Kolik elektřiny mohou energeticky účinné motory skutečně ušetřit?

Úvod:

Vysoce účinný motor (High Efficiency Motor) se vztahuje na motor s vyšší účinností, jeho hodnota účinnosti může dosáhnout úrovně dvě standardu GB18613-2012. High Efficiency Motor využívá nový design motoru, novou technologii a nové materiály pro zlepšení výstupní účinnosti snížením ztrát elektromagnetické energie, tepelné energie a mechanické energie. Ve srovnání se standardním motorem je jeho účinnost zvýšena v průměru o 4 %.

In May 2020, China announced the latest motor energy-efficiency standard "GB18613-2020 motor energy-efficiency limits and energy-efficiency levels", the standard was formally implemented on June 1, 2021, IE3 (international standards) below the energy-efficiency motors will be mandatory discontinued, and the domestic motor industry has fully entered the era of IE3 high-efficiency.

Nová národní norma také stanoví, že od data implementace normy se účinnost IE3 stane v Číně nejnižší mezní hodnotou účinnosti třífázového asynchronního motoru (tříúrovňová energetická účinnost), nižší než mezní hodnota energetické účinnosti IE3 třífázových motorů. asynchronní motor (jako jsou motory řady IE2 atd.) není povoleno reprodukovat a prodávat, což naznačuje, že čínský malý a středně velký třífázový asynchronní motor má úroveň účinnosti znovu zvýšit úroveň stupně. Nová národní norma také uvádí účinnost IE4 jako sekundární index hodnocení úspory energie.

GB 18613-2020 po implementaci nového národního standardu rozdíl v označování energetické účinnosti motoru je uveden níže:

Opatření pro úsporu energie pro motory s vysokou účinností

Opatření ke zlepšení účinnosti elektromotorů. Úspora energie elektromotoru je systematický projekt, zahrnující celý životní cyklus elektromotoru, od návrhu a výroby elektromotoru až po výběr, provoz, regulaci, generální opravu a sešrotování elektromotoru, měli bychom zvážit vliv jeho opatření na úsporu energie z celého životního cyklu elektromotoru a v tuzemsku i zahraničí zvažují v tomto ohledu především následující aspekty ke zlepšení účinnosti elektromotoru.

Konstrukce energeticky úsporného motoru se týká použití optimalizační konstrukční technologie, nové materiálové technologie, řídicí technologie, integrační technologie, testovací a kontrolní technologie a dalších moderních konstrukčních prostředků ke snížení ztráty výkonu motoru, zlepšení účinnosti motoru. a navrhnout vysoce účinný motor.

Motor při přeměně elektrické energie na mechanickou energii zároveň sám také ztratí část energie, typickou ztrátu střídavého motoru lze obecně rozdělit na pevnou ztrátu, proměnnou ztrátu a ztrátu ve třech částech.

Proměnná ztráta se mění se zatížením, včetně ztráty odporu statoru (ztráta mědi), ztráty odporu rotoru a ztráty odporu kartáče; pevná ztráta nemá nic společného se zátěží, včetně ztráty železného jádra a mechanické ztráty. Ztráta železa se skládá z hysterezní ztráty a ztráty vířivými proudy, která je úměrná druhé mocnině napětí, přičemž hysterezní ztráta je také nepřímo úměrná frekvenci; další rozptylové ztráty jsou mechanické ztráty a jiné ztráty, včetně ztráty třením ložisek a ventilátoru, rotoru atd. v důsledku rotace ztráty odporu větru.

