Hur mycket el kan energieffektiva motorer verkligen spara?

Introduktion:

Högeffektiv motor (High Efficiency Motor) hänvisar till motorn med högre verkningsgrad, dess verkningsgrad kan nå GB18613-2012 standardnivå två. High Efficiency Motor antar ny motordesign, ny teknik och nya material för att förbättra uteffekten genom att minska förlusten av elektromagnetisk energi, termisk energi och mekanisk energi. Jämfört med standardmotorn ökar dess verkningsgrad med 4 % i genomsnitt.

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.

Den nya nationella standarden föreskriver också att IE3-effektiviteten sedan datumet för implementeringen av standarden kommer att bli Kinas lägsta trefasiga asynkronmotoreffektivitetsgränsvärde (tre-nivåers energieffektivitet), lägre än IE3-energieffektivitetsgränsvärdet för trefas. asynkron motor (som IE2-serien motorer, etc.) är inte tillåtet att reproduktion och försäljning, vilket indikerar att Kinas små och medelstora trefas asynkron motor effektivitetsnivå återigen för att öka nivån på en klass. Den nya nationella standarden listar också IE4-effektivitet som ett sekundärt energibesparande utvärderingsindex.

GB 18613-2020 efter implementeringen av den nya nationella standarden för märkning av motorenergieffektivitet visas nedan:

Energibesparande åtgärder för högeffektiva motorer

Åtgärder för att förbättra elmotorernas effektivitet. Elmotorns energibesparing är ett systematiskt projekt som involverar hela livscykeln för elmotorn, från design och tillverkning av elmotor till val, drift, reglering, översyn och skrotning av elmotor, vi bör överväga effekten av dess energibesparande åtgärder från hela livscykeln för elmotorer, och de inhemska och utländska länderna överväger huvudsakligen följande aspekter för att förbättra effektiviteten hos elmotorn i detta avseende.

Utformningen av energibesparande motor hänvisar till användningen av optimeringsdesignteknik, ny materialteknik, styrteknik, integrationsteknik, test- och inspektionsteknik och andra moderna designmedel för att minska motorns effektförlust, förbättra motorns effektivitet och designa en högeffektiv motor.

Motor i omvandlingen av elektrisk energi till mekanisk energi på samma gång, själv förlorar också en del av energin, kan typiska AC-motorförluster generellt delas in i fast förlust, variabel förlust och ströförlust tre delar.

Variabel förlust ändras med belastningen, inklusive statorresistansförlust (kopparförlust), rotorresistansförlust och borstmotståndsförlust; fast förlust har ingenting att göra med belastningen, inklusive järnkärna förlust och mekanisk förlust. Järnförlust är sammansatt av hysteresförlust och virvelströmsförlust, som är proportionell mot kvadraten på spänningen, varav hysteresförlusten också är omvänt proportionell mot frekvensen; andra ströförluster är mekaniska förluster och andra förluster, inklusive friktionsförluster i lagren och fläkten, rotorn etc. på grund av vindmotståndsförlustens rotation.

Högeffektiva motorfunktioner

1, energibesparing, minska långsiktiga driftskostnader, mycket lämplig för textilier, fläktar, pumpar, kompressorer, lita på energibesparing ett år kan återställa kostnaden för motorköp;
2, direktstart, eller varvtalsreglering med frekvensomformare, kan helt ersättas med asynkronmotorer;
3, sällsynta jordartsmetaller permanentmagnet energieffektiv motor själv kan spara energi än vanliga motorer mer än 15℅;
4, motoreffektfaktor nära 1, förbättra nätets kvalitetsfaktor utan att lägga till effektfaktorkompensator;
5, motorströmmen är liten, vilket sparar kraftöverföring och distributionskapacitet, förlänger systemets totala livslängd;
6, energibesparande budget: 55 kilowatt motor, till exempel högeffektiva motorer än den allmänna motorn för att spara 15℅, elkostnader per kilowattimme beräknat till 0,5 yuan, användningen av energibesparande motorer inom ett år av att spara el kan återvinnas genom att ersätta kostnaden för motorn.

Fördelar med högeffektiva motorer:
Direktstart, kan helt ersätta asynkronmotorn.
Sällsynt jordart permanent magnet energieffektiv motor i sig kan spara mer än 3℅ elektricitet än en vanlig motor.
Motoreffektfaktorn är i allmänhet högre än 0,90, förbättra nätets kvalitetsfaktor utan att lägga till effektfaktorkompensator.
Motorströmmen är liten, vilket sparar kraftöverföring och distributionskapacitet, vilket förlänger systemets totala livslängd.
Plus drive kan realisera mjukstart, mjukt stopp, steglös hastighetsreglering, energispareffekt förbättras ytterligare.

De fem stora förlusterna i motorer

Statorförlust

Minska huvudmedlen för motorstator I^2R-förlust i praktiken, de mer allmänt använda metoderna är:
1, öka statorn spaltens tvärsnittsarea, i fallet med samma stator ytterdiameter, öka statorn spaltens tvärsnittsarea kommer att minska den magnetiska kretsarean, öka tänderna av den magnetiska densiteten;
2, öka den fulla slitshastigheten för statorspåret, vilket är mer effektivt för små lågspänningsmotorer, tillämpningen av den bästa lindnings- och isoleringsstorleken, stor trådtvärsnittsarea kan öka statorns fulla spårhastighet;
3, försök att förkorta statorlindningsändens längd, statorlindningsändens förlust stod för den totala förlusten av lindningen 1/4 ~ 1/2, minska lindningsändens längd, kan förbättra motorns effektivitet. Experiment visar att längden på slutet minskar med 20%, förlusten minskade med 10%.

