Motor de alta eficiencia (Motor de alta eficiencia) se refiere al motor de mayor eficiencia, su valor de eficiencia puede alcanzar el nivel dos del estándar GB18613-2012. El motor de alta eficiencia adopta un nuevo diseño de motor, nueva tecnología y nuevos materiales para mejorar la eficiencia de salida al reducir la pérdida de energía electromagnética, energía térmica y energía mecánica. En comparación con el motor estándar, su eficiencia aumenta en promedio un 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.
La nueva norma nacional también estipula que desde la fecha de implementación de la norma, la eficiencia IE3 se convertirá en el valor límite de eficiencia del motor asíncrono trifásico más bajo de China (eficiencia energética de tres niveles), inferior al valor límite de eficiencia energética IE3 de los motores trifásicos. Los motores asíncronos (como los motores de la serie IE2, etc.) no pueden reproducirse ni venderse, lo que indica que el nivel de eficiencia de los motores asíncronos trifásicos pequeños y medianos de China una vez más mejora el nivel de un grado. La nueva norma nacional también incluye la eficiencia IE4 como índice secundario de evaluación del ahorro de energía.
GB 18613-2020 después de la implementación del nuevo estándar nacional de etiquetado de eficiencia energética del motor se muestra a continuación:
Para la nueva versión del estándar de eficiencia energética de motores GB18613-2020, el Instituto de Investigación de Aparatos Eléctricos de Shanghai (Grupo) Co., Ltd. asesor especial del presidente del Sr. Chen Weihua que ventiladores, bombas que apoyan el uso de motores eléctricos en el alcance del estándar GB18613, pero la eficiencia de la unidad de bombas y ventiladores no está cubierta por las limitaciones estándar; Los motores de freno, los motores especiales del inversor y otros motores de diseño especial no están dentro del ámbito de aplicación de la norma. Dentro del alcance de la norma.
En términos de empresas de motores, desde el 1 de junio de 2021, no se producirán ni venderán motores con un valor límite de eficiencia energética inferior a IE3, ni se comprarán unidades de uso, por lo que las empresas de motores de tecnología, equipos, tecnología, materiales y ventas y otros aspectos de la producción y ventas de IE3 y superiores la eficiencia energética del motor para estar completamente preparado.
IE3 en relación con IE2, el costo de aproximadamente el 20% de aumento; IE4 en relación con IE3, el costo también tiene un aumento sustancial. Por lo tanto, las empresas de automóviles para lograr los indicadores de eficiencia energética requeridos en el producto bajo la premisa del diseño, proceso y otros aspectos del potencial para reducir costos, hay muchas empresas de automóviles que han comenzado a implementar la fabricación inteligente, de modo que los productos de motor Puede lograr un alto grado de consistencia. Además de los productos de motor existentes en el proceso (como la precisión del mecanizado), los equipos, etc., pueden ser una mejor manera de mejorar.
En la actualidad, el consumo de energía industrial de China representa aproximadamente el 70% del consumo total de energía, del cual el consumo de energía de los motores representa alrededor del 60% al 70% del consumo de energía industrial, más el consumo de energía de los motores no industriales, el consumo de energía real de la El motor representó más del 50% del consumo total de energía. Y ahora la aplicación de motores energéticamente eficientes es baja. Según el Centro Nacional de Supervisión e Inspección de Calidad de Motores Pequeños y Medianos, en las principales empresas nacionales de 198 conjuntos de encuestas de muestreo de motores, se alcanzó más de 2 niveles de proporción de motores energéticamente eficientes de solo el 8%, lo que produce un gran desperdicio. de los recursos de toda la sociedad.
Medidas de ahorro de energía para motores de alta eficiencia
Medidas para mejorar la eficiencia de los motores eléctricos. El ahorro de energía de un motor eléctrico es un proyecto sistemático, que involucra todo el ciclo de vida del motor eléctrico, desde el diseño y fabricación del motor eléctrico hasta la selección, operación, regulación, revisión y desguace del motor eléctrico, debemos considerar el efecto de su medidas de ahorro de energía de todo el ciclo de vida del motor eléctrico, y los países nacionales y extranjeros consideran principalmente los siguientes aspectos para mejorar la eficiencia del motor eléctrico en este sentido.
El diseño del motor de ahorro de energía se refiere al uso de tecnología de diseño de optimización, tecnología de nuevos materiales, tecnología de control, tecnología de integración, tecnología de prueba e inspección y otros medios de diseño modernos para reducir la pérdida de potencia del motor, mejorar la eficiencia del motor y diseñar un motor de alta eficiencia.
