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"
konstruktor.net
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:
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:
Отрицательным свойством электродвигателей с повышенным КПД по сравнению с обычными являются:
В некоторых случаях использование энергоэффективного двигателя является нецелесообразным:
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.
eprivod.com
Екатеринбургская школа проектирования электродвигателей всегда была одной из ведущих в России. И неудивительно, что компания “ЭМАШ”, организованная выпускниками и сотрудниками Уральского федерального университета, работает сегодня над несколькими линейками электродвигателей, во многом опережающих самые современные требования. С подробностями - руководитель фирмы Владимир Прахт.
Владимир Алексеевич, компания “ЭМАШ” занимается созданием ряда инновационных электродвигателей, в число ваших интересов входит электроизмерительная и приводная техника, а на что вы делаете упор?
“ЭМАШ” фокусируется на синхронных реактивных двигателях (СРД). Мы занимаемся разработкой энергоэффективных СРД без магнитов в конструкции с классом энергоэффективности IE4 по новому стандарту МЭК 60034-30-2, а также разработкой СРД с ферритами в роторе класса IE5. Также компания разработала малогабаритный синхронный реактивный двигатель без магнитов в конструкции, который имеет более высокий КПД, меньшую высоту оси вращения и в два раза меньшую массу, чем асинхронный двигатель класса IE3.
Синхронные реактивные двигатели существенно превосходят по энергетическим показателям асинхронные двигатели, но требуют использования преобразователя частоты. Насколько легко решить задачу бездатчикового управления, и для каких применений лучше использовать СРД?
Задача управления СРД нелегкая, но очень интересная и решаемая. Синхронные реактивные двигатели без магнитов в конструкции лучше использовать в насосах, вентиляторах, компрессорах. Также их можно применять в сервоприводах, электрошпинделях, станках и высокоскоростных приложениях. Для тягового привода и подъемно-транспортных механизмов, вероятно, лучше подходят СРД с ферритами в роторе. Сейчас ведущие мировые производители электроприводов активно вкладываются в развитие технологии синхронного реактивного сервопривода.
В портфель “ЭМАШ” входят преобразователи частоты и инверторы. Даже крупные производители приводной техники зачастую имеют внешних поставщиков электроники…
Мы в основном разрабатываем электродвигатели. Для каких-то уникальных приложений, к примеру, для высокоскоростных двигателей со скоростью вращения ротора выше 20000 об/мин, “ЭМАШ” использует двигатель и преобразователь частоты собственной разработки.
Высокоскоростной электродвигатель (28000 об/мин, мощность 2.2 кВт)
Если говорить о нашем СРД без магнитов, то в этом случае можно использовать как преобразователь частоты “ЭМАШ”, так и ПЧ европейского производства. Уже как минимум три компании из Европы разработали линейки преобразователей частоты для управления синхронными реактивными двигателями.
Энергоэффективный синхронный реактивный двигатель взрывозащищенного исполнения
В чем основное отличие нового стандарта МЭК 60034-30-2 от хорошо известного МЭК 60034-30-1?
Для достижения высокого класса энергоэффективности по новому стандарту нужно обеспечить высокий КПД не только при номинальной скорости и номинальной нагрузке, но и при пониженной нагрузке. Это особенно важно для приложений с частотно-регулируемым приводом. Например, по статистике насос основную часть времени работает недогруженным и только в часы пик функционирует под номинальной нагрузкой. Поэтому разумно при определении класса энергоэффективности двигателей, питающихся от преобразователя частоты, учитывать КПД в широком диапазоне скоростей и моментов.
При таком подходе асинхронный двигатель одного из европейских лидеров, имевший по старому стандарту МЭК 60034-30-1 класс энергоэффективности IE3, отвечает лишь требованиям самого низкого класса IE1 по новому стандарту МЭК 60034-30-2. Это связанно с тем, что КПД асинхронного двигателя под пониженной нагрузкой существенно ниже, чем КПД при номинальной нагрузке.
