Energooszczędne silniki elektryczne. Efektywność energetyczna napędu elektrycznego

Wydajne energetycznie silniki indukcyjne o wysokim momencie obrotowym i niskim poziomie hałasu z połączonymi uzwojeniami

Główne zalety:

Przykładem takich silników są asynchroniczne silniki elektryczne (AM) serii ADEM. Można je kupić u producenta UralElektro... Silniki serii ADEM pod względem wymiarów montażowych i przyłączeniowych są w pełni zgodne z GOST R 51689. Pod względem klasy efektywności energetycznej odpowiadają IE 2 zgodnie z IEC 60034-30.

Przeprowadzenie prac modernizacyjnych, naprawczych i serwisowych na WM kolejnej modyfikacji pozwala na doprowadzenie ich głównych cech do poziomu silników ADEM w zakresie zmniejszenia poboru prądu i wydłużenia średniego czasu międzyawaryjnego 2-5 razy

Według międzynarodowych ekspertów 90% istniejącej floty jednostek pompujących zużywa o 60% więcej energii elektrycznej niż jest to wymagane w przypadku istniejących systemów. Nietrudno sobie wyobrazić, jakie ilości zasobów naturalnych można zaoszczędzić, biorąc pod uwagę, że udział pomp w globalnym zużyciu energii elektrycznej wynosi około 20%.

Unia Europejska opracowała i przyjęła nową normę IEC 60034-30, zgodnie z którą dla jednobiegowych trójfazowych asynchronicznych silników klatkowych ustala się trzy klasy efektywności energetycznej (IE - International Energy Efficiency):

IE1 - standardowa klasa efektywności energetycznej - mniej więcej odpowiednik klasy efektywności energetycznej EFF2 obecnie stosowanej w Europie;

IE2 - klasa wysokiej efektywności energetycznej - z grubsza odpowiednik klasy efektywności energetycznej EFF1,

IE3 - Najwyższa klasa efektywności energetycznej - Nowa klasa efektywności energetycznej dla Europy.

Zgodnie z wymogami w/w normy zmiany dotyczą prawie wszystkich silników w zakresie mocy od 0,75 kW do 375 kW. Wdrożenie nowego standardu w Europie odbędzie się w trzech etapach:

Od stycznia 2011 wszystkie silniki muszą być zgodne z klasą IE2.

Od stycznia 2015 wszystkie silniki od 7,5 do 375 kW muszą mieć co najmniej IE3; jednak silnik klasy IE2 jest dozwolony, ale tylko w przypadku pracy z przemiennikiem częstotliwości.

Od stycznia 2017 wszystkie silniki od 0,75 do 375 kW muszą mieć co najmniej IE3; jednak silnik klasy IE2 jest również dopuszczalny podczas pracy z przemiennikiem częstotliwości.

Wszystkie silniki IE3 mogą w określonych warunkach zaoszczędzić do 60% energii elektrycznej. Technologia zastosowana w nowych silnikach elektrycznych pozwala zminimalizować straty w uzwojeniu stojana, płytach stojana i wirniku silnika związane z prądami wirowymi i opóźnieniem fazowym. Ponadto silniki te minimalizują straty prądu przez szczeliny i pierścienie ślizgowe wirnika, a także straty tarcia w łożyskach.

Napęd elektryczny jest głównym konsumentem energii elektrycznej.

Dziś zużywa ponad 40% całej wyprodukowanej energii elektrycznej, a w mieszkalnictwie i usługach komunalnych do 80%. W warunkach niedoboru zasobów energetycznych sprawia to, że problem oszczędności energii w napędzie elektrycznym i za pomocą napędu elektrycznego jest szczególnie dotkliwy.

