Motorë elektrikë me efikasitet energjetik. Efikasiteti energjetik i makinës elektrike

Motorë induksioni me çift rrotullues të lartë me zhurmë të ulët me efikasitet energjie me mbështjellje të kombinuara

Përparësitë kryesore:

Një shembull i motorëve të tillë janë motorët elektrikë asinkronë (AM) të serisë ADEM. Ato mund të blihen nga prodhuesi UralElektro... Motorët e serisë ADEM për sa i përket instalimit dhe dimensioneve të lidhjes përputhen plotësisht me GOST R 51689. Për sa i përket klasës së efikasitetit të energjisë ato korrespondojnë me IE 2 sipas IEC 60034-30.

Kryerja e punës së modernizimit, riparimit dhe shërbimit në IM të një modifikimi tjetër ju lejon të sillni karakteristikat e tyre kryesore në nivelin e motorëve ADEM në fushën e uljes së konsumit aktual dhe rritjes së kohës mesatare midis dështimeve me 2-5 herë.

Sipas ekspertëve ndërkombëtarë, 90% e flotës ekzistuese të njësive të pompimit konsumojnë 60% më shumë energji elektrike sesa kërkohet për sistemet ekzistuese. Nuk është e vështirë të imagjinohet se çfarë vëllimesh burimesh natyrore mund të kursehen, duke qenë se pesha e pompave në konsumin global të energjisë elektrike është rreth 20%.

Bashkimi Evropian ka zhvilluar dhe miratuar një standard të ri IEC 60034-30, sipas të cilit janë krijuar tre klasa të efiçencës së energjisë (IE - Efikasiteti Ndërkombëtar i Energjisë) për motorët trefazorë asinkronë me kafaz ketri me një shpejtësi të vetme:

IE1 - klasa standarde e efikasitetit të energjisë - afërsisht ekuivalente me klasën e efikasitetit të energjisë EFF2 që përdoret aktualisht në Evropë;

IE2 - klasa e efikasitetit të lartë të energjisë - afërsisht e barabartë me klasën e efikasitetit të energjisë EFF1,

IE3 - Klasa më e lartë e efikasitetit të energjisë - Një klasë e re e efikasitetit të energjisë për Evropën.

Sipas kërkesave të standardit të lartpërmendur, ndryshimet zbatohen për pothuajse të gjithë motorët në diapazonin e fuqisë nga 0,75 kW në 375 kW. Zbatimi i standardit të ri në Evropë do të bëhet në tre faza:

Nga janari 2011, të gjithë motorët duhet të jenë në përputhje me klasën IE2.

Nga janari 2015, të gjithë motorët nga 7.5 deri në 375 kW duhet të jenë të paktën IE3; megjithatë, një motor i klasës IE2 lejohet, por vetëm kur përdoret me një makinë me frekuencë të ndryshueshme.

Nga janari 2017, të gjithë motorët nga 0,75 në 375 kW duhet të jenë të paktën IE3; megjithatë, një motor i klasës IE2 është gjithashtu i lejueshëm kur funksionon me një makinë me frekuencë të ndryshueshme.

Të gjithë motorët IE3 mund të kursejnë deri në 60% energji elektrike në kushte të caktuara. Teknologjia e përdorur në motorët e rinj elektrikë ju lejon të minimizoni humbjet në mbështjelljen e statorit, pllakat e statorit dhe rotorin e motorit që lidhen me rrymat vorbull dhe vonesën e fazës. Përveç kësaj, këta motorë minimizojnë humbjet e rrymës përmes vrimave dhe unazave të rrëshqitjes së rotorit, si dhe humbjet e fërkimit në kushineta.

Makina elektrike është konsumatori kryesor i energjisë elektrike.

Sot konsumon më shumë se 40% të të gjithë energjisë elektrike të prodhuar, dhe në shërbimet e banimit dhe komunale deri në 80%. Në kushtet e mungesës së burimeve energjetike, kjo e bën veçanërisht të mprehtë problemin e kursimit të energjisë në një makinë elektrike dhe me një makinë elektrike.

Gjendja aktuale e kërkimit dhe zhvillimit në fushën e zbatimit të projektit

Vitet e fundit, në lidhje me ardhjen e konvertuesve të frekuencës të besueshme dhe të përballueshme, disqet asinkronë të ndryshueshëm janë bërë të përhapur. Megjithëse çmimi i tyre mbetet mjaft i lartë (dy deri në tre herë më i shtrenjtë se një motor), ato lejojnë në disa raste të reduktojnë konsumin e energjisë dhe të përmirësojnë karakteristikat e motorit, duke i afruar ato me karakteristikat e motorëve DC. Besueshmëria e kontrolluesve të frekuencës është gjithashtu disa herë më e ulët se ajo e motorëve elektrikë. Jo çdo konsumator ka mundësinë të investojë një shumë kaq të madhe parash në instalimin e rregullatorëve të frekuencës. Në Evropë, deri në vitin 2012, vetëm 15% e disqeve me shpejtësi të ndryshueshme janë të pajisura me motorë DC. Prandaj, është e rëndësishme të merret në konsideratë problemi i kursimit të energjisë kryesisht në lidhje me një makinë elektrike asinkrone, duke përfshirë një të kontrolluar me frekuencë, të pajisur me motorë të specializuar me një konsum dhe kosto më të ulët të materialit.