Стандарт МЭК 60034-30-2 Rotating electrical machines – Part 30-2: Efficiency classes of variable speed AC motors (IE-code) устанавливает уровни классов энергоэффективности для двигателей с регулированием скорости вращения, питающихся от ПЧ. Согласно этому стандарту, при определении IE-класса КПД двигателя должен быть измерен не только в номинальном режиме, но и в ряде режимов с пониженными моментом и скоростью вращения. Для двигателей, работающих на насосную (вентиляторную) нагрузку, общий (нормативный) КПД ( ) определяется в соответствии с формулой:
здесь Eff1 – КПД двигателя на номинальной скорости и при номинальном моменте, Eff2– КПД двигателя на скорости 75% от номинальной и при моменте на валу 50% от номинального, Eff3– КПД двигателя на скорости 50% от номинальной и при моменте на валу 25% от номинального. После определения общего КПД (Efftotal) может быть определен класс энергоэффективности двигателя, питающегося от преобразователя частоты.
Насколько велик интерес в России к энергоэффективным двигателям (ЭЭД)?
В целом интерес к ЭЭД в России сегодня невысок. Заинтересованность проявляют лишь несколько предприятий. Для этого есть вполне объективные причины. Во-первых, в нашей стране существенно ниже цены на электроэнергию, чем в Европе: например, в Германии для промышленных предприятий средняя цена кВт·час составляет 0,2 Евро (14,1 руб), а в России – около 3,9 руб. Поэтому инвестиции в энергосберегающие проекты в Европе окупаются намного быстрее, чем в России. Во-вторых, в странах ЕС действует директива, в соответствии с которой с 2015 года все вновь вводимые двигатели мощностью выше 7,5 кВт, питающиеся от сети, должны иметь класс энергоэффективности не ниже IE3. Очевидно, что в обозримом будущем будет утверждена подобная директива и для двигателей, питающихся от преобразователей частоты в соответствии с классами энергоэффективности по новому стандарту МЭК 60034-30-2. Такая разумная политика стимулирует европейских производителей заниматься разработкой энергоэффективных двигателей и вкладываться в новые технологии. У нас ситуация иная. Не раз общался с руководителями крупных отечественных предприятий, все они сходятся в едином мнении: “Ничего нового делать и разрабатывать не будем, пока законодательно не закрепят, что нужно ставить класс энергоэффективности не ниже IE3… или хотя бы не ниже IE2”.
Cтоит ли России повторять путь ЕС и вводить ограничение на использование электродвигателей классов энергоэффективности ниже IE3? Быть может, лучше сразу переходить к IE4, минуя IE3?
Все нужно делать постепенно. Вначале необходимо запланировать в России запрет на использование двигателей не ниже класса энергоэффектвиности IE3 (по стандарту МЭК 60034-30-1) для двигателей, питающихся от сети, и не ниже класса IE2 (по стандарту МЭК 60034-30-2) для двигателей, питающихся от преобразователя частоты. В каком году? Уже сейчас нормативы можно принять законодательно с введением ограничений через три-четыре года, чтобы у предприятий было время и возможность адаптироваться к новым условиям. Это дало бы очень мощный импульс в развитии российского электромашиностроения. А уже через несколько лет, после реализации этих мер, можно обсуждать следующие уровни: когда вводить новые нормативы, соответствующие классу IE4 по старому стандарту и классу IE3 по новому стандарту.
Какие преимущества имеют электродвигатели из порошковых композиционных магнитомягких материалов (ПКММ)?
В области ПКММ в последнее время удалось создать материалы, которые могут применяться в электромеханике. Изготовление электрических машин (двигателей или генераторов) из порошковых композиционных магнитомягких материалов с использованием технологии пресс-форм позволяет организовать безотходное производство и тем самым снизить себестоимость продукции. Кроме того, использование ПКММ дает возможность изготавливать электрические машины новых конструкций, в которых отсутствуют лобовые части обмотки и лучше используется объем магнитопровода статора, что позволяет снизить массогабаритные характеристики и повысить КПД машины.