Aktualny stan badań i rozwoju w zakresie realizacji projektów

W ostatnich latach, w związku z pojawieniem się niezawodnych i przystępnych cenowo przetwornic częstotliwości, rozpowszechniły się zmienne napędy asynchroniczne. Choć ich cena pozostaje dość wysoka (dwa do trzech razy droższa niż silnik), pozwalają w niektórych przypadkach na zmniejszenie zużycia energii i poprawę charakterystyki silnika, zbliżając je do charakterystyk silników prądu stałego. Niezawodność regulatorów częstotliwości jest również kilkakrotnie niższa niż silników elektrycznych. Nie każdy konsument ma możliwość zainwestowania tak ogromnej sumy pieniędzy w instalację kontrolerów częstotliwości. W Europie do 2012 roku tylko 15% napędów o zmiennej prędkości będzie wyposażonych w silniki prądu stałego. Dlatego istotne jest rozważenie problemu oszczędności energii głównie w odniesieniu do asynchronicznego napędu elektrycznego, w tym sterowanego częstotliwościowo, wyposażonego w specjalistyczne silniki o niższym zużyciu materiału i niższych kosztach.

W praktyce światowej istnieją dwa główne kierunki rozwiązania tego problemu:

Najpierw- oszczędność energii dzięki napędowi elektrycznemu dzięki dostarczaniu w każdej chwili wymaganej mocy do odbiorcy końcowego.

druga- produkcja silników energooszczędnych spełniających normę IE-3.

W pierwszym przypadku wysiłki mają na celu obniżenie kosztów przemienników częstotliwości. W drugim przypadku - do opracowania nowych materiałów elektrycznych i optymalizacji podstawowych wymiarów maszyn elektrycznych.

Nowość proponowanego podejścia

Istota rozwiązań technologicznych

Kształt pola w roboczej szczelinie powietrznej silnika standardowego.

Kształt pola w szczelinie roboczej silnika z uzwojeniem kombinowanym.

Główne zalety silnika z uzwojeniem kombinowanym:

prowadzi do dodatkowych strat energii elektrycznej. Według ostrożnych szacunków wartość ta osiąga 15-20% z całkowitego poboru mocy obciążenia silnika ( szczególnie niskonapięciowy napęd elektryczny). Przy spadku wielkości produkcji część napędu nie jest wyłączana z „powodów technologicznych”. W tym okresie napęd pracuje z mniejszym wykorzystaniem mocy znamionowej ( lub nawet pracuje bezczynnie). Naturalnie się zwiększa straty w napędzie elektrycznym. Na podstawie przedstawionych pomiarów i uproszczonych obliczeń stwierdzono, że średnie obciążenie napędu elektrycznego nie przekracza wartości 50-55% od mocy znamionowej napędu elektrycznego. Nieoptymalne obciążenie silników indukcyjnych (AM) prowadzi do tego, że rzeczywiste straty przekraczają normę. Spadek prądu jest nieproporcjonalny do spadku mocy - ze względu na spadek współczynnika mocy. Efektowi temu towarzyszą nieuzasadnione dodatkowe straty w sieciach dystrybucyjnych. Obliczona zależność poziomu strat energii elektrycznej w silnikach poziom ich obciążenia można odzwierciedlić w postaci wykresu ( patrz zdjęcie poniżej). Jednym z charakterystycznych „błędów” jest wykorzystanie w obliczeniach wartości średniej sałata, co prowadzi do zniekształcenia rzeczywistego obrazu stosunku energii czynnej i biernej.

Rozszerzając zakres dynamiczny o wysokie wartości sprawności i cos dla silnika asynchronicznego można znacznie zmniejszyć straty zużywanej energii elektrycznej!

Uzasadnienie projektu i zastosowane rozwiązania

1. Uzwojenia

Od ponad 100 lat wynalazcy we wszystkich uprzemysłowionych krajach świata podejmowali nieudane próby wynalezienia takich silników elektrycznych, które mogłyby zastąpić silniki prądu stałego prostszymi, bardziej niezawodnymi i tańszymi, takimi jak asynchroniczne.

Rozwiązanie znaleziono w Rosji, ale do tej pory nie można ustalić prawdziwego wynalazcy.