Në praktikën botërore, ekzistojnë dy drejtime kryesore për zgjidhjen e këtij problemi:

Së pari- kursimi i energjisë me anë të një motori elektrik për shkak të furnizimit me energjinë e nevojshme për konsumatorin fundor në çdo moment të kohës.

Së dyti- prodhimi i motorëve me efikasitet të energjisë që plotësojnë standardin IE-3.

Në rastin e parë, përpjekjet synojnë uljen e kostos së konvertuesve të frekuencës. Në rastin e dytë - për zhvillimin e materialeve të reja elektrike dhe optimizimin e dimensioneve bazë të makinave elektrike.

Risia e qasjes së propozuar

Thelbi i zgjidhjeve teknologjike

Forma e fushës në hendekun e ajrit të punës të një motori standard.

Forma e fushës në hendekun e punës të motorit me mbështjellje të kombinuara.

Përparësitë kryesore të një motori me mbështjellje të kombinuara:

Duke zgjeruar gamën dinamike të vlerave të larta të efikasitetit dhe kostos për një motor asinkron, ju mund të reduktoni ndjeshëm humbjen e energjisë elektrike të konsumuar!

Arsyetimi i projektit dhe zgjidhjet e aplikuara

1. Mbështjelljet

Për më shumë se 100 vjet, shpikësit në të gjitha vendet e industrializuara të botës kanë bërë përpjekje të pasuksesshme për të shpikur motorë të tillë elektrikë që mund të zëvendësojnë motorët DC me motorë më të thjeshtë, më të besueshëm dhe më të lirë si asinkron.

Zgjidhja u gjet në Rusi, por deri më sot nuk është e mundur të përcaktohet shpikësi i vërtetë.

Ekziston një patentë RU 2646515 (jo e vlefshme që nga 01.01.2013) me prioritet 22.07.1991 nga autorët: Vlasova VG dhe Morozova NM, mbajtësi i patentës: Shoqata Shkencore dhe Prodhuese "Kuzbasselectromotor" - "Perdredha e statorit me dy motor induksioni trefazor i shtyllës ", i cili pothuajse plotësisht korrespondon me aplikimet e mëvonshme për patentë të N. V. Yalovega, mësues në Institutin e Teknologjisë Elektronike të Moskës, nga viti 1995 (nuk u lëshuan patenta për këto aplikacione). Rezulton se ideja origjinale nuk i përket N. V. Yalovega, i cili është paraqitur kudo para shpikësve - "motori parametrik rus Yalovega" (RPDYa). Por ekziston një patentë amerikane e lëshuar më 29 qershor 1993 nga N.V. Yalovege, S.N. dhe Belanov K.A., për një motor elektrik të ngjashëm me patentën e Federatës Ruse në 1991, por askush nuk arriti të krijojë një motor elektrik duke përdorur patentat e përmendura. përshkrimi teorik nuk përmban informacion në lidhje me modelin specifik të mbështjelljes, dhe "autorët" nuk mund të japin shpjegime pasi nuk kanë një "vizion" të zbatimit të shpikjes.

Situata e mësipërme me patentat tregon se "autorët" e patentave nuk janë shpikës të vërtetë, por ka shumë të ngjarë të "spiunuan" zbatimin e saj nga ndonjë praktikues - një makinë dredha-dredha e motorit me induksion, por nuk arritën të zhvillojnë një aplikim real të efektit.

Një motor elektrik me mbështjellje me dy shtresa 2 × 3, të zhvendosur në lidhje me njëri-tjetrin, quhet një motor elektrik asinkron me mbështjellje të kombinuara (AED CO). Karakteristikat e AED CO kanë bërë të mundur krijimin në bazë të tij të një numri pajisjesh teknologjike që plotësojnë kërkesat më të rrepta të teknologjive të kursimit të energjisë. Projektet e përfunduara të AED SO mbulonin diapazonin e fuqisë nga 0.25 kW deri në 2000 kW.

2. Komponim

Për të mbushur mbështjelljet e motorit, përdoret një përbërje PCM e bazuar në gomë metilvinilsiloksane me mbushës mineral me madhësi nano.

PCM është një material premtues për kursimin e energjisë dhe burimeve për përdorim në prodhimin e telave dhe kabllove elektrike, produkte gome të gamës më të gjerë. Lejon të zëvendësojë telat e prodhimit të huaj në intervalin e temperaturës nga -100 në +400. Lejon të zvogëlojë seksionin kryq të dobishëm të telit me 1,5-3 herë me ngarkesa të barabarta aktuale. Për prodhim, përdoren lëndë të para minerale dhe organike ruse.

Krijuar në bazë të gomës organosilikon pa halogjen (fluor, klor), ajo, në krahasim me materialet tradicionale të përdorura për këto qëllime, ka një numër karakteristikash të rëndësishme dhe të dobishme operacionale:

Telat PCM të paraqitura për ekzaminim mbulojnë parametrat standardë të temperaturës së izolimit (GOST 26445-85, GOST R IEC 60331-21 2003) dhe mund të përdoren në automobila, aviacion, anije dhe pajisje të tjera elektrike në intervalin e temperaturës nga -100 ° C deri në + 400 ° C.