Rotorförlust

Motorrotor I^2R förlust är huvudsakligen relaterad till rotorström och rotormotstånd, motsvarande energibesparande metoder är huvudsakligen:
1, minska rotorströmmen, vilket kan övervägas från att förbättra spänningen och motoreffektfaktorn;
2, öka rotorslitsens tvärsnittsarea;
3, minska motståndet hos rotorlindningen, såsom användningen av tjock tråd och lågresistansmaterial, vilket är mer meningsfullt för små motorer, eftersom små motorer i allmänhet är gjutna aluminiumrotor, om användningen av gjuten kopparrotor, den totala förlusten av motorn kan minskas med 10% till 15%, men dagens gjutna kopparrotor som krävs för att tillverka hög temperatur och teknik har ännu inte blivit populär, och dess kostnad är högre än gjutgodset aluminiumrotor 15% till 20%.

Järnförbrukning

Motorns järnförbrukning kan minskas genom följande åtgärder:
1, minska den magnetiska densiteten, öka längden på järnkärnan för att minska den magnetiska flödestätheten, men mängden järn som används av motorn ökar;
2, minska tjockleken på järnspånet för att minska förlusten av inducerad ström, såsom kallvalsat kiselstål istället för varmvalsat kiselstål kan minska tjockleken på kiselstål, men det tunna järnspånet kommer att öka antalet järnspån och motortillverkning Chenben;
3, användningen av kallvalsad kiselstålplåt med god magnetisk ledningsförmåga för att minska hysteresförlusten;
4, användning av högpresterande järnspånisoleringsbeläggning;
5, värmebehandling och tillverkningsteknik, järnspånbearbetning restspänningen kommer att allvarligt påverka motorförlusten, kiselstålplåtbearbetning, skärriktning, stansning och skjuvspänning har en större inverkan på förlusten av järnkärnan. Skärning i riktning mot fräsning av kiselstålplåt och värmebehandling av stansning av kiselstål kan minska förlusten på 10% till 20% och andra metoder att uppnå.

Stray Loss

Dagens förståelse av den motoriska förlusten är fortfarande på forskningsstadiet, nu är några av de viktigaste metoderna för att minska förlusten:
1, användning av värmebehandling och efterbehandling för att minska kortslutningen på rotorytan;
2, Isoleringsbehandling av rotorslitsens inre yta;
3、Reducera övertoner genom att förbättra statorlindningsdesignen;
4, förbättra rotorslitsen med design och koordination för att minska övertoner, öka statorn, rotorns kuggspår, rotorslitsformen utformad som en lutande spår, användningen av seriekopplade sinusformade lindningar, spridda lindningar och korta lindningar kan avsevärt minska de höga övertonerna; Användningen av magnetisk slitsad lera eller magnetisk slitskil för att ersätta den traditionella isoleringsslitskilen, med magnetisk slitslera för att fylla spåret i kärnan av motorstatorn är att minska den ytterligare falska förlusten av effektiva metoder.

Förlust av vindfriktion

Att folk bör vara uppmärksamma på, det står för cirka 25% av den totala förlusten av motorn. Friktionsförluster orsakas främst av lager och tätningar, som kan minskas genom följande åtgärder:
1, minimera storleken på axeln, men måste uppfylla kraven för utgående vridmoment och rotordnamik;
2、Användning av högeffektiva lager;
3, användning av högeffektivt smörjsystem och smörjmedel;

Sammanfatta

Motorprodukter som industrikraft, landets utvecklingshastighet och industripolitik beror på en stor, så hur man kan ta tillvara marknadsmöjligheter, snabb anpassning av produktstruktur, utveckling av säljbara produkter, välj en bra differentiering av energibesparande motorprodukter, följ den nationella industripolitiken är i fokus. Ur ett globalt perspektiv utvecklas bilindustrin i riktning mot hög effektivitet och energibesparing, utvecklingspotentialen är enorm. Alla utvecklade länder har successivt formulerat energieffektivitetsstandarder för motorer. Europa och USA och andra utvecklade länder fortsätter att förbättra tillgångsstandarderna för motorenergieffektivitet, i princip alla energieffektiva motorer har använts, och vissa regioner har börjat använda energibesparande motorer med ultrahög effektivitet.

Exempel

Ett företag före Y-serien av vanliga 7,5KW motorer, totalt 10 enheter i fabriken samtidigt, kör 8 timmar om dagen, kör 300 dagar om året. I år uppgraderade detta företag utrustningen, ersatte 10 uppsättningar av modellen IE3-132M-4P-7.5KW motor, kraften är fortfarande densamma, men det sparar mycket el.

7,5KW av samma effekt, vanlig Y-motorverkningsgrad på 87%, energieffektiv motorverkningsgrad 90,1%, sedan hela året:

◆ Y-132M-4P-7,5KW som kör ett år med el är: (7,5/0,87)8300=20 689,6 grader

◆ IE3-132M-4P-7,5KW som kör ett år med el för:
(7,5/0,901)8300=19 977,8 grader

◆ Användningen av energieffektiva motorer efter ett helt års energibesparing: 20 689,6 - 19977,8 = 711,8 grader

Företaget använder 10 uppsättningar av 7,5KW energieffektiva motorer, den årliga energibesparingen på 7118 grader!