Istnieje patent RU 2646515 (nieważny od 01.01.2013) z pierwszeństwem 22.07.1991 autorów: Vlasova VG i Morozova NM, właściciel patentu: Stowarzyszenie Naukowo-Produkcyjne „Kuzbasselectromotor” - „Uzwojenie stojana dwu- biegunowy trójfazowy silnik indukcyjny”, który prawie całkowicie odpowiada kolejnym zgłoszeniom patentowym N. V. Yalovegi, nauczyciela w Moskiewskim Instytucie Technologii Elektronicznej, z 1995 roku (żadne patenty nie zostały wydane na te zgłoszenia). Okazuje się, że oryginalny pomysł nie należy do N. V. Yalovegi, który jest wszędzie prezentowany wynalazcom - „rosyjski silnik parametryczny Yalovega” (RPDYa). Istnieje jednak patent amerykański wydany 29 czerwca 1993 r. przez N.V. Yalovege, S.N. Yalovege. i Belanov K.A., na silnik elektryczny podobny do patentu Federacji Rosyjskiej w 1991 roku, ale nikomu nie udało się stworzyć silnika elektrycznego z wykorzystaniem wymienionych patentów. opis teoretyczny nie zawiera informacji o konkretnej konstrukcji uzwojeń, a „autorzy” nie mogą udzielać wyjaśnień, ponieważ nie mają „wizji” zastosowania wynalazku.

Powyższa sytuacja z patentami wskazuje, że „autorzy” patentów nie są prawdziwymi wynalazcami, ale najprawdopodobniej „przeszpiegowali” jego wdrożenie u jakiegoś praktyka - maszyny do nawijania silników indukcyjnych, ale nie udało się opracować rzeczywistego zastosowania efektu.

Silnik elektryczny z dwuwarstwowymi uzwojeniami 2 × 3, przesuniętymi względem siebie, nazywany jest asynchronicznym silnikiem elektrycznym z uzwojeniami kombinowanymi (AED CO). Właściwości AED CO pozwoliły na stworzenie na jego bazie szeregu urządzeń technologicznych spełniających najbardziej rygorystyczne wymagania technologii energooszczędnych. Zrealizowane projekty AED SO obejmowały zakres mocy od 0,25 kW do 2000 kW.

2. Związek

Do wypełnienia uzwojeń silnika stosuje się mieszankę PCM na bazie kauczuku metylowinylosiloksanowego z wypełniaczami mineralnymi o wielkości nano.

PCM to obiecujący materiał oszczędzający energię i zasoby do stosowania w produkcji przewodów elektrycznych i kabli, wyrobów gumowych o najszerszej gamie. Umożliwia wymianę drutów produkcji zagranicznej w zakresie temperatur od -100 do +400. Pozwala zmniejszyć użyteczny przekrój drutu o 1,5-3 razy przy równych obciążeniach prądowych. Do produkcji wykorzystywane są rosyjskie surowce mineralne i organiczne.

Stworzony na bazie bezhalogenowego (fluoru, chloru) kauczuku silikonowego, posiada szereg ważnych i użytecznych właściwości użytkowych w porównaniu z tradycyjnymi materiałami używanymi do tych celów:

Przekazane do badań przewody PCM pokrywają standardowe parametry temperaturowe izolacji (GOST 26445-85, GOST R IEC 60331-21 2003) i mogą być stosowane w nowoczesnych urządzeniach motoryzacyjnych, lotniczych, okrętowych i innych urządzeniach elektrycznych w zakresie temperatur od -100°C do + 400 ° C.

Właściwości mechaniczne PCM umożliwiają ich stosowanie zarówno w statycznych, jak i dynamicznych trybach pracy urządzeń elektrycznych narażonych na ogrzewanie w wysokiej temperaturze bez ekspozycji na otwarty ogień do temperatury +400 ° С oraz z otwartym ogniem do temperatura +700 ° С przez 240 minut ...

Wiązki przewodów (kabel) mogą wytrzymać krótkotrwałe 20-krotne przeciążenie prądowe (do 10 minut) bez przerywania ich izolacji, co znacznie przewyższa zasilanie GOST dla różnych urządzeń, na przykład motoryzacyjnego, lotniczego, morskiego itp.

Przy zewnętrznym nadmuchu PCM można zwiększyć charakterystykę obciążenia temperaturowego (w zależności od przepływu nadmuchu).

Podczas wypalania izolacji nie wydzielają się żadne toksyczne substancje. Zapach z odparowania zewnętrznego koloru PCM pojawia się w temperaturze plus 160 - 200 C.

Zachodzą właściwości ekranujące izolacji przewodu.