Статор и ротор двигателя из порошковых композиционных магнитомягких материалов
Эксперты прогнозируют серьезный рост рынка двигателей на постоянных магнитах. Одним из драйверов роста может стать транспорт. К примеру, потребление энергии в токийском метро снизилось на треть благодаря установке в поездах синхронных двигателей на постоянных магнитах с SiC-инверторами. Подобные электродвигатели уже активно используют в китайском транспорте. Стоит ли ожидать этого в России?
Да, в транспорте и подъемно-транспортных механизмах применение двигателей с магнитами оправданно. Также обоснованно применение двигателей с магнитами в приложениях, где важно снизить массу, или в приложениях с аккумуляторным питанием. Рост рынка двигателей с магнитами виден невооруженным глазом. Однако вы сейчас говорите о синхронных двигателях с магнитами на поверхности ротора или в роторе. В русскоязычной литературе такие двигатели иногда называются вентильными двигателями. В таких двигателях чаще всего используются редкоземельные магниты. А сырье для редкоземельных магнитов добывается в Китае, там ведется основная добыча этих элементов. Такая зависимость от Китая очень опасна, к примеру, в начале 2010-х в какой-то момент цены на редкоземельные магниты резко поднялись. Это может повториться вновь. Поэтому многие производители в Европе и по всему миру хотят уйти от этой зависимости и от использования редкоземельных магнитов.
Запросы на такие решения встречаются очень часто. Поэтому компания “ЭМАШ” занялась разработкой СРД с ферритовыми магнитами. Эти магниты доступны и стоят существенно дешевле магнитов из редкоземельных элементов. Кроме того, СРД “ЭМАШ” с ферритовыми магнитами показали на экспериментах по КПД превосходство над производимыми серийно синхронными двигателями с редкоземельными магнитами.
Один из лидеров приводной техники недавно предложил своим клиентам услугу подбора опытным путем оптимальной пары «привод – двигатель» для повышения эффективности оборудования. Может ли это быть интересно нашим потребителям?
Это может быть интересно при расчете экономического эффекта при установке энергосберегающих приводов. Собственнику предприятия должно быть интересно, сколько средств он сэкономит и когда вернутся инвестиции. А это невозможно рассчитать, не имея экспериментальных данных по КПД электропривода в широком диапазоне скоростей и нагрузок. У себя в лаборатории мы измеряем как КПД двигателя, так и КПД преобразователя частоты, а также разрабатываем методики расчета экономического эффекта для типовых механизмов (насосы, вентиляторы, компрессоры и др.).
Испытательная установка, для измерения КПД двигателя
Кроме того, стоит говорить не о паре – привод - двигатель, а о тройке. Необходимо учитывать еще и особенности режима работы механизма, в котором будет установлен привод. Разные приложения характеризуются разным профилем нагрузки. Новый стандарт МЭК 60034-30-2 разрабатывался для того, чтобы обеспечить оптимальность работы регулируемого двигателя в конкретном приложении. В частности, из этого принципа была выведена формула (1) для расчёта для насосной (вентиляторной) нагрузки. Согласно тому же стандарту, для конвейерной нагрузки расчет ведется по-другому принципу: на основе четырех значений КПД в режимах, типичных для конвейерного приложения.
“ЭМАШ” - один из двух российских производителей приводной техники, участвующих в крупнейшей европейской выставке по приводной технике SPS/IPC/DRIVES-2016. Каковы ваши ожидания от выставки? Чем может быть интересна компания европейским клиентам?
Мы ищем крупных индустриальных партнеров с целью разработки и организации производства линейки энергоэффективных синхронных реактивных двигателей для насосов, вентиляторов, компрессоров и другого оборудования. Чем мы можем быть интересны? Своими достижениями в области проектирования двигателей и новейшими разработками и технологиями. Мы работаем на опережение, “ЭМАШ” – первая компания, которая сделала двигатель без магнитов в конструкции класса энергоэффективности IE4 по новому стандарту МЭК 60034-30-2. Так, к примеру, СРД без магнитов в конструкции ведущих европейских производителей, доступных на рынке сегодня, имеют лишь IE4 класс по старому стандарту и класс IE2 по новому стандарту.
