Le moteur à haut rendement (moteur à haut rendement) fait référence au moteur à rendement plus élevé, sa valeur d'efficacité peut atteindre le niveau deux de la norme GB18613-2012. Le moteur à haute efficacité adopte une nouvelle conception de moteur, une nouvelle technologie et de nouveaux matériaux pour améliorer l'efficacité de sortie en réduisant la perte d'énergie électromagnétique, d'énergie thermique et d'énergie mécanique. Par rapport au moteur standard, son rendement est augmenté de 4 % en moyenne.
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 nouvelle norme nationale stipule également que depuis la date de mise en œuvre de la norme, l'efficacité IE3 deviendra la valeur limite d'efficacité des moteurs asynchrones triphasés la plus basse de Chine (efficacité énergétique à trois niveaux), inférieure à la valeur limite d'efficacité énergétique IE3 des moteurs triphasés. Les moteurs asynchrones (tels que les moteurs de la série IE2, etc.) ne sont pas autorisés à être reproduits et vendus, ce qui indique que le niveau d'efficacité des moteurs asynchrones triphasés de petite et moyenne taille en Chine améliore encore une fois le niveau d'une qualité. La nouvelle norme nationale répertorie également l'efficacité IE4 comme indice d'évaluation secondaire des économies d'énergie.
GB 18613-2020 après la mise en œuvre de la nouvelle norme nationale, la différence en matière d'étiquetage de l'efficacité énergétique des moteurs est indiquée ci-dessous :
Pour la nouvelle version de la norme d'efficacité énergétique des moteurs GB18613-2020, Shanghai Electrical Apparatus Research Institute (Group) Co., Ltd., conseiller spécial du président de M. Chen Weihua, qui concerne les ventilateurs et les pompes prenant en charge l'utilisation de moteurs électriques. de la norme GB18613, mais l'efficacité des ventilateurs et des pompes n'est pas couverte par les limitations de la norme ; Les moteurs de freinage, les moteurs spéciaux à inverseur et autres moteurs de conception spéciale n'entrent pas dans le champ d'application de la norme.
En ce qui concerne les constructeurs automobiles, depuis le 1er juin 2021, une valeur limite d'efficacité énergétique inférieure à IE3 du moteur ne doit pas être produite, vendue, l'utilisation d'unités ne doit pas être achetée, de sorte que les constructeurs automobiles de la technologie, de l'équipement, de la technologie, les matériaux et les ventes et d'autres aspects de la production et des ventes d'IE3 et au-dessus de l'efficacité énergétique du moteur doivent être entièrement préparés.
IE3 par rapport à IE2, le coût d'environ 20 % d'augmentation ; IE4 par rapport à IE3, le coût a également une augmentation substantielle. Par conséquent, les constructeurs automobiles, pour atteindre les indicateurs d'efficacité énergétique requis dans leurs produits, en fonction de la conception, du processus et d'autres aspects du potentiel de réduction des coûts, de nombreux constructeurs automobiles ont commencé à mettre en œuvre la fabrication intelligente, de sorte que les produits automobiles peut atteindre un haut degré de cohérence, en plus des produits moteurs existants dans le processus (tels que la précision de l'usinage), l'équipement, etc., peut être un meilleur moyen d'amélioration.
À l'heure actuelle, la consommation d'énergie industrielle de la Chine représente environ 70 % de la consommation totale d'énergie, dont la consommation d'énergie des moteurs représente environ 60 à 70 % de la consommation d'énergie industrielle, plus la consommation d'énergie des moteurs non industriels, la consommation d'énergie réelle du Le moteur représentait plus de 50 % de la consommation totale d’énergie. Et maintenant, l’application de moteurs économes en énergie est faible. Selon le Centre national de surveillance et d'inspection de la qualité des moteurs de petite et moyenne taille, sur les principales entreprises nationales de 198 séries d'enquêtes par échantillonnage de moteurs, qui ont atteint plus de 2 niveaux de proportion de moteurs économes en énergie de seulement 8 %, ce qui produit un grand gaspillage des ressources de toute la société.
Mesures d'économie d'énergie pour les moteurs à haut rendement
Mesures visant à améliorer l'efficacité des moteurs électriques. L'économie d'énergie du moteur électrique est un projet systématique, impliquant tout le cycle de vie du moteur électrique, depuis la conception et la fabrication du moteur électrique jusqu'à la sélection, le fonctionnement, la régulation, la révision et la mise au rebut du moteur électrique, nous devrions considérer l'effet de son des mesures d'économie d'énergie tout au long du cycle de vie du moteur électrique, et les pays nationaux et étrangers considèrent principalement les aspects suivants pour améliorer l'efficacité du moteur électrique à cet égard.
La conception du moteur à économie d'énergie fait référence à l'utilisation de la technologie de conception d'optimisation, de la nouvelle technologie des matériaux, de la technologie de contrôle, de la technologie d'intégration, de la technologie de test et d'inspection et d'autres moyens de conception modernes pour réduire la perte de puissance du moteur, améliorer l'efficacité du moteur , et concevoir un moteur à haut rendement.
