Methodische Ansätze bei der Berechnung von Asynchronmotoren

Der traditionelle Ansatz zur Berechnung eines Induktionsmotors

In modernen Ansätzen zur Berechnung von Asynchronmotoren gilt das Postulat über sinusförmige Identität magnetischer Fluss und seine Gleichmäßigkeit unter allen Statorzähnen. Basierend auf diesem Postulat wurden die Berechnungen für ein Statorzahn, und die maschinelle Modellierung wurde auf der Grundlage der obigen Annahmen durchgeführt. Gleichzeitig wurde ein Nichtzusammenfügen zwischen berechnetem und realem Modell des Betriebs des Asynchronmotors durch eine Vielzahl von Korrekturfaktoren kompensiert. In diesem Fall wurde die Berechnung für die Nennbetriebsart des Asynchronmotors durchgeführt.

Die Essenz unseres neuen Ansatzes besteht darin, dass die Berechnungen einen zeitbasierten Schnitt der Momentanwerte des magnetischen Flusses für jeden Zahn vor dem Hintergrund der Feldverteilung aller Zähne durchgeführt haben. Durch einen schrittweisen (zeitbasierten) und personellen Schnitt der Dynamik der Magnetfeldwerte für alle Statorzähne von seriellen Asynchronmotoren konnte Folgendes festgestellt werden:

das Feld an den Zähnen ist nicht sinusförmig;

das Feld fehlt abwechselnd an einem Teil der Zähne;

Das Magnetfeld, das nicht sinusförmig ist und räumliche Diskontinuitäten aufweist, bildet die gleiche Struktur des Stroms im Stator.

Im Laufe mehrerer Jahre wurden Tausende von Messungen und Berechnungen der Momentanwerte des Magnetfelds im Raum von Asynchronmotoren verschiedener Baureihen durchgeführt. Dadurch war es möglich, eine neue Methodik zur Berechnung des Magnetfelds zu erarbeiten und effektive Möglichkeiten zur Verbesserung der Grundparameter von Asynchronmotoren aufzuzeigen.

Um die Eigenschaften des Magnetfelds zu verbessern, wurde ein offensichtlicher Weg vorgeschlagen - die Kombination von zwei "Stern" - und "Dreiecks" -Schaltungen in einer Wicklung.

Diese Methode wurde früher von einer Reihe von Wissenschaftlern und talentierten Ingenieuren verwendet, um Maschinen von elektrischen Maschinen zu wickeln, aber sie folgten einem empirischen Weg.

Die Verwendung kombinierter Wicklungen in Kombination mit einem neuen Verständnis der Theorie des Flusses elektromagnetischer Prozesse in Asynchronmotoren gab atemberaubender effekt !!!

Die Energieeinsparung bei gleicher Nutzarbeit erreicht 30-50%, der Anlaufstrom wird um 30-50% reduziert. Das Maximal- und Anlaufdrehmoment steigt, der Wirkungsgrad hat einen hohen Wert in einem weiten Lastbereich, erhöht den cos, erleichtert den Betrieb des Motors bei reduzierter Spannung.

Die massive Einführung von Asynchronmotoren mit kombinierten Wicklungen wird den Stromverbrauch um mehr als 30 % senken und die Umweltsituation verbessern.

Im Januar 2012 startete das Werk UralElectro die Massenproduktion von Asynchronmotoren mit kombinierten Wicklungen allgemeiner Industrieausführung der Baureihe ADEM.

Derzeit wird daran gearbeitet, Traktionsantriebe auf Basis von Motoren mit kombinierten Wicklungen für Elektrofahrzeuge zu schaffen.

Am 31. Januar 2012 machte ein Elektroauto mit einem solchen Antrieb seine erste Fahrt. Die Tester schätzten die Vorteile des Antriebs gegenüber Standard asynchron und seriell.

Zielmärkte in RF

Anwendungstabelle asynchroner Elektromotoren mit kombinierten Wicklungen (EDSO) oder Modernisierung konventioneller asynchroner Elektromotoren auf ADSO-Niveau für Personenverkehr, Elektrotransport, Wohnungs- und Kommunaldienstleistungen, Elektrowerkzeuge und bestimmte Arten von Industrieanlagen

Schlussfolgerungen

Das Projekt asynchrone Elektromotoren mit kombinierten Wicklungen (ADMS) hat umfangreiche Märkte in der Russischen Föderation und im Ausland gemäß IEC 60034-30.

Um den Markt für Asynchronmotoren mit kombinierten Wicklungen zu dominieren, ist der Bau einer Anlage mit einem Jahresprogramm von 2 Millionen Motoren und 500.000 Einheiten erforderlich. Frequenzumrichter (FC) pro Jahr.

Produktpalette der Anlage, tausend Stück.

Bei Energiesparmotoren werden aufgrund einer Erhöhung der Masse der aktiven Materialien (Eisen und Kupfer) die Nennwerte von Wirkungsgrad und cosj erhöht. Energieeffiziente Motoren werden beispielsweise in den USA eingesetzt und sind bei Dauerbelastung wirksam. Die Machbarkeit des Einsatzes von Energiesparmotoren sollte unter Berücksichtigung zusätzlicher Kosten bewertet werden, da eine geringe (bis zu 5%) Steigerung des Nennwirkungsgrades und cosj durch eine Erhöhung der Eisenmasse um 30-35%, Kupfer um 20- 25%, Aluminium um 10-15%, t .e. Erhöhung des Motorpreises um 30-40%.