Karakteristikat mekanike të PCM-ve bëjnë të mundur përdorimin e tyre si në mënyrat statike ashtu edhe në dinamike të funksionimit të pajisjeve elektrike të ekspozuara ndaj ngrohjes me temperaturë të lartë pa ekspozim ndaj zjarrit të hapur deri në një temperaturë prej +400 ° C, dhe me zjarr të hapur deri në një temperaturë prej +700 ° C për 240 minuta ...

Fijet e telit (kabllo) mund të përballojnë një mbingarkesë afatshkurtër 20-fish (deri në 10 minuta) pa thyer izolimin e tyre, gjë që tejkalon ndjeshëm furnizimin me energji GOST për pajisje të ndryshme, për shembull, automobila, aviacion, detar, etj.

Me fryrjen e jashtme të PCM-së, karakteristikat e ngarkesës së temperaturës mund të rriten (në varësi të rrjedhës së fryrjes).

Gjatë djegies së izolimit nuk lëshohen substanca helmuese. Era nga avullimi i ngjyrës së jashtme të PCM shfaqet në një temperaturë prej plus 160 - 200 C.

Vetitë mbrojtëse të izolimit të përcjellësit ndodhin.

Degazimi, dekontaminimi dhe dezinfektimi dhe zgjidhjet e tjera nuk ndikojnë në cilësinë e izolimit të telit.

Telat e tipit IKM të paraqitur për testim korrespondojnë me GOST 26445-85, GOST R IEC 60331-21-2003 "Kabllo rezistente ndaj nxehtësisë me izolim organosilicon, tel portativ me izolim gome".

3. Kushinetat

Për të reduktuar koeficientin e fërkimit në kushineta, përdoret yndyra minerale kundër fërkimit CETIL.

Veçoritë:

Garantohet mbrojtja e vazhdueshme ndaj konsumit të pjesëve metalike që fërkohen;

Garantohet qëndrueshmëria afatgjatë e karakteristikave;

Kosto-efektiviteti i lartë dhe efikasiteti i energjisë;

Optimizimi i funksionimit të të gjithë komponentëve mekanikë;

Pastërti e lartë e procesit për shkak të përdorimit vetëm të përbërësve mineralë;

Miqësia ndaj mjedisit;

Pastrim i vazhdueshëm i mekanikës nga depozitat e karbonit dhe papastërtitë;

Nuk ka fare emetime të dëmshme.

Përparësitë e lubrifikantëve të ngurtë CETYL:

Përqendrimi efektiv i CETYL në vajra dhe yndyrna është 0.001 - 0.002%.

CETYL mbetet në sipërfaqet e fërkimit edhe pasi vaji është kulluar plotësisht (me fërkim të thatë) dhe eliminon plotësisht efektet e fërkimit kufitar.

CETYL është një substancë kimikisht inerte, nuk oksidohet, nuk zbehet dhe ruan vetitë e tij për një kohë të pacaktuar.

Punon në temperatura deri në 1600 gradë.

Përdorimi i CETYL rrit jetën e shërbimit të vajrave dhe yndyrave disa herë.

CETYL është një nanokompleks i grimcave minerale - madhësia e grimcave të koncentratit fillestar është 14-20 nm.

Nuk ka analoge me prona të tilla në botë.

Në gati 100 vjet u përmirësuan ekzistenca e motorëve asinkronë në to, materialet e përdorura, dizajni i njësive dhe pjesëve individuale, teknologjia e prodhimit; megjithatë, zgjidhjet themelore të projektimit të propozuara nga shpikësi rus M.O.Dolivo-Dobrovolsky, në thelb mbeti i pandryshuar deri në shpikjen e motorëve me mbështjellje të kombinuara.

Qasjet metodologjike në llogaritjen e motorëve me induksion

Qasja tradicionale për llogaritjen e një motori me induksion

Në qasjet moderne për llogaritjen e motorëve me induksion, postulati rreth identiteti sinusoidal fluksi magnetik dhe i tij uniformiteti nën të gjithë dhëmbët e statorit. Bazuar në këtë postulat, llogaritjet janë kryer për një dhëmb statori, dhe simulimi i makinës u krye në bazë të supozimeve të mësipërme. Në të njëjtën kohë, mos-lidhja midis modeleve të llogaritura dhe reale të funksionimit të motorit asinkron u kompensua duke përdorur një numër të madh faktorësh korrigjimi. Në këtë rast, llogaritja u krye për mënyrën nominale të funksionimit të motorit asinkron.

Thelbi i qasjes sonë të re është se, në llogaritjet, një pjesë e bazuar në kohë e vlerave të menjëhershme të fluksit magnetik për çdo dhëmb është kryer në sfondin e shpërndarjes së fushës së të gjithë dhëmbëve. Një prerje hap pas hapi (e bazuar në kohë) dhe personeli i dinamikës së vlerave të fushës magnetike për të gjithë dhëmbët e statorit të motorëve asinkronë serialë bëri të mundur vendosjen e sa vijon:

fusha në dhëmbë nuk është sinusoidale;

fusha mungon në mënyrë alternative në një pjesë të dhëmbëve;

Fusha magnetike, e cila nuk është në formë sinusoidale dhe ka ndërprerje në hapësirë, formon të njëjtën strukturë të rrymës në stator.