Vlastnosti motoru s vysokou účinností

1, úspora energie, snížení dlouhodobých provozních nákladů, velmi vhodné pro textilie, ventilátory, čerpadla, kompresory, spoléhat se na úsporu energie jeden rok může vrátit náklady na nákup motoru;
2, přímý start nebo regulace otáček s frekvenčním měničem, lze plně nahradit asynchronními motory;
3, vzácné zeminy s permanentními magnety energeticky účinný motor sám o sobě může ušetřit energii než běžné motory více než 15℅;
4, účiník motoru blízko 1, zlepšit faktor kvality sítě bez přidání kompenzátoru účiníku;
5, proud motoru je malý, šetří přenos energie a distribuční kapacitu, prodlužuje celkovou životnost systému;
6, rozpočet na úsporu energie: 55 kilowattů motoru, například motory s vysokou účinností než obecný motor, aby se ušetřily 15℅, náklady na elektřinu na kilowatthodinu vypočtené na 0,5 juanu, použití energeticky úsporných motorů do jednoho roku od úsporu elektřiny lze získat náhradou nákladů na motor.

Výhody vysoce účinných motorů:
Přímý start, může plně nahradit asynchronní motor.
Energeticky účinný motor s permanentními magnety vzácných zemin sám o sobě může ušetřit více než 3℅ elektřiny než běžný motor.
Účiník motoru je obecně vyšší než 0,90, zlepšuje faktor kvality sítě bez přidání kompenzátoru účiníku.
Proud motoru je malý, což šetří přenosovou a distribuční kapacitu a prodlužuje celkovou životnost systému.
Pohon Plus může realizovat měkký start, měkké zastavení, plynulou regulaci rychlosti, efekt úspory energie je dále vylepšen.

Pět hlavních ztrát v motorech

Ztráta statoru

Snižte v praxi hlavní prostředky ztráty statoru motoru I^2R, široce používané metody jsou:
1, zvětšit plochu průřezu statorové štěrbiny, v případě stejného vnějšího průměru statoru, zvětšit plochu průřezu statorové štěrbiny, zmenšit oblast magnetického obvodu, zvýšit magnetickou hustotu zubů;
2, zvýšení plné rychlosti slotu statoru, což je účinnější pro nízkonapěťové malé motory, použití nejlepší velikosti vinutí a izolace, velká plocha průřezu drátu může zvýšit plnou rychlost slotu statoru;
3, pokuste se zkrátit délku vinutí statoru, konec vinutí statoru ztráta vinutí představovala celkovou ztrátu vinutí 1/4 ~ 1/2, snížit délku konce vinutí, může zlepšit účinnost motoru. Experimenty ukazují, že délka konce je snížena o 20 %, ztráta snížena o 10 %.

Ztráta rotoru

Ztráta I^2R rotoru motoru souvisí hlavně s proudem rotoru a odporem rotoru, odpovídající metody úspory energie jsou zejména:
1, snížit proud rotoru, který lze považovat za zlepšení napětí a účiník motoru;
2, zvětšit plochu průřezu štěrbiny rotoru;
3, snížit odpor vinutí rotoru, jako je použití tlustého drátu a materiálů s nízkým odporem, což je smysluplnější pro malé motory, protože malé motory jsou obecně lité hliníkové rotory, pokud je použití litého měděného rotoru, celková ztráta motoru lze snížit o 10 % až 15 %, ale dnešní litý měděný rotor potřebný k výrobě za vysokých teplot a technologie ještě nebyl popularizován a jeho cena je vyšší než u litého hliníkového rotoru o 15 % až 20 %.

Spotřeba železa

Spotřebu motorového železa lze snížit pomocí následujících opatření:
1, snížit magnetickou hustotu, zvýšit délku železného jádra, aby se snížila hustota magnetického toku, ale množství železa použitého motorem se zvyšuje;
2, snížit tloušťku železného čipu, aby se snížila ztráta indukovaného proudu, jako je křemíková ocel válcovaná za studena namísto křemíkové oceli válcované za tepla může snížit tloušťku křemíkové oceli, ale tenký železný čip zvýší počet železných třísek a výroba motorů Chenben;
3, použití za studena válcovaných křemíkových ocelových plechů s dobrou magnetickou vodivostí pro snížení hystereze;
4, použití vysoce výkonné železné třísky izolační povlak;
5, tepelné zpracování a výrobní technologie, zbytkové napětí při zpracování železných třísek vážně ovlivní ztrátu motoru, zpracování plechu z křemíkové oceli, směr řezání, děrování a střihové napětí má větší vliv na ztrátu železného jádra. Řezání ve směru frézování plechu z křemíkové oceli a tepelné zpracování děrování z křemíkové oceli může snížit ztrátu o 10% až 20% a další metody k dosažení.