Le moteur dans la conversion de l'énergie électrique en énergie mécanique perd en même temps une partie de l'énergie. La perte typique d'un moteur à courant alternatif peut généralement être divisée en trois parties: perte fixe, perte variable et perte parasite.
La perte variable est modifiée en fonction de la charge, y compris la perte de résistance du stator (perte de cuivre), la perte de résistance du rotor et la perte de résistance des balais ; la perte fixe n'a rien à voir avec la charge, y compris la perte du noyau de fer et la perte mécanique. La perte de fer est composée d'une perte par hystérésis et d'une perte par courants de Foucault, qui est proportionnelle au carré de la tension, dont la perte par hystérésis est également inversement proportionnelle à la fréquence ; les autres pertes parasites sont les pertes mécaniques et autres pertes, y compris les pertes par frottement des roulements et du ventilateur, du rotor, etc. dues à la rotation de la perte de résistance au vent.
1, économie d'énergie, réduction des coûts d'exploitation à long terme, très approprié pour les textiles, les ventilateurs, les pompes, les compresseurs, compter sur les économies d'énergie pendant un an peut récupérer le coût d'achat du moteur ; 2, démarrage direct ou régulation de vitesse avec convertisseur de fréquence, peut être entièrement remplacé par des moteurs asynchrones ; 3, le moteur économe en énergie à aimant permanent de terres rares lui-même peut économiser de l'énergie par rapport aux moteurs ordinaires de plus de 15 ℅ ; 4, facteur de puissance du moteur proche de 1, améliore le facteur de qualité du réseau, sans ajouter de compensateur de facteur de puissance ; 5, le courant du moteur est faible, économisant la capacité de transmission et de distribution de puissance, prolongeant la durée de vie globale du système ; 6, budget d'économie d'énergie : 55 kilowatts de moteur, par exemple, moteurs à haut rendement que le moteur général pour économiser 15℅, coûts d'électricité par kilowattheure calculés à 0,5 yuans, utilisation de moteurs à économie d'énergie dans un délai d'un an par les économies d'électricité peuvent être récupérées en remplaçant le coût du moteur.
Avantages des moteurs à haut rendement: Démarrage direct, peut remplacer entièrement le moteur asynchrone. Le moteur économe en énergie à aimant permanent aux terres rares lui-même peut économiser plus de 3℅ d'électricité par rapport au moteur ordinaire. Le facteur de puissance du moteur est généralement supérieur à 0,90, améliore le facteur de qualité du réseau, sans ajouter de compensateur de facteur de puissance. Le courant du moteur est faible, ce qui permet d'économiser la capacité de transmission et de distribution d'énergie, prolongeant ainsi la durée de vie globale du système. De plus, le lecteur peut réaliser un démarrage en douceur, un arrêt en douceur, une régulation de vitesse en continu, l'effet d'économie d'énergie est encore amélioré.
Réduisez les principaux moyens de perte I^2R du stator du moteur dans la pratique, les méthodes les plus largement utilisées sont : 1, augmenter la zone transversale de la fente du stator, dans le cas du même diamètre extérieur du stator, augmenter la zone transversale de la fente du stator réduira la zone du circuit magnétique, augmentera les dents de la densité magnétique ; 2, augmentez le taux de fente complet de la fente du stator, ce qui est plus efficace pour les petits moteurs basse tension, l'application de la meilleure taille d'enroulement et d'isolation, une grande section transversale de fil peut augmenter le taux de fente complet du stator ; 3, essayez de raccourcir la longueur de l'extrémité de l'enroulement du stator, la perte de l'extrémité de l'enroulement du stator représente la perte totale de l'enroulement 1/4 ~ 1/2, réduisez la longueur de l'extrémité de l'enroulement, peut améliorer l'efficacité du moteur. Les expériences montrent que la longueur de l'extrémité est réduite de 20 %, et la perte de 10 %.
Perte du rotor
La perte I^2R du rotor du moteur est principalement liée au courant du rotor et à la résistance du rotor, les méthodes d'économie d'énergie correspondantes sont principalement : 1, réduire le courant du rotor, ce qui peut être envisagé en améliorant la tension et le facteur de puissance du moteur ; 2, augmentez la section transversale de la fente du rotor ; 3, réduire la résistance de l'enroulement du rotor, comme l'utilisation de fils épais et de matériaux à faible résistance, ce qui est plus significatif pour les petits moteurs, car les petits moteurs sont généralement un rotor en aluminium moulé, si l'utilisation d'un rotor en cuivre moulé, la perte totale du moteur peut être réduit de 10 à 15 %, mais le rotor en cuivre moulé d'aujourd'hui nécessaire à la fabrication de hautes températures et de technologies n'a pas encore été popularisé, et son coût est supérieur à celui du rotor en fonte d'aluminium de 15 à 20 %.