Ungefähre Abhängigkeiten von Wirkungsgrad (h) und cos j von der Nennleistung für konventionelle und energiesparende Motoren aus Gould (USA) sind in der Abbildung dargestellt.

Die Effizienzsteigerung energiesparender Elektromotoren wird durch folgende konstruktive Änderungen erreicht:

· Kerne werden verlängert, aus separaten Elektroblechplatten mit geringen Verlusten zusammengesetzt. Solche Kerne reduzieren die magnetische Flussdichte, d.h. Verluste im Stahl.

· Kupferverluste werden durch die maximale Nutnutzung und die Verwendung von Leitern mit erhöhtem Querschnitt in Stator und Rotor reduziert.

· Durch sorgfältige Auswahl der Anzahl und Geometrie der Zähne und Nuten werden zusätzliche Verluste minimiert.

· Während des Betriebs wird weniger Wärme erzeugt, wodurch Leistung und Größe des Lüfters reduziert werden können, was zu einer Verringerung der Lüfterverluste und damit zu einer Verringerung der Gesamtverlustleistung führt.

Motoren mit hohem Wirkungsgrad senken die Energiekosten, indem sie die Motorverluste reduzieren.

Tests an drei „energiesparenden“ Elektromotoren ergaben bei Volllast eine Einsparung von 3,3 % bei einem 3 kW Elektromotor, 6 % bei einem 7,5 kW Elektromotor und 4,5 % bei einem 22 kW Elektromotor.

Die Einsparung bei Volllast beträgt ca. 0,45 kW, was bei Energiekosten von 0,06 $/kW entspricht. h beträgt 0,027 $ / h. Dies entspricht 6% der Betriebskosten des Elektromotors.

Ein herkömmlicher 7,5-kW-Elektromotor kostet 171 US-Dollar, während ein hocheffizienter Elektromotor 296 US-Dollar (125 US-Dollar Prämie) kostet. Die Tabelle zeigt, dass die Amortisationszeit für einen Motor mit erhöhtem Wirkungsgrad, berechnet auf Basis der Grenzkosten, ca. 5000 Stunden beträgt, was einem Betrieb des Elektromotors von 6,8 Monaten bei Nennlast entspricht. Bei niedrigeren Lasten ist die Amortisationszeit etwas länger.

Der Wirkungsgrad beim Einsatz von Energiesparmotoren ist umso höher, je höher die Belastung des Motors und je näher seine Betriebsart an einer konstanten Belastung ist.

Der Einsatz und der Ersatz von Motoren durch energieeffizientere sollten unter Berücksichtigung aller zusätzlichen Kosten und ihrer Lebensdauer bewertet werden.

Die einzigartige Modernisierungstechnologie mit kombinierten Wicklungen vom Typ Slavyanka ermöglicht es, die Leistung zu erhöhen und den Energieverbrauch von ausgebrannten und neuen Asynchronmotoren erheblich zu senken. Heute wird es bei mehreren großen Industrieunternehmen erfolgreich eingesetzt. Eine solche Modernisierung ermöglicht es, die Anlauf- und Mindestmomente um 10-20% zu erhöhen, den Anlaufstrom um 10-20% zu reduzieren oder die Leistung des Elektromotors um 10-15% zu erhöhen, den Wirkungsgrad in einem weiten Bereich nahe dem Nennwert zu stabilisieren von Lasten, reduzieren den Leerlaufstrom, reduzieren die Verluste in Stahl um das 2-, 7- bis 3-fache, das elektromagnetische Rauschen und die Vibrationen, erhöhen die Zuverlässigkeit und erhöhen die Überholungslebensdauer um das 1,5- bis 2-fache.

In Russland macht der Anteil von Asynchronmotoren nach verschiedenen Schätzungen 47 bis 53 % des gesamten erzeugten Stroms aus, in der Industrie - im Durchschnitt 60 %, in Kaltwasserversorgungssystemen - bis zu 80 %. Sie führen nahezu alle mit der Bewegung verbundenen technologischen Prozesse durch und decken alle Bereiche menschlichen Handelns ab. In jeder Wohnung gibt es mehr Asynchronmotoren als Mieter. Da es früher kein Problem gab, Energieressourcen zu sparen, versuchten sie bei der Entwicklung der Ausrüstung, „ihre Wetten abzusichern“ und verwendeten Motoren mit einer Leistung, die die berechnete überstieg. Energiesparen im Design trat in den Hintergrund, und ein Konzept wie Energieeffizienz war nicht so relevant. Die russische Industrie hat keine energieeffizienten Motoren entwickelt oder hergestellt. Der Übergang zur Marktwirtschaft hat die Situation dramatisch verändert. Heutzutage ist die Einsparung einer Einheit an Energieressourcen, beispielsweise 1 Tonne Kraftstoff, konventionell halb so teuer wie die Herstellung.