Zbloudilá ztráta

Dnešní chápání ztráty zbloudilosti motoru je stále ve fázi výzkumu, nyní jsou některé z hlavních metod ke snížení ztrát zbloudilosti:
1, použití tepelného zpracování a úpravy ke snížení zkratu povrchu rotoru;
2, Izolační úprava vnitřního povrchu štěrbiny rotoru;
3、Snížení harmonických zlepšením konstrukce vinutí statoru;
4, zlepšit štěrbinu rotoru s konstrukcí a koordinací pro snížení harmonických, zvýšení statoru, drážky zubů rotoru, tvaru štěrbiny rotoru navrženého jako šikmá štěrbina, použití sériově zapojených sinusových vinutí, rozptýlených vinutí a vinutí s krátkým stoupáním může výrazně snížit vysoké harmonické; použití magnetického štěrbinového kalu nebo magnetického štěrbinového klínu k nahrazení tradičního izolačního štěrbinového klínu, s magnetickým štěrbinovým bahnem k vyplnění štěrbiny v jádru statoru motoru má snížit další rušivé ztráty účinných metod.

Ztráta tření větrem

Lidé by si měli dávat pozor, tvoří asi 25 % celkové ztráty motoru. Ztráta třením je způsobena hlavně ložisky a těsněními, které lze snížit následujícími opatřeními:
1, minimalizovat velikost hřídele, ale musí splňovat požadavky na výstupní točivý moment a dynamiku rotoru;
2、Použití vysoce účinných ložisek;
3, použití vysoce účinného mazacího systému a maziv;

Shrnout

Motorové produkty jako průmyslová síla, rychlost rozvoje země a průmyslová politika závisí na velkém, takže jak využít příležitost na trhu, včasné přizpůsobení produktové struktury, vývoj prodejných produktů, zvolit dobrou diferenciaci energeticky úsporných motorových produktů, sledovat středem zájmu je národní průmyslová politika. Z globálního pohledu se automobilový průmysl vyvíjí směrem k vysoké účinnosti a úspoře energie, potenciál rozvoje je obrovský. Všechny vyspělé země postupně formulovaly normy energetické účinnosti pro motory. Evropa a Spojené státy americké a další rozvinuté země nadále zlepšují standardy přístupu k energetické účinnosti motorů, byly použity v podstatě všechny energeticky účinné motory a některé regiony začaly používat energeticky úsporné motory s ultra vysokou účinností.

Příklad

Podnik před řadou Y běžných motorů 7,5 kW, celkem 10 jednotek v továrně současně, běží 8 hodin denně, běží 300 dní v roce. V letošním roce tento podnik modernizoval zařízení, vyměnil 10 sad modelu IE3-132M-4P-7,5KW motoru, výkon je stále stejný, ale ušetří spoustu elektřiny.

7,5 kW stejného výkonu, běžná účinnost motoru Y 87 %, energeticky účinná účinnost motoru 90,1 %, pak celý rok:

◆ Y-132M-4P-7,5KW s ročním provozem elektřiny je: (7,5/0,87)8300 = 20 689,6 stupňů

◆ IE3-132M-4P-7,5KW s ročním provozem elektřiny pro:
(7,5/0,901)8300 = 19 977,8 stupňů

◆ Použití energeticky účinných motorů po celoroční úspoře energie: 20 689,6 - 19977,8 = 711,8 stupňů

Podnik používá 10 sad energeticky účinných motorů o výkonu 7,5 kW, roční úspora energie 7118 stupňů!