Silnik o wysokiej wydajności (silnik o wysokiej wydajności) odnosi się do silnika o wyższej wydajności, jego wartość sprawności może osiągnąć drugi poziom standardu GB18613-2012. Silnik o wysokiej wydajności wykorzystuje nową konstrukcję silnika, nową technologię i nowe materiały, aby poprawić wydajność wyjściową poprzez zmniejszenie strat energii elektromagnetycznej, energii cieplnej i energii mechanicznej. W porównaniu do silnika standardowego jego sprawność wzrosła średnio 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.
Nowa norma krajowa stanowi również, że od daty wdrożenia normy sprawność IE3 stanie się najniższą w Chinach wartością graniczną sprawności trójfazowego silnika asynchronicznego (trójstopniowa efektywność energetyczna), niższą niż wartość graniczna efektywności energetycznej IE3 trójfazowego silnika asynchronicznego (takiego jak silniki serii IE2 itp.) nie jest dozwolona do reprodukcji i sprzedaży, co wskazuje, że poziom sprawności trójfazowego silnika asynchronicznego trójfazowego w Chinach po raz kolejny podnosi poziom klasy. Nowa norma krajowa wymienia także efektywność IE4 jako dodatkowy wskaźnik oceny oszczędności energii.
GB 18613-2020 po wdrożeniu nowej krajowej normy dotyczącej etykietowania efektywności energetycznej silników pokazano poniżej:
W sprawie nowej wersji normy dotyczącej efektywności energetycznej silników GB18613-2020, Shanghai Electrical Apparatus Research Institute (Group) Co., Ltd. specjalny doradca prezydenta Chen Weihua stwierdził, że wentylatory, pompy obsługujące silniki elektryczne w zakresie normy GB18613, ale wentylatory, wydajność zespołów pomp nie jest objęta ograniczeniami normy; silniki hamujące, specjalne silniki z falownikiem i inne silniki o specjalnej konstrukcji nie wchodzą w zakres stosowania normy. W zakresie normy.
Jeśli chodzi o firmy motoryzacyjne, od 1 czerwca 2021 r. silnik nie będzie produkowany, sprzedawany, sprzedawany i używany w jednostkach poniżej wartości granicznej efektywności energetycznej IE3, więc firmy motoryzacyjne z zakresu technologii, sprzętu, technologii, materiałów i sprzedaży oraz innych aspektów produkcji i sprzedaży IE3 i powyżej efektywności energetycznej silnika muszą być w pełni przygotowane.
IE3 w stosunku do IE2, koszt o około 20% wzrost; IE4 w porównaniu do IE3, koszt również znacznie wzrósł. Dlatego też, aby firmy motoryzacyjne osiągnęły wymagane wskaźniki efektywności energetycznej produktu zgodnie z założeniami projektu, procesu i innych aspektów potencjału redukcji kosztów, wiele firm motoryzacyjnych rozpoczęło wdrażanie inteligentnej produkcji, dzięki czemu produkty silnikowe mogą osiągnąć wysoki stopień spójności, oprócz istniejących produktów silnikowych w procesie (takich jak dokładność obróbki), sprzęt itd. mogą być lepszym sposobem na ulepszenie.
Obecnie zużycie energii przez przemysł w Chinach stanowi około 70% całkowitego zużycia energii, z czego zużycie energii przez silnik stanowi około 60% do 70% zużycia energii przez przemysł, plus zużycie energii przez silniki nieprzemysłowe, rzeczywiste zużycie energii przez silnik stanowi ponad 50% całkowitego zużycia energii. Obecnie zastosowanie silników energooszczędnych jest niewielkie. Według Krajowego Centrum Nadzoru i Kontroli Jakości Małych i Średnich Silników w kluczowych przedsiębiorstwach krajowych, 198 zestawów badań próbek silników, które osiągnęły ponad 2 poziomy udziału energooszczędnych silników wynoszących zaledwie 8%, co powoduje wielkie marnotrawstwo zasobów całego społeczeństwa.
Środki oszczędzające energię dla silników o wysokiej sprawności
Środki poprawiające sprawność silników elektrycznych. Oszczędzanie energii silnika elektrycznego to systematyczny projekt obejmujący cały cykl życia silnika elektrycznego, od projektowania i produkcji silnika elektrycznego po dobór, obsługę, regulację, remont i złomowanie silnika elektrycznego. Powinniśmy rozważyć wpływ jego środków oszczędzania energii na cały cykl życia silnika elektrycznego, a kraje krajowe i zagraniczne rozważają głównie następujące aspekty mające na celu poprawę wydajności silnika elektrycznego w tym zakresie.
Konstrukcja silnika energooszczędnego odnosi się do zastosowania technologii optymalizacji, nowych technologii materiałowych, technologii sterowania, technologii integracji, technologii testowania i kontroli oraz innych nowoczesnych środków projektowych mających na celu zmniejszenie strat mocy silnika, poprawę wydajności silnika i zaprojektowanie silnika o wysokiej wydajności.