Odgazowanie, odkażanie i dezynfekcja oraz inne rozwiązania nie wpływają na jakość izolacji przewodów.

Przewody typu IKM przedstawione do badań są zgodne z GOST 26445-85, GOST R IEC 60331-21-2003 „Kable żaroodporne z izolacją krzemoorganiczną, drut przenośny z izolacją gumową”.

3. Łożyska

W celu zmniejszenia współczynnika tarcia w łożyskach stosuje się przeciwcierny smar mineralny CETIL.

Osobliwości:

Gwarantowana jest ciągła ochrona przed zużyciem ocierających się części metalowych;

Gwarantowana jest długoterminowa stałość właściwości;

Wysoka opłacalność i efektywność energetyczna;

Optymalizacja działania wszystkich elementów mechanicznych;

Wysoka czystość procesu dzięki zastosowaniu wyłącznie składników mineralnych;

Przyjazność dla środowiska;

Stałe czyszczenie mechaniki z nagaru i brudu;

W ogóle nie ma szkodliwych emisji.

Zalety smarów stałych CETYL:

Efektywne stężenie CETYL w olejach i smarach wynosi 0,001 - 0,002%.

CETYL pozostaje na powierzchniach trących nawet po całkowitym spuszczeniu oleju (przy tarciu suchym) i całkowicie eliminuje skutki tarcia granicznego.

CETYL jest substancją chemicznie obojętną, nie utlenia się, nie blaknie i zachowuje swoje właściwości przez nieograniczony czas.

Działa w temperaturach do 1600 stopni.

Zastosowanie CETYL-u kilkakrotnie zwiększa żywotność olejów i smarów.

CETYL to nanokompleks cząstek mineralnych - wielkość cząstek koncentratu wyjściowego to 14-20 nm.

Na świecie nie ma analogów o takich właściwościach.

Za prawie 100 lat istnienie w nich silników asynchronicznych, użyte materiały, konstrukcja poszczególnych jednostek i części, ulepszona technologia produkcji; jednak podstawowe rozwiązania projektowe zaproponowane przez rosyjskiego wynalazcę M.O.Dolivo-Dobrovolsky, w zasadzie pozostała niezmieniona aż do wynalezienia silników z kombinowanymi uzwojeniami.

Podejścia metodologiczne w obliczeniach silników indukcyjnych

Tradycyjne podejście do obliczania silnika indukcyjnego

W nowoczesnych podejściach do obliczania silników indukcyjnych postulat dotyczący tożsamość sinusoidalna strumień magnetyczny i jego jednolitość pod wszystkimi zębami stojana. W oparciu o ten postulat przeprowadzono obliczenia dla jeden ząb stojana, a modelowanie maszyn przeprowadzono w oparciu o powyższe założenia. Jednocześnie brak dokowania pomiędzy obliczonym a rzeczywistym modelem pracy silnika asynchronicznego został skompensowany przez zastosowanie dużej liczby współczynników korekcyjnych. W tym przypadku obliczenia przeprowadzono dla znamionowego trybu pracy silnika asynchronicznego.

Istotą naszego nowego podejścia jest to, że w obliczeniach przeprowadzono oparty na czasie przekrój chwilowych wartości strumienia magnetycznego dla każdego zęba na tle rozkładu pola wszystkich zębów. Stopniowe (czasowe) i personalne cięcie dynamiki wartości pola magnetycznego dla wszystkich zębów stojana szeregowych silników asynchronicznych pozwoliło ustalić:

pole na zębach nie jest sinusoidalne;

pole jest naprzemiennie nieobecne w części zębów;

Pole magnetyczne, które nie ma kształtu sinusoidalnego i ma nieciągłości w przestrzeni, tworzy taką samą strukturę prądu w stojanie.

Na przestrzeni lat wykonano tysiące pomiarów i obliczeń wartości chwilowych pola magnetycznego w przestrzeni silników asynchronicznych różnych serii. Umożliwiło to wypracowanie nowej metodyki obliczania pola magnetycznego i nakreślenie skutecznych sposobów poprawy podstawowych parametrów silników indukcyjnych.

Aby poprawić charakterystykę pola magnetycznego, zaproponowano oczywisty sposób – połączenie dwóch obwodów „gwiazdowych” i „trójkątnych” w jednym uzwojeniu.