Gjatë një numri vitesh, janë kryer mijëra matje dhe llogaritje të vlerave të menjëhershme të fushës magnetike në hapësirën e motorëve asinkron të serive të ndryshme. Kjo bëri të mundur përpunimin e një metodologjie të re për llogaritjen e fushës magnetike dhe përshkrimin e mënyrave efektive për të përmirësuar parametrat bazë të motorëve me induksion.

Për të përmirësuar karakteristikat e fushës magnetike, u propozua një mënyrë e dukshme - kombinimi i dy qarqeve "yll" dhe "trekëndësh" në një dredha-dredha.

Kjo metodë u përdor më herët nga një numër shkencëtarësh dhe inxhinierësh të talentuar, makineri dredha-dredha të makinave elektrike, por ata ndoqën një rrugë empirike.

Përdorimi i mbështjelljeve të kombinuara në kombinim me një kuptim të ri të teorisë së rrjedhës së proceseve elektromagnetike në motorët asinkronë dha efekt mahnitës!!!

Kursimi i energjisë, me të njëjtën punë të dobishme, arrin 30-50%, rryma e fillimit zvogëlohet me 30-50%. Çift rrotullues maksimal dhe fillestar rritet, efikasiteti ka një vlerë të lartë në një gamë të gjerë ngarkesash, rritet vlera e kostos dhe lehtësohet funksionimi i motorit me një tension të reduktuar.

Futja masive e motorëve asinkronë me mbështjellje të kombinuara do të reduktojë konsumin e energjisë elektrike me më shumë se 30% dhe do të përmirësojë situatën mjedisore.

Në janar 2012, uzina UralElektro filloi prodhimin serik të motorëve asinkron me mbështjellje të kombinuara të dizajnit të përgjithshëm industrial të serisë ADEM.

Aktualisht, po punohet për krijimin e mjeteve tërheqëse të bazuara në motorë me dredha-dredha të kombinuara për automjetet elektrike.

Më 31 janar 2012, një makinë elektrike me një lëvizje të tillë bëri udhëtimin e saj të parë. Testuesit vlerësuan avantazhet e njësisë në krahasim me standardin asinkron dhe serial.

Tregjet e synuara në RF

Tabela e aplikimit të motorëve elektrikë asinkronë me mbështjellje të kombinuara (EDSO) ose modernizimi i motorëve elektrikë asinkronë konvencionalë në nivelin e ADSO për transportin e pasagjerëve, transportin elektrik, strehimin dhe shërbimet komunale, veglat elektrike dhe lloje të caktuara të pajisjeve industriale

konkluzionet

Projekti i motorëve elektrikë asinkronë me mbështjellje të kombinuara (ADSO) ka tregje të gjera në Federatën Ruse dhe jashtë saj në përputhje me IEC 60034-30.

Për të dominuar tregun e motorëve asinkron me mbështjellje të kombinuara, kërkohet ndërtimi i një impianti me një program vjetor prej 2 milionë motorësh dhe 500 mijë njësi. konvertuesit e frekuencës (FC) në vit.

Gama e produkteve të uzinës, mijëra njësi

Në motorët e kursimit të energjisë, për shkak të rritjes së masës së materialeve aktive (hekur dhe bakër), vlerat nominale të efikasitetit dhe cosj rriten. Motorët e kursimit të energjisë përdoren, për shembull, në SHBA dhe janë efektivë nën ngarkesë të vazhdueshme. Mundësia e përdorimit të motorëve të kursimit të energjisë duhet të vlerësohet duke marrë parasysh kostot shtesë, pasi një rritje e vogël (deri në 5%) në efikasitetin nominal dhe cosj arrihet duke rritur masën e hekurit me 30-35%, bakrit me 20- 25%, alumini me 10-15%, t .e. rritje e çmimit të motorit me 30-40%.

Varësitë e përafërta të efikasitetit (h) dhe cos j nga fuqia nominale për motorët konvencionalë dhe që kursejnë energji nga Gould (SHBA) janë paraqitur në figurë.

Rritja e efikasitetit të motorëve elektrikë të kursimit të energjisë arrihet nga ndryshimet e mëposhtme të projektimit:

· Bërthamat janë të zgjatura, të montuara nga pllaka të veçanta çeliku elektrik me humbje të ulëta. Bërthamat e tilla reduktojnë densitetin e fluksit magnetik, d.m.th. humbjet në çelik.

· Humbjet e bakrit zvogëlohen për shkak të përdorimit maksimal të vrimave dhe përdorimit të përcjellësve me prerje tërthore të rritur në stator dhe rotor.

· Humbjet shtesë minimizohen për shkak të përzgjedhjes së kujdesshme të numrit dhe gjeometrisë së dhëmbëve dhe groove.

· Gjatë funksionimit gjenerohet më pak nxehtësi, gjë që bën të mundur reduktimin e fuqisë dhe madhësisë së ventilatorit ftohës, gjë që çon në një ulje të humbjeve të ventilatorit dhe, për rrjedhojë, në një ulje të humbjeve të përgjithshme të energjisë.

Motorët me efikasitet të lartë reduktojnë kostot e energjisë duke reduktuar humbjet e motorit.