Если для компании будет создаваться слоган, то он должен звучать примерно так: “ЭМАШ” – электродвигатели будущего". Вы занимаетесь энергоэффективными двигателями нового поколения, разрабатываете синхронные реактивные машины, создаете новые конструкции двигателей с применением порошковых композиционных магнитомягких материалов… Как удается заниматься таким широким спектром работ?
Как удается?! Возможно, потому, что это очень интересно – разрабатывать новые конструкции двигателей. Легко заниматься любимым делом, когда оно приносит удовольствие, зажигает и вдохновляет… В ближайшее время мы планируем завершение разработок и проведение испытаний для еще нескольких новых конструкций и опытных образцов, в их число входят малогабаритный многополюсный высокомоментный двигатель и синхронный реактивный двигатель с питанием напрямую от электрической сети класса энергоэффективности IE5. Также в “ЭМАШ” сейчас ведутся работы по инверторным генераторам с переменной скоростью вращения.
Что вы можете предложить российским компаниям?
Для производителей насосов, вентиляторов, компрессоров, лифтов и другого оборудования, где применяется частотно-регулируемый привод, компания "ЭМАШ" готова разработать, организовать производство и поставки энергоэффективных синхронных реактивных двигателей. Мы можем быть полезны и электромашиностроительным предприятиям или конструкторским бюро, разрабатывающим новую продукцию, – готовы спроектировать новый двигатель или генератор по техническому заданию заказчика.
konstruktor.net
Осознание исчерпаемости и дороговизны источников энергии заставляет задумывать все страны мира об экономии. Анализ вопроса энергосбережения показал, что одна из наиболее эффективных стратегий снижения энергопотребления в промышленности приходится на электродвигатели. Так с 2000 года было достигнуто соглашение с производителями электродвигателей о переходе на новые стандарты энергоэффективности.
На территории стран СНГ все асинхронные электроприводы до 315 габарита (АИР315S8) стали производиться по ГОСТ Р 51677, согласно которому КПД и cosφ — показатели энергоэффективности имеют 2 уровня:
Энергосбережение трехфазного электродвигателя АИР характеризуется его коэффициентом повышенного действия. Со времен Чарльза Брауна и Михаила Доливо-Добровольского, которым удалось представить миру асинхронные электроприводы с КПД 95%. С того времени повысить уровень энергоэффективности удалось не более чем на 3-4%.
Учитывая, что стоимость электродвигателя составляет всего 2% от объема затрат на электроэнергию за весь срок эксплуатации, то затраты на электродвигатель более высокого класса энергоэффективности, смогут окупиться уже через год после его приобретения.
Неизменная нацеленность на курс энергосбережения и регулярное удорожание энергоресурсов не оставляет места сомнениям относительно применения энергосберегающего
оборудования. Исключением может быть очень редкое использование электродвигателя до 1 тысячи часов в год.
Так как каждый дополнительный процент энергосбережения несет за собой увеличение массы материалов до 5-6% и инерции ротора до 30%, стоит понимать, что они могут уступать по динамическим показателям.
Также в вопросе энергосбережения большую роль играет применение пускорегулирующих устройств. Так как большая часть энергии затрачивается на моменты пуска и торможения.
Важным моментом, о котором стоит помнить, в вопросе энергосбережения является то, что у него есть не только экономическая сторона, а и ряд экологических аспектов, связанных с производством электроэнергии.
www.ukraineindustrial.info
Главная особенность энергосберегающих двигателей – более высокий КПД, обеспечивающий ощутимое снижение затрат на электроэнергию. Энергоэффективность такого оборудования выражается в более рациональном потреблении энергии и в предусмотренной разработчиками компенсации реактивной мощности двигателей.
Энергоэффективные двигатели используются сегодня почти во всех отраслях. Их экономическую выгоду в условиях удорожания энергоносителей успели просчитать и оценить как развитые промышленные концерны, так и предприятия среднего и малого бизнеса.