Metoda ta była wcześniej stosowana przez wielu naukowców i utalentowanych inżynierów, maszyn nawijających maszyn elektrycznych, ale podążali ścieżką empiryczną.

Zastosowanie uzwojeń kombinowanych w połączeniu z nowym rozumieniem teorii przepływu procesów elektromagnetycznych w silnikach asynchronicznych dało oszałamiający efekt !!!

Oszczędność energii przy tej samej użytecznej pracy sięga 30-50%, prąd rozruchowy zmniejsza się o 30-50%. Zwiększa się maksymalny i rozruchowy moment obrotowy, sprawność ma wysoką wartość w szerokim zakresie obciążeń, wzrasta wartość cos, a praca silnika przy obniżonym napięciu jest ułatwiona.

Masowe wprowadzenie silników indukcyjnych z uzwojeniem kombinowanym zmniejszy zużycie energii elektrycznej o ponad 30% i poprawi sytuację środowiskową.

W styczniu 2012 roku zakład UralElectro rozpoczął masową produkcję silników asynchronicznych z uzwojeniem kombinowanym o ogólnym wzornictwie przemysłowym serii ADEM.

Obecnie trwają prace nad stworzeniem napędów trakcyjnych opartych na silnikach z uzwojeniem kombinowanym do pojazdów elektrycznych.

31 stycznia 2012 r. w swoją pierwszą podróż odbył samochód elektryczny z takim napędem. Testerzy docenili zalety napędu w porównaniu ze standardowymi asynchronicznymi i szeregowymi.

Rynki docelowe w RF

Tabela zastosowania asynchronicznych silników elektrycznych z uzwojeniami kombinowanymi (EDSO) lub modernizacji konwencjonalnych asynchronicznych silników elektrycznych do poziomu ADSO dla transportu pasażerskiego, transportu elektrycznego, usług mieszkaniowych i komunalnych, elektronarzędzi i niektórych rodzajów urządzeń przemysłowych

wnioski

Projekt asynchronicznych silników elektrycznych z uzwojeniami kombinowanymi (ADMS) ma rozległe rynki w Federacji Rosyjskiej i za granicą zgodnie z normą IEC 60034-30.

Aby zdominować rynek silników asynchronicznych z uzwojeniami kombinowanymi, konieczna jest budowa zakładu o rocznym programie 2 mln silników i 500 tys. sztuk. przetwornice częstotliwości (FC) rocznie.

Asortyment wyrobów zakładu, tys.

W silnikach energooszczędnych, ze względu na wzrost masy materiałów aktywnych (żelazo i miedź) zwiększają się nominalne wartości sprawności i cosj. Energooszczędne silniki są stosowane na przykład w USA i działają przy stałym obciążeniu. Możliwość zastosowania silników energooszczędnych należy oceniać z uwzględnieniem kosztów dodatkowych, gdyż niewielki (do 5%) wzrost sprawności nominalnej i cosj uzyskuje się poprzez zwiększenie masy żelaza o 30-35%, miedzi o 20- 25%, aluminium o 10-15%, t .e. wzrost ceny silnika o 30-40%.

Na rysunku przedstawiono przybliżone zależności sprawności (h) i cos j od mocy znamionowej silników konwencjonalnych i energooszczędnych z Gould (USA).

Wzrost sprawności energooszczędnych silników elektrycznych uzyskuje się poprzez następujące zmiany konstrukcyjne:

· Rdzenie są przedłużane, montowane z oddzielnych blach ze stali elektrotechnicznej o niskich stratach. Takie rdzenie zmniejszają gęstość strumienia magnetycznego, tj. E. straty w stali.

· Straty miedzi są zmniejszone dzięki maksymalnemu wykorzystaniu szczelin oraz zastosowaniu przewodów o zwiększonym przekroju w stojanie i wirniku.

· Dodatkowe straty są zminimalizowane dzięki starannemu doborowi liczby i geometrii zębów i rowków.

· Podczas pracy generowane jest mniej ciepła, co umożliwia zmniejszenie mocy i wielkości wentylatora chłodzącego, co prowadzi do zmniejszenia strat na wentylatorze, a tym samym do zmniejszenia całkowitych strat mocy.