Testet e kryera në tre motorë elektrikë "që kursejnë energji" treguan se në ngarkesë të plotë kursimet që rezultonin ishin: 3.3% për një motor elektrik 3 kW, 6% për një motor elektrik 7.5 kW dhe 4.5% për një motor elektrik 22 kW.

Kursimet me ngarkesë të plotë janë afërsisht 0,45 kW, që me një kosto energjie prej 0,06 $ / kW. h është 0,027 dollarë në orë. Kjo është e barabartë me 6% të kostos së funksionimit të motorit elektrik.

Një motor elektrik standard 7,5 kW kushton 171 dollarë, ndërsa një motor elektrik me efikasitet të lartë është 296 dollarë (125 dollarë premium). Tabela tregon se periudha e kthimit për një motor me efikasitet të rritur, e llogaritur në bazë të kostos marxhinale, është afërsisht 5000 orë, që është ekuivalente me 6.8 muaj funksionim të motorit me ngarkesë nominale. Në ngarkesa më të ulëta, periudha e shlyerjes do të jetë pak më e gjatë.

Efikasiteti i përdorimit të motorëve të kursimit të energjisë do të jetë sa më i lartë, aq më i madh është ngarkesa e motorit dhe aq më afër modalitetit të funksionimit të tij me një ngarkesë konstante.

Përdorimi dhe zëvendësimi i motorëve me motorë me efikasitet të energjisë duhet të vlerësohet duke marrë parasysh të gjitha kostot shtesë dhe jetëgjatësinë e tyre të shërbimit.

Teknologjia unike e modernizimit me përdorimin e mbështjelljeve të kombinuara të tipit Slavyanka ju lejon të rritni fuqinë dhe të zvogëloni ndjeshëm konsumin e energjisë të motorëve të djegur dhe të rinj asinkron. Sot po zbatohet me sukses në disa ndërmarrje të mëdha industriale. Një modernizim i tillë ju lejon të rritni momentet e fillimit dhe minimale me 10-20%, të zvogëloni rrymën e fillimit me 10-20% ose të rrisni fuqinë e motorit elektrik me 10-15%, të stabilizoni efikasitetin afër nominalit në një gamë të gjerë ngarkesash. , zvogëloni rrymën pa ngarkesë, zvogëloni me 2, 7-3 herë humbjet në çelik, nivelin e zhurmës dhe dridhjeve elektromagnetike, rrisin besueshmërinë dhe rrisin jetën e riparimit me 1,5-2 herë.

Në Rusi, pjesa e motorëve asinkronë, sipas vlerësimeve të ndryshme, përbën 47 deri në 53% të konsumit të të gjithë energjisë elektrike të prodhuar, në industri - mesatarisht 60%, në sistemet e furnizimit me ujë të ftohtë - deri në 80%. Ata kryejnë pothuajse të gjitha proceset teknologjike që lidhen me lëvizjen dhe mbulojnë të gjitha sferat e jetës njerëzore. Ka më shumë motorë asinkronë në çdo apartament sesa qiramarrës. Më parë, duke qenë se nuk kishte asnjë problem për të kursyer burimet e energjisë, gjatë projektimit të pajisjeve, ata u përpoqën të "mbronin bastet e tyre" dhe përdorën motorë me fuqi që tejkalonte atë të llogaritur. Kursimi i energjisë në dizajn u zbeh në sfond, dhe një koncept i tillë si efikasiteti i energjisë nuk ishte aq i rëndësishëm. Industria ruse nuk ka projektuar apo prodhuar motorë me efikasitet energjetik. Tranzicioni në një ekonomi tregu ka ndryshuar në mënyrë dramatike situatën. Sot, kursimi i një njësie burimesh energjie, për shembull, 1 ton karburant në terma konvencionale, është gjysma e çmimit të prodhimit të tij.

Motorët me efikasitet energjetik (EM) janë EM asinkronë me një rotor me kafaz ketri, në të cilin, për shkak të rritjes së masës së materialeve aktive, cilësisë së tyre, si dhe për shkak të teknikave të veçanta të projektimit, ishte e mundur të rritet me 1 -2% (motorë të fuqishëm) ose me 4-5% (motorë të vegjël) efikasitet nominal me një rritje të caktuar të çmimit të motorit.

Me ardhjen e motorëve me dredha-dredha të kombinuara "Slavyanka" sipas skemës së patentuar, u bë e mundur që të përmirësohen ndjeshëm parametrat e motorëve pa rritur çmimin. Për shkak të karakteristikave të përmirësuara mekanike dhe treguesve më të lartë të energjisë, u bë e mundur të kurseni deri në 15% në konsumin e energjisë me të njëjtën punë të dobishme dhe të krijoni një makinë me shpejtësi të ndryshueshme me karakteristika unike që nuk ka analoge në botë.

Ndryshe nga EM-të standarde me mbështjellje të kombinuara, ato kanë një shumëllojshmëri të lartë momentesh, kanë një efikasitet dhe faktor fuqie afër nominales në një gamë të gjerë ngarkesash. Kjo rrit ngarkesën mesatare të motorit në 0,8 dhe përmirëson performancën e pajisjeve të servisuara nga disku.

