כמה חשמל יכולים באמת לחסוך מנועים חסכוניים באנרגיה?

מָבוֹא:

מנוע יעילות גבוהה (High Efficiency Motor) מתייחס למנוע היעילות הגבוהה יותר, ערך היעילות שלו יכול להגיע לרמה השנייה של GB18613-2012. מנוע בעל יעילות גבוהה מאמץ עיצוב מנוע חדש, טכנולוגיה חדשה וחומרים חדשים כדי לשפר את יעילות התפוקה על ידי הפחתת אובדן אנרגיה אלקטרומגנטית, אנרגיה תרמית ואנרגיה מכנית. בהשוואה למנוע הרגיל, היעילות שלו גדלה ב-4% בממוצע.

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.

כמו כן, התקן הלאומי החדש קובע כי מאז מועד יישום התקן, יעילות IE3 תהפוך לערך הגבול הנמוך ביותר של יעילות מנוע אסינכרוני תלת פאזי בסין (יעילות אנרגטית בשלוש רמות), נמוך מערך הגבול של יעילות אנרגטית IE3 של תלת פאזי מנוע אסינכרוני (כגון מנועים מסדרת IE2 וכו') אינו מורשה לייצור מחדש ולמכירה, מה שמעיד על תלת פאזי קטן ובינוני של סין רמת יעילות מנוע אסינכרוני שוב כדי לשפר את רמת הציון. התקן הלאומי החדש מפרט גם את יעילות ה-IE4 כמדד הערכה משני לחיסכון באנרגיה.

GB 18613-2020 לאחר יישום התקן הלאומי החדש של יעילות האנרגיה של המנועים מוצג להלן:

אמצעי חיסכון באנרגיה למנועים בעלי יעילות גבוהה

אמצעים לשיפור היעילות של מנועים חשמליים. חיסכון באנרגיה של מנוע חשמלי הוא פרויקט שיטתי, הכולל את כל מחזור החיים של המנוע החשמלי, מהתכנון והייצור של המנוע החשמלי ועד לבחירה, תפעול, ויסות, שיפוץ וגריקה של המנוע החשמלי, עלינו לשקול את ההשפעה שלו אמצעי חיסכון באנרגיה מכל מחזור החיים של המנוע החשמלי, והמדינות המקומיות והזרות שוקלים בעיקר את ההיבטים הבאים כדי לשפר את היעילות של המנוע החשמלי בהקשר זה.

העיצוב של מנוע חיסכון באנרגיה מתייחס לשימוש בטכנולוגיית עיצוב אופטימיזציה, טכנולוגיית חומר חדשה, טכנולוגיית בקרה, טכנולוגיית אינטגרציה, טכנולוגיית בדיקה ובדיקה ואמצעי עיצוב מודרניים אחרים להפחתת אובדן הכוח של המנוע, שיפור יעילות המנוע. , ותכנן מנוע בעל יעילות גבוהה.

מנוע בהמרה של אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית באותו זמן, עצמו גם מאבד חלק מהאנרגיה, אובדן מנוע AC טיפוסי ניתן לחלק בדרך כלל לאובדן קבוע, אובדן משתנה ואובדן תועה שלושה חלקים.

אובדן משתנה משתנה עם העומס, כולל אובדן התנגדות הסטטור (אובדן נחושת), אובדן התנגדות הרוטור ואובדן התנגדות המברשת; לאובדן קבוע אין שום קשר לעומס, כולל אובדן ליבת ברזל ואובדן מכני. אובדן ברזל מורכב מאובדן היסטרזה ואיבוד זרם מערבולת, שהוא פרופורציונלי לריבוע המתח, אשר אובדן ההיסטרזיס הוא גם ביחס הפוך לתדר; הפסדים תועים אחרים הם הפסדים מכניים והפסדים אחרים, לרבות אובדן חיכוך של מיסבים ומאוורר, רוטור וכו' עקב סיבוב אובדן התנגדות הרוח.

תכונות מנוע ביעילות גבוהה

1, חיסכון באנרגיה, להפחית עלויות תפעול לטווח ארוך, מתאים מאוד עבור טקסטיל, מאווררים, משאבות, מדחסים, להסתמך על חיסכון בחשמל שנה אחת יכול לשחזר את עלות רכישת המנוע;
2, התחלה ישירה, או ויסות מהירות עם ממיר תדר, ניתן להחלפה מלאה עם מנועים אסינכרוניים;
3, אדמה נדירה מגנט קבוע מנוע חסכוני באנרגיה עצמו יכול לחסוך באנרגיה מאשר מנועים רגילים יותר מ 15℅;
4, גורם הספק מנוע קרוב ל-1, שפר את גורם האיכות של הרשת, מבלי להוסיף מפצה גורם הספק;
5, זרם המנוע קטן, חוסך יכולת העברת כוח והפצה, מאריך את חיי ההפעלה הכוללים של המערכת;
6, תקציב חיסכון בחשמל: 55 קילוואט של מנוע, למשל, מנועים בעלי יעילות גבוהה מהמנוע הכללי כדי לחסוך 15℅, עלויות חשמל לכל קילוואט-שעה מחושב ב-0.5 יואן, השימוש במנועים חיסכון באנרגיה בתוך שנה על ידי ניתן לשחזר חיסכון בחשמל על ידי החלפת עלות המנוע.