Silnik podczas konwersji energii elektrycznej na energię mechaniczną sam w sobie również traci część energii, typowe straty w silniku prądu przemiennego można ogólnie podzielić na trzy części: stratę stałą, stratę zmienną i stratę błądzącą.
Zmienna strata zmienia się wraz z obciążeniem, w tym utrata rezystancji stojana (utrata miedzi), utrata rezystancji wirnika i utrata rezystancji szczotek; stała strata nie ma nic wspólnego z obciążeniem, w tym utratą rdzenia żelaznego i stratami mechanicznymi. Strata żelaza składa się ze straty histerezy i straty prądu wirowego, która jest proporcjonalna do kwadratu napięcia, przy czym strata histerezy jest również odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości; inne straty bezpańskie to straty mechaniczne i inne straty, w tym utrata tarcia w łożyskach i wentylatorze, wirniku itp. w wyniku rotacji utraty oporu wiatru.
1, oszczędność energii, zmniejszenie długoterminowych kosztów operacyjnych, bardzo odpowiedni do tekstyliów, wentylatorów, pomp, sprężarek, poleganie na oszczędzaniu energii przez rok może odzyskać koszty zakupu silnika; 2, rozruch bezpośredni lub regulacja prędkości za pomocą przetwornicy częstotliwości, można w całości zastąpić silnikami asynchronicznymi; 3, sam energooszczędny silnik z magnesami trwałymi ziem rzadkich może oszczędzać energię w porównaniu do zwykłych silników o ponad 15 ℅; 4, współczynnik mocy silnika bliski 1, popraw współczynnik jakości sieci, bez dodawania kompensatora współczynnika mocy; 5, prąd silnika jest mały, oszczędzając zdolność przesyłu i dystrybucji mocy, wydłużając całkowitą żywotność systemu; 6, budżet oszczędzania energii: 55 kilowatów silnika, na przykład silniki o wyższej wydajności niż silnik ogólny, aby zaoszczędzić 15 ℅, koszty energii elektrycznej na kilowatogodzinę obliczone na 0,5 juana, wykorzystanie silników energooszczędnych w ciągu roku poprzez oszczędzanie energii elektrycznej można odzyskać poprzez wymianę kosztu silnika.
Zalety silników o wysokiej sprawności: Rozruch bezpośredni, może całkowicie zastąpić silnik asynchroniczny. Sam energooszczędny silnik z magnesami trwałymi ziem rzadkich może zaoszczędzić ponad 3℅ energii elektrycznej w porównaniu ze zwykłym silnikiem. Współczynnik mocy silnika jest na ogół wyższy niż 0,90, poprawia współczynnik jakości sieci bez dodawania kompensatora współczynnika mocy. Prąd silnika jest niewielki, co pozwala zaoszczędzić moc w zakresie przesyłu i dystrybucji mocy, wydłużając całkowitą żywotność systemu. Plus drive can realize soft start, soft stop, stepless speed regulation, power saving effect is further improved.
Reduce the main means of motor stator I^2R loss in practice, the more widely used methods are: 1, increase the stator slot cross-sectional area, in the case of the same stator outer diameter, increase the stator slot cross-sectional area will reduce the magnetic circuit area, increase the teeth of the magnetic density; 2, increase the full slot rate of the stator slot, which is more effective for low-voltage small motors, the application of the best winding and insulation size, large wire cross-sectional area can increase the full slot rate of the stator; 3, spróbuj skrócić długość końca uzwojenia stojana, utrata końca uzwojenia stojana odpowiada całkowitej utracie uzwojenia o 1/4 ~ 1/2, zmniejsz długość końca uzwojenia, może poprawić wydajność silnika. Eksperymenty pokazują, że długość końcówki zmniejsza się o 20%, a strata zmniejsza się o 10%.
Utrata wirnika
Strata I^2R wirnika silnika jest głównie związana z prądem wirnika i rezystancją wirnika, odpowiednie metody oszczędzania energii to głównie: 1, zmniejszyć prąd wirnika, co można uznać za poprawę napięcia i współczynnika mocy silnika; 2, zwiększ pole przekroju poprzecznego szczeliny wirnika; 3, zmniejszyć rezystancję uzwojenia wirnika, na przykład poprzez zastosowanie grubego drutu i materiałów o niskiej rezystancji, co jest bardziej znaczące w przypadku małych silników, ponieważ małe silniki są zazwyczaj wirnikiem z odlewu aluminiowego, w przypadku zastosowania wirnika z odlewanej miedzi, całkowite straty silnika można zmniejszyć o 10% do 15%, ale dzisiejszy wirnik z odlewanej miedzi wymagany do wytwarzania wysokiej temperatury i technologii nie został jeszcze spopularyzowany, a jego koszt jest wyższy niż w przypadku wirnika z odlewanego aluminium o 15% do 20%.