El motor en la conversión de energía eléctrica en energía mecánica al mismo tiempo, también pierde parte de la energía, la pérdida típica del motor de CA generalmente se puede dividir en tres partes de pérdida fija, pérdida variable y pérdida parásita.
La pérdida variable cambia con la carga, incluida la pérdida de resistencia del estator (pérdida de cobre), la pérdida de resistencia del rotor y la pérdida de resistencia de las escobillas; La pérdida fija no tiene nada que ver con la carga, incluidas la pérdida del núcleo de hierro y la pérdida mecánica. La pérdida de hierro se compone de pérdida por histéresis y pérdida por corrientes parásitas, que es proporcional al cuadrado del voltaje, cuya pérdida por histéresis también es inversamente proporcional a la frecuencia; otras pérdidas parásitas son pérdidas mecánicas y otras pérdidas, incluida la pérdida por fricción de los cojinetes y el ventilador, el rotor, etc., debido a la rotación de la pérdida de resistencia al viento.
1, ahorro de energía, reducción de costos operativos a largo plazo, muy adecuado para textiles, ventiladores, bombas, compresores, confiar en el ahorro de energía un año puede recuperar el costo de compra del motor; 2, el arranque directo o la regulación de velocidad con convertidor de frecuencia se pueden reemplazar completamente con motores asíncronos; 3, el motor energéticamente eficiente de imán permanente de tierras raras puede ahorrar energía que los motores normales en más de 15 ℅; 4, factor de potencia del motor cercano a 1, mejora el factor de calidad de la red, sin agregar compensador del factor de potencia; 5, la corriente del motor es pequeña, lo que ahorra capacidad de transmisión y distribución de energía y extiende la vida operativa general del sistema; 6, presupuesto de ahorro de energía: 55 kilovatios de motor, por ejemplo, motores de alta eficiencia que el motor general para ahorrar 15℅, costos de electricidad por kilovatio-hora calculado en 0,5 yuanes, el uso de motores de ahorro de energía dentro de un año por El ahorro de electricidad se puede recuperar reemplazando el costo del motor.
Ventajas de los motores de alta eficiencia.: Arranque directo, puede reemplazar completamente el motor asíncrono. El motor energéticamente eficiente de imán permanente de tierras raras puede ahorrar más de 3℅ de electricidad que un motor normal. El factor de potencia del motor es generalmente superior a 0,90, lo que mejora el factor de calidad de la red, sin agregar un compensador del factor de potencia. La corriente del motor es pequeña, lo que ahorra capacidad de transmisión y distribución de energía, lo que extiende la vida operativa general del sistema. Además, la unidad puede realizar un arranque suave, una parada suave, una regulación continua de la velocidad y se mejora aún más el efecto de ahorro de energía.
Reducir los principales medios de pérdida I ^ 2R del estator del motor en la práctica, los métodos más utilizados son: 1, aumente el área de la sección transversal de la ranura del estator, en el caso del mismo diámetro exterior del estator, aumentar el área de la sección transversal de la ranura del estator reducirá el área del circuito magnético, aumentará los dientes de la densidad magnética; 2, aumente la velocidad de ranura completa de la ranura del estator, que es más efectiva para motores pequeños de bajo voltaje, la aplicación del mejor tamaño de devanado y aislamiento, un área de sección transversal de cable grande puede aumentar la velocidad de ranura completa del estator; 3, intente acortar la longitud del extremo del devanado del estator, la pérdida del extremo del devanado del estator representó la pérdida total del devanado 1/4 ~ 1/2, reduzca la longitud del extremo del devanado y puede mejorar la eficiencia del motor. Los experimentos muestran que la longitud del extremo se reduce en un 20% y la pérdida disminuye en un 10%.
Pérdida del rotor
La pérdida I ^ 2R del rotor del motor está relacionada principalmente con la corriente y la resistencia del rotor, los métodos de ahorro de energía correspondientes son principalmente: 1, reducir la corriente del rotor, lo que se puede considerar mejorando el voltaje y el factor de potencia del motor; 2, aumente el área de la sección transversal de la ranura del rotor; 3, reduzca la resistencia del devanado del rotor, como el uso de alambre grueso y materiales de baja resistencia, lo cual es más significativo para motores pequeños, porque los motores pequeños generalmente son rotores de aluminio fundido, si se usa un rotor de cobre fundido, la pérdida total del motor se puede reducir entre un 10% y un 15%, pero el rotor de cobre fundido actual necesario para fabricar tecnología y alta temperatura aún no se ha popularizado, y su costo es mayor que el del rotor de aluminio fundido entre un 15% y un 20%.