Energieeffiziente Motoren (EM) sind Asynchron-EMs mit Kurzschlussläufer, bei denen durch eine Erhöhung der Masse der Aktivmaterialien deren Qualität sowie durch spezielle Konstruktionstechniken um 1 . gesteigert werden konnte -2% (starke Motoren) bzw. um 4-5% (kleine Motoren) Nennwirkungsgrad bei etwas höherem Motorpreis.

Mit dem Aufkommen von Motoren mit kombinierten Wicklungen "Slavyanka" nach dem patentierten Schema wurde es möglich, die Parameter der Motoren erheblich zu verbessern, ohne den Preis zu erhöhen. Aufgrund der verbesserten mechanischen Eigenschaften und der höheren Energieleistung wurde es möglich, bei gleicher Nutzarbeit bis zu 15 % des Energieverbrauchs einzusparen und einen drehzahlgeregelten Antrieb mit einzigartigen Eigenschaften zu schaffen, der weltweit seinesgleichen sucht.

Im Gegensatz zu Standard-EM mit kombinierten Wicklungen haben sie eine hohe Momentenvielfalt, einen Wirkungsgrad und Leistungsfaktor nahe der Nennleistung in einem weiten Lastbereich. Dies erhöht die durchschnittliche Motorlast auf 0,8 und verbessert die Leistung der vom Antrieb gewarteten Geräte.

Im Vergleich zu den bekannten Methoden zur Steigerung der Energieeffizienz eines Asynchronantriebs besteht die Neuheit der von den St. Petersburgern verwendeten Technologie darin, das grundlegende Konstruktionsprinzip klassischer Motorwicklungen zu ändern. Die wissenschaftliche Neuheit liegt darin, dass für die Auslegung von Motorwicklungen, für die Wahl des optimalen Verhältnisses der Anzahl der Rotornuten und des Starters völlig neue Prinzipien formuliert wurden. Auf ihrer Grundlage wurden Industriedesigns und Diagramme von einlagigen und zweilagigen kombinierten Wicklungen entwickelt, sowohl für das manuelle als auch für das automatische Verlegen von Wicklungen auf Standardgeräten. Für technische Lösungen wurden eine Reihe von HF-Patenten erhalten.

Das Wesen der Entwicklung besteht darin, dass Sie je nach Anschlussplan einer Drehstromlast an ein Drehstromnetz (Stern oder Dreieck) zwei Stromsysteme erhalten können, die zwischen den Vektoren einen Winkel von 30 elektrischen Grad bilden. Dementsprechend kann ein Elektromotor an ein Drehstromnetz angeschlossen werden, das keine Drehstromwicklung, sondern eine Sechsphasenwicklung aufweist. In diesem Fall muss ein Teil der Wicklung im Stern und ein Teil im Dreieck enthalten sein und die resultierenden Vektoren der Pole der gleichen Phasen des Sterns und des Dreiecks müssen einen Winkel von 30 elektrischen Grad zwischen ihnen bilden. Die Kombination zweier Kreise in einer Wicklung verbessert die Feldform im Motorbetriebsspalt und damit die Haupteigenschaften des Motors deutlich.

Im Vergleich zu den bekannten kann der Frequenzumrichter auf der Basis neuer Motoren mit kombinierten Wicklungen mit erhöhter Frequenz der Versorgungsspannung hergestellt werden. Dies wird durch geringere Verluste im Stahl des Motormagnetkreises erreicht. Dadurch sind die Kosten für einen solchen Antrieb deutlich geringer als bei der Verwendung von Standardmotoren, insbesondere werden Geräusche und Vibrationen deutlich reduziert.

Der Einsatz dieser Technologie bei der Reparatur von Asynchronmotoren ermöglicht aufgrund der Energieeinsparung eine Amortisation der Kosten innerhalb von 6-8 Monaten. Im vergangenen Jahr hat nur der Wissenschafts- und Produktionsverband "St. Petersburg Electrotechnical Company" mehrere Dutzend ausgebrannte und neue Asynchronmotoren durch Umspulen der Statorwicklungen in einer Reihe von großen Unternehmen in St. Petersburg in der Bäckerei-, Tabakindustrie, Baustofffabriken und viele andere. Und dieser Bereich entwickelt sich erfolgreich. Heute sucht der Wissenschafts- und Produktionsverband "St. Petersburg Electrotechnical Company" potenzielle Partner in den Regionen, die zusammen mit den Einwohnern von St. Petersburg ein Unternehmen zur Modernisierung von Asynchron-Elektromotoren in ihrer Umgebung organisieren können.

Vorbereitet von Maria Alisova.

Hinweis

Nikolay Yalovega- der Begründer der Technik - Professor, Doktor der technischen Wissenschaften. 1996 wurde in den USA ein Patent angemeldet. Ab heute ist die Gültigkeitsdauer abgelaufen.

Dmitry Duyunov- der Entwickler der Methodik zur Berechnung der Schemata zum Verlegen der kombinierten Wicklungen des Motors. Eine Reihe von Patenten wurde erteilt.