Spożycie żelaza
Zużycie żelaza w silniku można zmniejszyć, stosując następujące środki: 1, zmniejsz gęstość magnetyczną, zwiększ długość żelaznego rdzenia, aby zmniejszyć gęstość strumienia magnetycznego, ale zwiększa się ilość żelaza zużywanego przez silnik; 2, zmniejsz grubość żelaznego wióra, aby zmniejszyć utratę indukowanego prądu, na przykład stal krzemowa walcowana na zimno zamiast stali krzemowej walcowanej na gorąco może zmniejszyć grubość stali krzemowej, ale cienki żelazny wiór zwiększy liczbę wiórów żelaznych i produkcję silników Chenben; 3, zastosowanie walcowanej na zimno blachy ze stali krzemowej o dobrej przewodności magnetycznej w celu zmniejszenia strat histerezy; 4, zastosowanie wysokowydajnej powłoki izolacyjnej z wiórów żelaznych; 5, obróbka cieplna i technologia produkcji, naprężenia szczątkowe obróbki wiórów żelaznych poważnie wpływają na straty silnika, obróbka blachy ze stali krzemowej, kierunek cięcia, naprężenia przebijające i ścinające mają większy wpływ na utratę rdzenia żelaznego. Cięcie w kierunku frezowania blachy ze stali krzemowej i obróbka cieplna wykrawania ze stali krzemowej może zmniejszyć straty o 10% do 20% i innymi metodami można to osiągnąć.
Bezpańskie straty
Dzisiejsze zrozumienie strat błądzących silnika jest wciąż na etapie badań, obecnie niektóre z głównych metod ograniczania strat błądzących to: 1, zastosowanie obróbki cieplnej i wykańczania w celu zmniejszenia zwarcia powierzchni wirnika; 2, Obróbka izolacyjna wewnętrznej powierzchni szczeliny wirnika; 3, Redukcja harmonicznych poprzez poprawę konstrukcji uzwojenia stojana; 4, ulepszyć szczelinę wirnika za pomocą projektu i koordynacji w celu zmniejszenia harmonicznych, zwiększyć stojan, rowek zębów wirnika, kształt szczeliny wirnika zaprojektowany jako skośna szczelina, zastosowanie szeregowo połączonych uzwojeń sinusoidalnych, uzwojeń rozproszonych i uzwojeń o krótkim skoku może znacznie zmniejszyć wysokie harmoniczne; zastosowanie magnetycznego błota szczelinowego lub magnetycznego klina szczelinowego w celu zastąpienia tradycyjnego klina szczelinowego izolacji, magnetycznym błotem szczelinowym do wypełnienia szczeliny w rdzeniu stojana silnika ma na celu zmniejszenie dodatkowych fałszywych strat w skutecznych metodach.
Ludzie powinni zwrócić uwagę, stanowi to około 25% całkowitej utraty silnika. Straty tarcia powodowane są głównie przez łożyska i uszczelnienia, które można zmniejszyć za pomocą następujących środków: 1, zminimalizować rozmiar wału, ale muszą spełniać wymagania dotyczące wyjściowego momentu obrotowego i dynamiki wirnika; 2. Zastosowanie łożysk o wysokiej wydajności; 3, zastosowanie wysokowydajnego układu smarowania i smarów;
Streszczać
Produkty silnikowe jako siła przemysłowa, prędkość rozwoju kraju i polityka przemysłowa zależą od dużej liczby, dlatego w centrum uwagi znajduje się to, jak wykorzystać szansę rynkową, terminowe dostosowanie struktury produktu, rozwój produktów rynkowych, wybrać dobre zróżnicowanie energooszczędnych produktów silnikowych, postępować zgodnie z krajową polityką przemysłową. Z perspektywy globalnej branża motoryzacyjna rozwija się w kierunku wysokiej wydajności i oszczędności energii, potencjał rozwoju jest ogromny. Wszystkie kraje rozwinięte sukcesywnie formułowały standardy efektywności energetycznej silników. Europa, Stany Zjednoczone i inne kraje rozwinięte w dalszym ciągu ulepszają standardy dostępu do silników w zakresie efektywności energetycznej, w zasadzie zastosowano wszystkie silniki energooszczędne, a w niektórych regionach zaczęto stosować silniki energooszczędne o bardzo wysokiej sprawności.
Przykład
Przedsiębiorstwo przed serią Y zwykłych silników o mocy 7,5 kW, łącznie 10 jednostek w fabryce w tym samym czasie, pracujących 8 godzin dziennie, pracujących 300 dni w roku. W tym roku przedsiębiorstwo to zmodernizowało sprzęt, wymieniło 10 zestawów silnika IE3-132M-4P-7,5 kW, moc jest nadal taka sama, ale pozwala zaoszczędzić dużo energii elektrycznej.
7,5 kW tej samej mocy, sprawność zwykłego silnika Y 87%, sprawność energetyczna silnika energooszczędnego 90,1%, a następnie cały rok:
◆ Y-132M-4P-7,5KW rocznie energii elektrycznej wynosi: (7,5/0,87)8300=20 689,6 stopnia