Në krahasim me metodat e njohura të rritjes së efikasitetit energjetik të një disku asinkron, risia e teknologjisë së përdorur nga St. Petersburgers konsiston në ndryshimin e parimit themelor të projektimit të mbështjelljes klasike të motorit. Risia shkencore qëndron në faktin se janë formuluar parime krejtësisht të reja për projektimin e mbështjelljeve të motorit, zgjedhjen e raporteve optimale të numrit të çarjeve të rotorëve dhe motorit. Mbi bazën e tyre, janë zhvilluar dizajne industriale dhe diagrame të mbështjelljeve të kombinuara me një shtresë dhe me dy shtresa, si për vendosjen manuale dhe automatike të mbështjelljeve në pajisjet standarde. Një numër i patentave RF u morën për zgjidhje teknike.

Thelbi i zhvillimit është se, në varësi të diagramit të lidhjes së një ngarkese trefazore me një rrjet trefazor (yll ose trekëndësh), mund të merren dy sisteme rrymash, duke formuar një kënd prej 30 gradë elektrike midis vektorëve. Prandaj, një motor elektrik mund të lidhet me një rrjet trefazor, i cili nuk ka një dredha-dredha trefazore, por një gjashtëfazore. Në këtë rast, një pjesë e mbështjelljes duhet të përfshihet në yll, dhe një pjesë në trekëndësh dhe vektorët që rezultojnë të poleve të të njëjtave faza të yllit dhe trekëndëshit duhet të formojnë një kënd prej 30 gradë elektrike me njëri-tjetrin. Kombinimi i dy qarqeve në një dredha-dredha përmirëson formën e fushës në hendekun e funksionimit të motorit dhe, si pasojë, përmirëson ndjeshëm karakteristikat kryesore të motorit.

Në krahasim me ato të njohura, ngasja me frekuencë të ndryshueshme mund të bëhet në bazë të motorëve të rinj me mbështjellje të kombinuara me një frekuencë të rritur të tensionit të furnizimit. Kjo arrihet për shkak të humbjeve më të ulëta në çelikun e qarkut magnetik të motorit. Si rezultat, kostoja e një disku të tillë është dukshëm më e ulët se kur përdorni motorë standardë, në veçanti, zhurma dhe dridhja zvogëlohen ndjeshëm.

Përdorimi i kësaj teknologjie në riparimin e motorëve asinkron lejon që, për shkak të kursimit të energjisë, të rikuperohen kostot brenda 6-8 muajve. Gjatë vitit të kaluar, vetëm Shoqata Shkencore dhe Prodhuese "St. Petersburg Electrotechnical Company" ka modernizuar disa dhjetëra motorë asinkronë të djegur dhe të rinj duke mbështjellë mbështjelljet e statorit në një numër ndërmarrjesh të mëdha në Shën Petersburg në industrinë e bukës, të duhanit, fabrika të materialeve të ndërtimit dhe shumë të tjera. Dhe kjo zonë po zhvillohet me sukses. Sot, Shoqata Shkencore dhe Prodhuese "St. Petersburg Electrotechnical Company" po kërkon partnerë të mundshëm në rajone, të cilët janë të aftë të organizojnë, së bashku me Petersburgerët, një biznes për modernizimin e motorëve elektrikë asinkronë në zonën e tyre.

Përgatitur nga Maria Alisova.

referencë

Nikolaj Yalovega- themeluesi i teknologjisë - profesor, doktor i shkencave teknike. Një patentë është paraqitur në SHBA në 1996. Që sot ka skaduar afati i vlefshmërisë.

Dmitry Duyunov- zhvilluesi i metodologjisë për llogaritjen e paraqitjeve të mbështjelljeve të kombinuara të motorit. Janë lëshuar një sërë patentash.

Në motorët e kursimit të energjisë, për shkak të rritjes së masës së materialeve aktive (hekur dhe bakër), vlerat nominale të efikasitetit dhe cosj rriten. Motorët e kursimit të energjisë përdoren, për shembull, në SHBA dhe janë efektivë nën ngarkesë të vazhdueshme. Mundësia e përdorimit të motorëve të kursimit të energjisë duhet të vlerësohet duke marrë parasysh kostot shtesë, pasi një rritje e vogël (deri në 5%) në efikasitetin nominal dhe cosj arrihet duke rritur masën e hekurit me 30-35%, bakrit me 20- 25%, alumini me 10-15%, t .e. rritje e çmimit të motorit me 30-40%.

Varësitë e përafërta të efikasitetit (h) dhe cos j nga fuqia nominale për motorët konvencionalë dhe që kursejnë energji nga Gould (SHBA) janë paraqitur në figurë.

Rritja e efikasitetit të motorëve elektrikë të kursimit të energjisë arrihet nga ndryshimet e mëposhtme të projektimit:

· Bërthamat janë të zgjatura, të montuara nga pllaka të veçanta çeliku elektrik me humbje të ulëta. Bërthamat e tilla reduktojnë densitetin e fluksit magnetik, d.m.th. humbjet në çelik.

· Humbjet e bakrit zvogëlohen për shkak të përdorimit maksimal të vrimave dhe përdorimit të përcjellësve me prerje tërthore të rritur në stator dhe rotor.

· Humbjet shtesë minimizohen për shkak të përzgjedhjes së kujdesshme të numrit dhe gjeometrisë së dhëmbëve dhe groove.