Consumo de hierro
El consumo de plancha de motor se puede reducir con las siguientes medidas: 1, reduzca la densidad magnética, aumente la longitud del núcleo de hierro para reducir la densidad del flujo magnético, pero aumenta la cantidad de hierro utilizada por el motor; 2, reduzca el espesor del chip de hierro para reducir la pérdida de corriente inducida, como el acero al silicio laminado en frío en lugar del acero al silicio laminado en caliente puede reducir el espesor del acero al silicio, pero el chip de hierro delgado aumentará la cantidad de chips de hierro y fabricación de motores Chenben; 3, el uso de láminas de acero al silicio laminadas en frío con buena conductividad magnética para reducir la pérdida por histéresis; 4, el uso de revestimiento aislante de virutas de hierro de alto rendimiento; 5, el tratamiento térmico y la tecnología de fabricación, la tensión residual del procesamiento de virutas de hierro afectará seriamente la pérdida del motor, el procesamiento de láminas de acero al silicio, la dirección de corte, la tensión de punzonado y corte tienen un mayor impacto en la pérdida del núcleo de hierro. El corte en la dirección del fresado de la lámina de acero al silicio y el tratamiento térmico del punzonado del acero al silicio pueden reducir la pérdida del 10% al 20% y otros métodos para lograrlo.
Pérdida perdida
La comprensión actual de las pérdidas parásitas del motor aún se encuentra en la etapa de investigación; ahora, algunos de los principales métodos para reducir las pérdidas parásitas son: 1, el uso de tratamiento térmico y acabado para reducir el cortocircuito en la superficie del rotor; 2, tratamiento de aislamiento de la superficie interior de la ranura del rotor; 3. Reducir los armónicos mejorando el diseño del devanado del estator; 4, mejore la ranura del rotor con el diseño y la coordinación para reducir los armónicos, aumente el estator, la ranura de los dientes del rotor, la forma de la ranura del rotor diseñada como una ranura inclinada, el uso de devanados sinusoidales conectados en serie, devanados dispersos y devanados de paso corto puede reducir en gran medida los armónicos altos; El uso de lodo ranurado magnético o cuña de ranura magnética para reemplazar la cuña de ranura de aislamiento tradicional, con lodo de ranura magnética para llenar la ranura en el núcleo del estator del motor es para reducir la pérdida espuria adicional de los métodos efectivos.
A lo que la gente debe prestar atención, representa aproximadamente el 25% de la pérdida total del motor. La pérdida por fricción es causada principalmente por rodamientos y sellos, y puede reducirse con las siguientes medidas: 1, minimiza el tamaño del eje, pero debe cumplir con los requisitos del par de salida y la dinámica del rotor; 2 、 Uso de rodamientos de alta eficiencia; 3, el uso de lubricantes y sistemas de lubricación de alta eficiencia;
Resumir
Los productos de motor como potencia industrial, la velocidad de desarrollo del país y la política industrial dependen de una gran cantidad, por lo que cómo aprovechar las oportunidades de mercado, ajustar oportunamente la estructura del producto, desarrollar productos comercializables, elegir una buena diferenciación de productos de motor que ahorren energía, seguir la política industrial nacional es el centro de atención. Desde una perspectiva global, la industria del motor se está desarrollando hacia la alta eficiencia y el ahorro de energía, el potencial de desarrollo es enorme. Todos los países desarrollados han formulado sucesivamente normas de eficiencia energética para motores. Europa, Estados Unidos y otros países desarrollados continúan mejorando los estándares de acceso a la eficiencia energética de los motores, básicamente se han utilizado todos los motores energéticamente eficientes y algunas regiones han comenzado a utilizar motores de ahorro de energía de eficiencia ultra alta.
Ejemplo
Una empresa anterior a la serie Y de motores ordinarios de 7,5 KW, un total de 10 unidades en la fábrica al mismo tiempo, funcionando 8 horas al día, funcionando 300 días al año. Este año, esta empresa actualizó el equipo, reemplazó 10 juegos de motores modelo IE3-132M-4P-7.5KW, la potencia sigue siendo la misma, pero ahorra mucha electricidad.
7,5 KW de la misma potencia, eficiencia del motor Y ordinaria del 87%, eficiencia del motor con eficiencia energética del 90,1%, luego todo el año:
◆ Y-132M-4P-7.5KW funcionando al año de electricidad es: (7.5/0.87)8300=20.689,6 grados
◆ IE3-132M-4P-7.5KW funcionando al año de electricidad para: (7,5/0,901)8300=19.977,8 grados
◆ El uso de motores energéticamente eficientes después de un año completo de ahorro de energía: 20.689,6 - 19977,8 = 711,8 grados
La empresa utiliza 10 juegos de motores energéticamente eficientes de 7,5 KW, ¡El ahorro de energía anual de 7118 grados!
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