Silniki o wysokiej sprawności zmniejszają koszty energii poprzez zmniejszenie strat silnika.

Testy przeprowadzone na trzech „energooszczędnych” silnikach elektrycznych wykazały, że przy pełnym obciążeniu uzyskane oszczędności wyniosły: 3,3% dla silnika elektrycznego o mocy 3 kW, 6% dla silnika elektrycznego o mocy 7,5 kW i 4,5% dla silnika elektrycznego o mocy 22 kW.

Oszczędności przy pełnym obciążeniu wynoszą około 0,45 kW, co przy koszcie energii 0,06 USD / kW. godz. wynosi 0,027 USD / godz. Odpowiada to 6% kosztów eksploatacji silnika elektrycznego.

Standardowy silnik elektryczny o mocy 7,5 kW kosztuje 171 USD, natomiast silnik elektryczny o wysokiej sprawności 296 USD (125 USD premii). Z tabeli wynika, że okres zwrotu dla silnika o podwyższonej sprawności, liczony na podstawie kosztów krańcowych, wynosi około 5000 godzin, co odpowiada 6,8 miesiąca pracy silnika elektrycznego przy obciążeniu znamionowym. Przy niższych obciążeniach okres zwrotu będzie nieco dłuższy.

Sprawność stosowania silników energooszczędnych będzie tym wyższa, im większe obciążenie silnika i im bliższy jest jego tryb pracy do obciążenia stałego.

Użytkowanie i wymianę silników na energooszczędne należy oceniać z uwzględnieniem wszystkich dodatkowych kosztów i ich żywotności.

Unikalna technologia modernizacji z wykorzystaniem kombinowanych uzwojeń typu Slavyanka pozwala na zwiększenie mocy i znaczne zmniejszenie zużycia energii wypalonych i nowych silników asynchronicznych. Dziś jest z powodzeniem wdrażany w kilku dużych przedsiębiorstwach przemysłowych. Taka modernizacja umożliwia zwiększenie momentu rozruchowego i minimalnego o 10-20%, zmniejszenie prądu rozruchowego o 10-20% lub zwiększenie mocy silnika elektrycznego o 10-15%, stabilizację sprawności zbliżonej do nominalnej w szerokim zakresie obciążeń, zmniejszyć prąd jałowy, zmniejszyć 2 , 7-3 razy straty w stali, poziom szumów elektromagnetycznych i wibracji, zwiększyć niezawodność i zwiększyć żywotność remontową 1,5-2 razy.

W Rosji udział silników asynchronicznych, według różnych szacunków, stanowi 47 do 53% zużycia całej wytworzonej energii elektrycznej, w przemyśle - średnio 60%, w systemach zaopatrzenia w zimną wodę - do 80%. Realizują niemal wszystkie procesy technologiczne związane z ruchem i obejmują wszystkie sfery ludzkiego życia. W każdym mieszkaniu jest więcej silników asynchronicznych niż lokatorów. Wcześniej, ponieważ nie było problemu z oszczędzaniem zasobów energetycznych, przy projektowaniu sprzętu starano się „zabezpieczać zakłady” i stosowano silniki o mocy przekraczającej wyliczoną. Oszczędność energii w projektowaniu zeszła na dalszy plan, a koncepcja efektywności energetycznej nie była tak istotna. Rosyjski przemysł nie projektował ani nie produkował silników energooszczędnych. Przejście do gospodarki rynkowej radykalnie zmieniło sytuację. Dziś zaoszczędzenie jednostki zasobów energetycznych, na przykład 1 tony paliwa w konwencjonalnych warunkach, to połowa ceny jej wyprodukowania.

Silniki energooszczędne (EM) to asynchroniczne silniki EM z wirnikiem klatkowym, w których dzięki zwiększeniu masy materiałów aktywnych, ich jakości, a także dzięki specjalnym technikom konstrukcyjnym, udało się zwiększyć o 1 -2% (silniki o dużej mocy) lub o 4-5% (małe silniki) sprawność nominalna przy pewnym wzroście ceny silnika.