Consommation de fer
La consommation de fer du moteur peut être réduite par les mesures suivantes : 1, réduisez la densité magnétique, augmentez la longueur du noyau de fer pour réduire la densité de flux magnétique, mais la quantité de fer utilisée par le moteur augmente ; 2, réduire l'épaisseur des copeaux de fer pour réduire la perte de courant induit, tel que l'acier au silicium laminé à froid au lieu de l'acier au silicium laminé à chaud peut réduire l'épaisseur de l'acier au silicium, mais la fine puce de fer augmentera le nombre de copeaux de fer et fabrication de moteurs Chenben; 3, l'utilisation de tôles d'acier au silicium laminées à froid avec une bonne conductivité magnétique pour réduire la perte d'hystérésis ; 4, l'utilisation d'un revêtement isolant en copeaux de fer haute performance ; 5, le traitement thermique et la technologie de fabrication, les contraintes résiduelles de traitement des copeaux de fer affecteront sérieusement la perte du moteur, le traitement des tôles d'acier au silicium, la direction de coupe, les contraintes de poinçonnage et de cisaillement ont un impact plus important sur la perte du noyau de fer. La coupe dans le sens du fraisage de la tôle d'acier au silicium et le traitement thermique du poinçonnage de l'acier au silicium peuvent réduire la perte de 10 % à 20 % et d'autres méthodes pour y parvenir.
Perte errante
La compréhension actuelle des pertes parasites du moteur en est encore au stade de la recherche. Certaines des principales méthodes permettant de réduire les pertes parasites sont : 1, l'utilisation du traitement thermique et de la finition pour réduire le court-circuit de la surface du rotor ; 2, traitement d'isolation de la surface intérieure de la fente du rotor ; 3. Réduire les harmoniques en améliorant la conception des enroulements du stator ; 4, améliorer la fente du rotor avec la conception et la coordination pour réduire les harmoniques, augmenter le stator, la rainure des dents du rotor, la forme de la fente du rotor conçue comme une fente inclinée, l'utilisation d'enroulements sinusoïdaux connectés en série, d'enroulements dispersés et d'enroulements à pas court peuvent réduire considérablement les harmoniques hautes ; l'utilisation de boue à fente magnétique ou de cale à fente magnétique pour remplacer la cale à fente d'isolation traditionnelle, par de la boue à fente magnétique pour remplir la fente dans le noyau du stator du moteur vise à réduire la perte parasite supplémentaire des méthodes efficaces.
Il faut y prêter attention, car cela représente environ 25 % de la perte totale du moteur. La perte par friction est principalement causée par les roulements et les joints, qui peuvent être réduites par les mesures suivantes : 1, minimiser la taille de l’arbre, mais doit répondre aux exigences du couple de sortie et de la dynamique du rotor ; 2. Utilisation de roulements à haut rendement ; 3, l'utilisation d'un système de lubrification et de lubrifiants à haute efficacité ;
Résumer
Les produits automobiles en tant que puissance industrielle, la vitesse de développement du pays et la politique industrielle en dépendent, alors comment saisir les opportunités de marché, ajuster en temps opportun la structure du produit, développer des produits commercialisables, choisir une bonne différenciation des produits automobiles économes en énergie, suivre la politique industrielle nationale est au centre des préoccupations. D'un point de vue mondial, l'industrie automobile évolue dans le sens d'un rendement élevé et d'économies d'énergie, le potentiel de développement est énorme. Tous les pays développés ont successivement formulé des normes d’efficacité énergétique pour les moteurs. L'Europe, les États-Unis et d'autres pays développés continuent d'améliorer les normes d'accès à l'efficacité énergétique des moteurs, pratiquement tous les moteurs économes en énergie ont été utilisés et certaines régions ont commencé à utiliser des moteurs à économie d'énergie à très haut rendement.
Exemple
Une entreprise avant la série Y de moteurs ordinaires de 7,5 kW, un total de 10 unités dans l'usine en même temps, fonctionnant 8 heures par jour, fonctionnant 300 jours par an. Cette année, cette entreprise a amélioré l'équipement, remplacé 10 ensembles de moteurs modèle IE3-132M-4P-7,5KW, la puissance est toujours la même, mais elle permet d'économiser beaucoup d'électricité.
7,5 kW de même puissance, rendement du moteur Y ordinaire de 87 %, rendement du moteur économe en énergie de 90,1 %, puis toute l'année :
◆ Y-132M-4P-7,5KW fonctionnant par an en électricité équivaut à : (7,5/0,87)8300=20 689,6 degrés
◆ IE3-132M-4P-7,5KW fonctionnant pendant un an d'électricité pour : (7,5/0,901)8300=19 977,8 degrés
◆ Utilisation de moteurs économes en énergie après une année complète d'économies d'énergie : 20 689,6 - 19 977,8 = 711,8 degrés
L'entreprise utilise 10 ensembles de moteurs économes en énergie de 7,5 kW, les économies d'énergie annuelles de 7118 degrés !
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