· Gjatë funksionimit gjenerohet më pak nxehtësi, gjë që bën të mundur reduktimin e fuqisë dhe madhësisë së ventilatorit ftohës, gjë që çon në një ulje të humbjeve të ventilatorit dhe, për rrjedhojë, në një ulje të humbjeve të përgjithshme të energjisë.

Motorët me efikasitet të lartë reduktojnë kostot e energjisë duke reduktuar humbjet e motorit.

Testet e kryera në tre motorë elektrikë "që kursejnë energji" treguan se në ngarkesë të plotë kursimet që rezultonin ishin: 3.3% për një motor elektrik 3 kW, 6% për një motor elektrik 7.5 kW dhe 4.5% për një motor elektrik 22 kW.

Kursimet me ngarkesë të plotë janë afërsisht 0,45 kW, që me një kosto energjie prej 0,06 $ / kW. h është 0,027 dollarë në orë. Kjo është e barabartë me 6% të kostos së funksionimit të motorit elektrik.

Një motor elektrik standard 7,5 kW kushton 171 dollarë, ndërsa një motor elektrik me efikasitet të lartë është 296 dollarë (125 dollarë premium). Tabela tregon se periudha e kthimit për një motor me efikasitet të rritur, e llogaritur në bazë të kostos marxhinale, është afërsisht 5000 orë, që është ekuivalente me 6.8 muaj funksionim të motorit me ngarkesë nominale. Në ngarkesa më të ulëta, periudha e shlyerjes do të jetë pak më e gjatë.

Efikasiteti i përdorimit të motorëve të kursimit të energjisë do të jetë sa më i lartë, aq më i madh është ngarkesa e motorit dhe aq më afër modalitetit të funksionimit të tij me një ngarkesë konstante.

Përdorimi dhe zëvendësimi i motorëve me motorë me efikasitet të energjisë duhet të vlerësohet duke marrë parasysh të gjitha kostot shtesë dhe jetëgjatësinë e tyre të shërbimit.

Motorë elektrikë trefazorë asinkronë të versionit kryesor, efikas në energji (klasa IE2) i serisë AIR, 7АVER

Motorët për qëllime të përgjithshme industriale janë krijuar për të funksionuar në modalitetin S1 nga një rrymë alternative 50 Hz, me një tension prej 380 V (220, 660 V). Shkalla standarde e mbrojtjes - IP54, IP55, versioni klimatik dhe kategoria e vendosjes - U3, U2.
Klasa e efikasitetit të energjisë - IE2 (në përputhje me GOST R51677-2000 dhe standardin ndërkombëtar IEC 60034-30).

Përdorimi i motorëve me efikasitet të energjisë lejon:

• rritja e efikasitetit të motorit me 2-5%;
• zvogëloni konsumin e energjisë elektrike;
• rritja e jetëgjatësisë së motorit dhe pajisjeve përkatëse;
• rritja e faktorit të fuqisë;
• përmirësimi i kapacitetit të mbingarkesës;
• për të rritur rezistencën e motorit ndaj ngarkesave termike dhe ndaj ndryshimeve në kushtet e funksionimit.

Dimensionet e përgjithshme, të instalimit dhe lidhjes së motorëve me efikasitet energjetik korrespondojnë me dimensionet e përgjithshme, instalimin dhe lidhjen e motorëve të modelit bazë.

Motorë elektrikë me efikasitet energjetik EFF1 / IE2 të prodhuar nga ENERAL

Motorët elektrikë me efikasitet energjetik EFF1 janë motorë elektrikë trefazorë asinkronë me një shpejtësi me një rotor me kafaz ketri.
Motorët elektrikë me efikasitet energjetik janë motorë elektrikë për qëllime të përgjithshme industriale, në të cilët humbja totale e fuqisë është jo më pak se 20% më e vogël se humbja totale e fuqisë së motorëve me efikasitet normal të së njëjtës fuqi dhe shpejtësi.

Karakteristikat kryesore:

Klasa e efikasitetit të energjisë Eff 1 plotëson standardin IE2
Karakteristikat teknike të motorëve me efikasitet energjetik të prodhuar nga ENERAL janë paraqitur në tabelë:

Krahasimi i karakteristikave:

Motorët elektrikë asinkronë me një rotor me kafaz ketri aktualisht përbëjnë një pjesë të konsiderueshme të të gjitha makinave elektrike, më shumë se 50% e energjisë elektrike të konsumuar llogaritet prej tyre. Është pothuajse e pamundur të gjesh një fushë kudo që ato përdoren: disqet elektrike për pajisjet industriale, pompat, teknologjinë e ventilimit dhe shumë më tepër. Për më tepër, si vëllimi i parkut teknologjik ashtu edhe fuqia e motorëve po rriten vazhdimisht.

Motorët me efikasitet energjetik ENERAL të serive AIR ... E janë projektuar si motorë trefazorë asinkronë me një shpejtësi me një rotor me kafaz ketri dhe përputhen me GOST R51689-2000.