היתרונות של מנועים בעלי יעילות גבוהה:
התחלה ישירה, יכולה להחליף באופן מלא את המנוע האסינכרוני.
מנוע חסכוני באנרגיה של מגנט קבוע לאדמה נדיר בעצמו יכול לחסוך יותר מ-3℅ בחשמל מאשר מנוע רגיל.
מקדם הספק מנוע הוא בדרך כלל גבוה מ-0.90, שפר את גורם האיכות של הרשת, מבלי להוסיף מפצה מקדם הספק.
זרם המנוע קטן, חוסך קיבולת העברת כוח והפצה, ומאריך את חיי הפעולה הכוללים של המערכת.
בנוסף, הכונן יכול לממש התחלה רכה, עצירה רכה, ויסות מהירות ללא מדרגות, אפקט חיסכון בחשמל משופר עוד יותר.

חמשת ההפסדים הגדולים במנועים

אובדן סטטור

צמצם את האמצעים העיקריים לאובדן סטאטור מנוע I^2R בפועל, השיטות הנפוצות יותר הן:
1, הגדל את שטח החתך של חריץ הסטטור, במקרה של אותו קוטר חיצוני של הסטטור, הגדל את שטח החתך של חריץ הסטטור יקטין את שטח המעגל המגנטי, יגדיל את השיניים של הצפיפות המגנטית;
2, הגדל את קצב החריץ המלא של חריץ הסטטור, שהוא יעיל יותר עבור מנועים קטנים במתח נמוך, היישום של גודל הפיתול והבידוד הטוב ביותר, שטח חתך חוט גדול יכול להגדיל את קצב החריץ המלא של הסטטור;
3, נסה לקצר את אורך קצה מתפתל הסטטור, אובדן קצה מתפתל הסטטור היווה את האובדן הכולל של סלילה 1/4 ~ 1/2, להפחית את אורך הקצה המתפתל, יכול לשפר את יעילות המנוע. ניסויים מראים שאורך הקצה מצטמצם ב-20%, ההפסד ירד ב-10%.

אובדן רוטור

אובדן רוטור מנוע I^2R קשור בעיקר לזרם הרוטור ולהתנגדות הרוטור, השיטות המתאימות לחיסכון באנרגיה הן בעיקר:
1, להפחית את זרם הרוטור, אשר ניתן לשקול משיפור המתח ומקדם הספק המנוע;
2, הגדל את שטח החתך של חריץ הרוטור;
3, להפחית את ההתנגדות של מתפתל הרוטור, כגון שימוש בחוט עבה וחומרי התנגדות נמוכה, וזה משמעותי יותר עבור מנועים קטנים, כי מנועים קטנים הם בדרך כלל רוטור אלומיניום יצוק, אם השימוש ברוטור נחושת יצוק, ההפסד הכולל של המנוע ניתן להפחית ב-10% עד 15%, אבל רוטור הנחושת היצוק של היום הנדרש לייצור טמפרטורה גבוהה וטכנולוגיה עדיין לא זכה לפופולריות, ועלותו גבוהה מזו של היצוק. רוטור אלומיניום 15% עד 20%.

צריכת ברזל

ניתן להפחית את צריכת הברזל המנועית על ידי האמצעים הבאים:
1, להפחית את הצפיפות המגנטית, להגדיל את אורך ליבת הברזל כדי להפחית את צפיפות השטף המגנטי, אך כמות הברזל המשמשת את המנוע עולה;
2, להפחית את עובי שבב הברזל כדי להפחית את אובדן הזרם המושרה, כגון פלדת סיליקון מגולגלת קרה במקום פלדת סיליקון מגולגלת חמה יכול להפחית את עובי פלדת הסיליקון, אך שבב הברזל הדק יגדיל את מספר שבבי הברזל ו ייצור מנועים Chenben;
3, השימוש בגיליון פלדת סיליקון מגולגל קר עם מוליכות מגנטית טובה כדי להפחית את אובדן ההיסטרזיס;
4, השימוש בציפוי בידוד שבב ברזל בעל ביצועים גבוהים;
5, טכנולוגיית טיפול בחום וייצור, מתח שיורי עיבוד שבבי ברזל ישפיע ברצינות על אובדן המנוע, עיבוד יריעות סיליקון, כיוון חיתוך, מתח ניקוב וגזירה משפיע יותר על אובדן ליבת הברזל. חיתוך בכיוון של כרסום גיליון פלדת סיליקון, וטיפול בחום של ניקוב פלדת סיליקון יכולים להפחית את ההפסד של 10% עד 20% ושיטות אחרות להשיג.