Wraz z pojawieniem się silników z uzwojeniem kombinowanym „Slavyanka” zgodnie z opatentowanym schematem, stało się możliwe znaczne polepszenie parametrów silników bez zwiększania ceny. Dzięki ulepszonym właściwościom mechanicznym i wyższym wskaźnikom energii możliwe stało się zaoszczędzenie do 15% zużycia energii przy tej samej użytecznej pracy i stworzenie napędu o zmiennej prędkości o unikalnych właściwościach, które nie mają odpowiedników na świecie.

W przeciwieństwie do standardowych, EM z uzwojeniem kombinowanym mają dużą krotność momentów, mają sprawność i współczynnik mocy zbliżone do nominalnego w szerokim zakresie obciążeń. Zwiększa to średnie obciążenie silnika do 0,8 i poprawia osiągi napędzanego sprzętu.

W porównaniu ze znanymi metodami zwiększania sprawności energetycznej napędu asynchronicznego, nowość technologii stosowanej przez mieszkańców Petersburga polega na zmianie podstawowej zasady projektowania klasycznych uzwojeń silnika. Nowość naukowa polega na tym, że sformułowano zupełnie nowe zasady projektowania uzwojeń silników, doboru optymalnych przełożeń liczby żłobków wirnika i rozrusznika. Na ich podstawie opracowano projekty przemysłowe i schematy uzwojeń kombinowanych jednowarstwowych i dwuwarstwowych, zarówno do ręcznego, jak i automatycznego układania uzwojeń na standardowym wyposażeniu. Na rozwiązania techniczne uzyskano szereg patentów RF.

Istotą rozwoju jest to, że w zależności od schematu podłączenia obciążenia trójfazowego do sieci trójfazowej (gwiazda lub trójkąt) można uzyskać dwa układy prądów, tworzące między wektorami kąt 30 stopni elektrycznych. W związku z tym silnik elektryczny można podłączyć do sieci trójfazowej, która nie ma uzwojenia trójfazowego, ale sześciofazowe. W tym przypadku część uzwojenia musi być zawarta w gwieździe, a część w trójkącie i powstałe wektory biegunów tych samych faz gwiazdy i trójkąta muszą tworzyć kąt 30 stopni elektrycznych. Połączenie dwóch obwodów w jednym uzwojeniu poprawia kształt pola w szczelinie roboczej silnika, a w konsekwencji znacznie poprawia podstawowe właściwości silnika.

W porównaniu ze znanymi, przemiennik częstotliwości może być wykonany w oparciu o nowe silniki z kombinowanymi uzwojeniami o podwyższonej częstotliwości napięcia zasilającego. Osiąga się to dzięki niższym stratom w stali obwodu magnetycznego silnika. Dzięki temu koszt własny takiego napędu jest znacznie niższy niż przy zastosowaniu standardowych silników, w szczególności znacznie zmniejszony jest hałas i wibracje.

Zastosowanie tej technologii w naprawie silników asynchronicznych pozwala, dzięki oszczędności energii, na zwrot kosztów w ciągu 6-8 miesięcy. W ciągu ostatniego roku tylko Stowarzyszenie Naukowo-Produkcyjne „Petersburgska Firma Elektrotechniczna” zmodernizowało kilkadziesiąt wypalonych i nowych silników asynchronicznych poprzez przewijanie uzwojeń stojana w wielu dużych przedsiębiorstwach w Petersburgu w przemyśle piekarniczym, tytoniowym, fabryki materiałów budowlanych i wiele innych. I ten obszar pomyślnie się rozwija. Dzisiaj Stowarzyszenie Naukowo-Produkcyjne „Petersburgska Firma Elektrotechniczna” poszukuje potencjalnych partnerów w regionach, którzy są w stanie zorganizować, wspólnie z Petersburgami, biznes modernizacji asynchronicznych silników elektrycznych na swoim terenie.

Przygotowała Maria Alisova.

referencja

Nikolay Yalovega- twórca technologii - profesor, doktor nauk technicznych. Patent zgłoszony w USA w 1996 roku. Na dzień dzisiejszy wygasł okres ważności.

Dmitrij Dujunow- twórca metodologii obliczania układów połączonych uzwojeń silnika. Wydano szereg patentów.