Motori me efikasitet energjetik i serisë AIR ... E ka rritur efikasitetin për shkak të përmirësimeve të mëposhtme të sistemit:

1. Masa e shtuar e materialeve aktive (mbështjellja e statorit prej bakri dhe çeliku i mbështjellë në të ftohtë në paketimet e statorit dhe rotorit);
2. Përdoren çeliqe elektroteknike me veti magnetike të përmirësuara dhe humbje magnetike të reduktuara;
3. Zona e brazdës së dhëmbëzuar e qarkut magnetik dhe dizajni i mbështjelljeve janë optimizuar;
4. Izolimi i përdorur me përçueshmëri termike dhe forcë elektrike të rritur;
5. Zvogëlimi i hendekut të ajrit ndërmjet rotorit dhe statorit duke përdorur pajisje të teknologjisë së lartë;
6. Përdoret një dizajn i veçantë i ventilatorit për të reduktuar humbjet e ventilimit;
7. Përdoren kushineta dhe lubrifikantë me cilësi më të lartë.

Karakteristikat e reja konsumatore të motorit me efikasitet energjie të serisë AIR… E bazohen në përmirësimet e dizajnit, ku vëmendje e veçantë i kushtohet mbrojtjes nga kushtet e pafavorshme dhe izolimit të shtuar.

Kështu, tiparet e projektimit të serive AIR ... E lejojnë minimizimin e humbjeve në mbështjelljet e statorit. Temperatura e ulët e mbështjelljes së motorit gjithashtu zgjat jetën e izolimit.

Një efekt shtesë është ulja e fërkimit dhe dridhjes, dhe rrjedhimisht mbinxehja, për shkak të përdorimit të yndyrës dhe kushinetave me cilësi të lartë, duke përfshirë një bllokim më të dendur të kushinetave.

Një aspekt tjetër i lidhur me një temperaturë më të ulët të funksionimit të motorit është aftësia për të funksionuar në një temperaturë më të lartë të ambientit ose aftësia për të reduktuar kostot që lidhen me ftohjen e jashtme të një motori që funksionon. Kjo gjithashtu çon në kosto më të ulëta të energjisë.

Një nga avantazhet e rëndësishme të motorit të ri me efikasitet energjetik është niveli i reduktuar i zhurmës. Motorët IE2 përdorin tifozë më pak të fuqishëm dhe më të qetë, të cilët gjithashtu luajnë një rol në përmirësimin e vetive aerodinamike dhe reduktimin e humbjeve të ventilimit.

Minimizimi i kostove kapitale dhe operative janë kërkesat kryesore për motorët elektrikë industrialë me efikasitet të energjisë. Siç tregon praktika, periudha e kompensimit për shkak të ndryshimit të çmimeve kur blini motorë elektrikë asinkronë më të avancuar të klasës IE2 është deri në 6 muaj vetëm duke ulur kostot e funksionimit dhe duke konsumuar më pak energji elektrike.

Ulja e kostove gjatë zëvendësimit të një motori me një efikas të energjisë:

AIR 132M6E (IE2) P2 = 7.5kW; Efikasiteti = 88,5%; Në = 16.3A; cosφ = 0,78
AIR132M6 (IE1) P2 = 7,5 kW; Efikasiteti = 86,1%; Në = 17.0A; cosφ = 0,77

Konsumi i energjisë: P1 = P2 / efikasiteti
Karakteristika e ngarkesës: 16 orë në ditë = 5840 orë në vit
Kursimet vjetore të energjisë: 1400 kWh

Kur kaloni në motorë të rinj me efikasitet të energjisë, merren parasysh sa vijon:

• kërkesat e rritura për aspektet mjedisore;
• kërkesat për nivelin e efikasitetit të energjisë dhe performancës së produktit;
• klasa e efiçencës energjetike IE2, së bashku me mundësitë e kursimit, vepron si një "shenjë e cilësisë" e unifikuar për konsumatorin;
• nxitje financiare: aftësia për të reduktuar konsumin e energjisë dhe kostot e funksionimit zgjidhje komplekse: motor me efikasitet të energjisë + sistem efikas kontrolli (me shpejtësi të ndryshueshme) + sistem mbrojtjeje efektive = rezultati më i mirë.
  

Përparësitë:

Siguroni një reduktim të humbjeve totale të fuqisë me të paktën 20% në lidhje me motorët me efikasitet normal të së njëjtës fuqi dhe shpejtësi;
- Rritja e efikasitetit në modalitetin e ngarkesës së pjesshme (me 1,8 - 2,4%);
- Kanë karakteristika të përmirësuara të performancës:

• më rezistent ndaj luhatjeve të rrjetit;
• më pak mbinxehje, më pak humbje energjie;
• punoni me një nivel të reduktuar të zhurmës;
• Rritja e besueshmërisë dhe zgjatja e jetës së shërbimit;
• Me një kosto më të lartë blerjeje (me 15-20% krahasuar me atë standarde), EED shlyen kostot shtesë duke reduktuar konsumin e energjisë tashmë në 500-600 orë pune;
• Ulja e kostove të përgjithshme operative.

Kështu, motorët me efikasitet të energjisë janë motorë shumë të besueshëm për ndërmarrjet e fokusuara në teknologjitë e kursimit të energjisë.

Treguesit e efikasitetit energjetik të AIR… E motorët elektrikë të prodhuar nga ENERAL janë në përputhje me GOST R51677-2000 dhe standardin ndërkombëtar IEC 60034-30 për klasën e efikasitetit të energjisë IE2.