В данном разделе мы предлагаем выбрать и купить двигатели польского производителя Cantoni Group:
www.xn----7sbfedebebzdrkbi5bmwkezhiw8r1a.xn--p1ai
С июля 2011 года в ЕС будут объявлены «вне закона» электродвигатели с низким КПД
Через три месяца Евросоюз сделает очередной шаг в сторону экономии энергопотребления. С июня там будет запрещен выпуск электромоторов низшего класса энергоэффективности IE1. А начиная с 2015 года в Старом Свете можно будет использовать лишь моторы класса IE3 "премиум", а двигатели же IE2 смогут эксплуатироваться лишь в составе частотного привода. Европа уже запаздывает, в США с декабря в ходу только "премиум"-класс. Должна ли Россия последовать зарубежному примеру? Этот вопрос мы адресовали экспертам из центров по разработке и производству электромашин на территории СНГ.
Андрей Кобелев, НИПТИЭМУбеждены, что Россия не должна отставать. Эти слова в корпорации "РУСЭЛПРОМ" подтверждаются делом: наш институт разработал активные части на основные габариты общепромышленных низковольтных двигателей энергоэффективной серии: 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315.
Двигатели разработаны в двух увязках, CENELEC и ГОСТ Р 51689-2000 (вариант 1), а также модификации повышенной мощности. Основной класс энергоэффективности: IE2. На переходный период сохранен класс энергоэффективности IE1. Решения по активным частям таковы, что возможны модификации на высшую энергоэффективность IE3. Россия должна максимально придерживаться сроков внедрения энергоэффективных двигателей, установленных Евросоюзом.
Дмитрий Балашов, "Могилевский завод "Электродвигатель"Учитывая, что выпуск в РФ энергоэффективных двигателей классов IE2 и IE3 потребует принципиально нового и дорогостоящего оборудования, целесообразно переход на них осуществлять последовательно в 2014–2015 годах. К сведению: в ЕС переход от двигателей класса энергоэффективности ЕFF к IE занял около семь лет.
Вячеслав Попов, "Уралэлектро"Безусловно, это необходимо делать. Сроки не должны сильно отличаться от европейских, а лучше – соответствовать им.
Имеет ли Ваша компания энергоэффективные электродвигатели в линейке выпускаемой продукции? Оцените уровень спроса на них.
Андрей Кобелев, НИПТИЭМНа заводе ОАО "ВЭМЗ" в серийное производство уже внедрен габарит 160 мм.
В ближайшие полгода ожидается внедрение габарита 180 мм. Уровень спроса на энергоэффективные двигатели в РФ пока невысок, поскольку высокие показатели энергоэффективности обеспечиваются увеличением расхода активных материалов, что, разумеется, приводит к удорожанию двигателя на 10–15%. Повышение спроса лежит на пути вдумчивой и настойчивой разъяснительной работы с крупными, да и с мелкими, заказчиками асинхронных двигателей.
Специалисту-электромеханику известны преимущества энергоэффективных двигателей:
– быстрая окупаемость (за 12–18 месяцев) за счет меньшего потребления энергии;– увеличенная надежность ввиду низкой рабочей температуры обмотки; по этой же причине - очень высокий сервис-фактор;– лучшие регулировочные свойства;– существенно меньшие шум и вибрация за счет уменьшенных вентиляторов;– большая перегрузочная способность.
Эту информацию необходимо максимально донести до большой армии покупателей асинхронных электродвигателей. Тут потребуется и прямая работа трейдеров с покупателями, и организация научно-технических семинаров, и публикации в научно-технических и научно-популярных изданиях.
Дмитрий Балашов, "Могилевский завод "Электродвигатель"Сейчас около 50% двигателей мы изготавливаем не ниже класса ЕFF2 (в прежней классификации), остальные – ЕFF3. Уровень спроса на энергоэффективные двигатели стабильно высок и имеет тенденцию к росту.
Вячеслав Попов, "Уралэлектро"Наше предприятие подковано в данном вопросе, пожалуй, как никто другой – на протяжении нескольких лет мы тесно сотрудничаем с крупной австрийской компании "Ватт Драйв" – экспертом в области приводных технологий. В настоящее время мы уже производим порядка 20 типоразмеров электродвигателей с классом эффективности IE2 по евростандарту. В рамках инвестпроекта предприятие планирует до конца этого года освоить всю гамму производимых электродвигателей (более 100 типоразмеров) в энергоэффективном исполнении.