הפסד תועה

ההבנה של היום לגבי אובדן תועה מוטורי עדיין בשלב המחקר, כעת כמה מהשיטות העיקריות להפחתת אובדן תועה הן:
1, השימוש בטיפול בחום ובגימור כדי להפחית את הקצר של פני הרוטור;
2, טיפול בידוד של המשטח הפנימי של חריץ הרוטור;
3、הפחתת הרמוניה על ידי שיפור עיצוב סלילת הסטטור;
4, שפר את חריץ הרוטור עם העיצוב והתיאום להפחתת הרמוניות, הגדלת הסטטור, חריץ שיני הרוטור, צורת חריץ הרוטור המעוצבת כחריץ אלכסוני, השימוש בפיתולים סינוסואידים מחוברים בסדרה, פיתולים מפוזרים ופיתולי גובה קצרים יכולים להפחית מאוד ההרמוניות הגבוהות; השימוש בבוץ מגנטי מחורץ או טריז חריץ מגנטי כדי להחליף את טריז חריץ הבידוד המסורתי, בבוץ חריץ מגנטי למילוי החריץ בליבת הסטטור המנוע הוא להפחית את האובדן המזויף הנוסף של השיטות היעילות.

אובדן חיכוך רוח

לאנשים צריכים לשים לב, זה מהווה כ-25% מהאובדן הכולל של המנוע. אובדן חיכוך נגרם בעיקר על ידי מיסבים ואטמים, אותם ניתן להפחית על ידי האמצעים הבאים:
1, למזער את גודל הפיר, אבל צריך לעמוד בדרישות של מומנט הפלט והדינמיקה של הרוטור;
2、שימוש במיסבים בעלי יעילות גבוהה;
3, שימוש במערכת סיכה וחומרי סיכה ביעילות גבוהה;

לְסַכֵּם

מוצרים מוטוריים כמו כוח תעשייתי, מהירות הפיתוח של המדינה ומדיניות תעשייתית תלויה בגדול, אז איך לנצל את ההזדמנות בשוק, התאמה בזמן של מבנה המוצר, פיתוח מוצרים סחירים, לבחור בידול טוב של מוצרי מנוע חיסכון באנרגיה, בצע המדיניות התעשייתית הלאומית היא במוקד. מנקודת מבט גלובלית, תעשיית הרכב מתפתחת לכיוון של יעילות גבוהה וחיסכון באנרגיה, פוטנציאל הפיתוח הוא עצום. כל המדינות המפותחות גיבשו ברציפות את תקני יעילות האנרגיה עבור מנועים. אירופה וארצות הברית ומדינות מפותחות אחרות ממשיכות לשפר את תקני הגישה ליעילות אנרגטית של המנוע, בעצם נעשה שימוש בכל המנועים החסכוניים באנרגיה, ובאזורים מסוימים החלו להשתמש במנועים חוסכי אנרגיה ביעילות גבוהה במיוחד.

דוּגמָה

מיזם לפני סדרת Y של מנועי 7.5KW רגילים, סך הכל 10 יחידות במפעל בו זמנית, פועל 8 שעות ביום, פועל 300 ימים בשנה. השנה, הארגון הזה שדרג את הציוד, החליף 10 סטים של מנוע IE3-132M-4P-7.5KW מדגם IE3-132M-4P-7.5KW, ההספק עדיין זהה, אבל זה חוסך הרבה חשמל.

7.5KW מאותו הספק, יעילות מנוע Y רגיל של 87%, יעילות מנוע חסכונית באנרגיה 90.1%, ואז כל השנה:

◆ Y-132M-4P-7.5KW פועל לשנה של חשמל הוא: (7.5/0.87)8300=20,689.6 מעלות

◆ IE3-132M-4P-7.5KW פועל לשנה של חשמל עבור:
(7.5/0.901)8300=19,977.8 מעלות

◆ השימוש במנועים חסכוניים באנרגיה לאחר חיסכון של שנה שלמה בחשמל: 20,689.6 - 19977.8 = 711.8 מעלות

הארגון משתמש ב-10 סטים של מנועים חסכוניים באנרגיה של 7.5KW, החיסכון השנתי בחשמל של 7118 מעלות!