Использование осваиваемых "Уралэлектро" электродвигателей с классом эффективности IE2 (увеличение КПД в среднем на 4,5%) в составе электроприводов позволит снизить энергопотребление в среднем на 20%, а использование электродвигателей с классом эффективности IE3 (увеличение КПД в среднем на 6,7%) – на 40%. За весь период эксплуатации электродвигателей (20 000 часов) затраты распределяются следующим образом: 3% – приобретение электродвигателя; 2% – монтаж, техническое обслуживание и ремонт; 95% – оплата электроэнергии, потребляемой электродвигателем.
Цена реализации энергоэффективных электродвигателей ориентировочно возрастет: с классом эффективности КПД IE2 – на 10–15 %; с классом эффективности IE3 – на 20–25%, при этом затраты на приобретение электродвигателей с IE 2 окупятся в течение 2–3 лет, а электродвигателей с IE3 – в течение 1–1,5 года. Спрос на энергоэффективные электродвигатели в России в настоящее время формируется.
Какую экономию может дать использование ЭЭД в российской промышленности?
Вячеслав Попов, "Уралэлектро"Известно, что основная доля расходуемой предприятиями электроэнергии (около 60%) приходится на электропривод. По данным Минэнерго РФ, потенциал отечественного энергосбережения оценивается в 360–430 млн тонн условного топлива в год.
Это составляет около 30 процентов внутреннего потребления энергии в стране. Внедрение энергоэффективных двигателей в России позволит сэкономить около 120 ГВт/ч в год, или более 240 млн рублей на каждые 100 тыс. двигателей.
Андрей Кобелев, НИПТИЭМВнедрение энергоэффективных двигателей в России (без учета эффекта от применения частотно-регулируемого привода) даст, по нашим оценкам, около 6 ТВт•ч в год, или более 18 миллиардов рублей экономии. Не менее 25% показанной экономии должны обеспечить после разработки и освоения энергоэффективные двигатели производства ОАО «ВЭМЗ».
Занимаетесь ли вы разработкой и внедрением новых серий энергоэффективных двигателей? На каком этапе находится эта работа? Необходима ли государственная поддержка?
Андрей Кобелев, НИПТИЭМПоддержка при производстве энергоэффективных электродвигателей должна, на наш взгляд, быть двоякой. Во-первых, это скорейшее принятие стандарта МЭК 60034-30, регламентирующего классы энергоэффективности асинхронных двигателей.
Инспектирование заводов-изготовителей и крупных потребителей асинхронных двигателей с целью скорейшего прекращения производства и потребления АЭД класса энергоэффективности IE1 и ниже.
Во-вторых, поскольку разработка и внедрение новой серии АЭД, причем не просто новой, а концептуально новой, предусматривает затраты в сотни миллионов рублей (прежде всего это затраты на внедрение новых дорогостоящих технологических процессов, повышающих качество изделий), на государственном уровне желательно разработать экономические мероприятия в поддержку заводов–производителей энергоэффективных электродвигателей. Заметим, что внедрение единых серий 4А, АИР в СССР рассматривалось как задача государственного масштаба (в разработке и освоении участвовали в совокупности десятки заводов, НИИ, КБ и вузов), причем объем финансирования исчислялся тоже сотнями миллионов рублей, но еще советских.
Дмитрий Балашов, «Могилевский завод "Электродвигатель"Работы по разработке новых серий энергоэффективных двигателей проводятся в плановом порядке и находятся на стадии ОКР и технической проработки.
Для успешного проведения данных работ, безусловно, требуется государственная поддержка, одной из форм которой может быть введение ограничительных таможенных пошлин (или полный запрет на ввоз) на электродвигатели с более низким уровнем энергоэффективности со сроком действия до 2015 г., а с 2018 года введение запрета на использование электродвигателей с уровнем энергоэффективности ниже IE2.
Фотография 4 предоставлена ООО "Уралэлектро"
konstruktor.net
|
|
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
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.
www.xn----7sbfedebebzdrkbi5bmwkezhiw8r1a.xn--p1ai
