มอเตอร์ประหยัดพลังงานสามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้มากเพียงใด？

การแนะนำ:

มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง (มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง) หมายถึงมอเตอร์ประสิทธิภาพสูง ค่าประสิทธิภาพสามารถเข้าถึงระดับมาตรฐาน GB18613-2012 ระดับสอง มอเตอร์ประสิทธิภาพสูงใช้การออกแบบมอเตอร์ใหม่ เทคโนโลยีใหม่ และวัสดุใหม่เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพเอาต์พุตโดยลดการสูญเสียพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า พลังงานความร้อน และพลังงานกล เมื่อเทียบกับมอเตอร์มาตรฐาน ประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 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.

มาตรฐานแห่งชาติใหม่ยังกำหนดว่านับตั้งแต่วันที่นำมาตรฐานไปใช้ ประสิทธิภาพของ IE3 จะกลายเป็นค่าขีดจำกัดประสิทธิภาพมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟสที่ต่ำที่สุดของจีน (ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสามระดับ) ต่ำกว่าค่าขีดจำกัดประสิทธิภาพพลังงาน IE3 ของสามเฟส มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส (เช่นมอเตอร์ซีรีย์ IE2 ฯลฯ ) ไม่ได้รับอนุญาตให้ทำซ้ำและจำหน่าย แสดงให้เห็นว่าระดับประสิทธิภาพของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟสขนาดเล็กและขนาดกลางของจีนอีกครั้งเพื่อเพิ่มระดับของเกรด มาตรฐานแห่งชาติใหม่ยังระบุประสิทธิภาพของ IE4 เป็นดัชนีการประเมินการประหยัดพลังงานรองอีกด้วย

GB 18613-2020 หลังจากดำเนินการตามความแตกต่างการติดฉลากประสิทธิภาพพลังงานมอเตอร์มาตรฐานแห่งชาติใหม่แสดงไว้ด้านล่าง:

มาตรการประหยัดพลังงานสำหรับมอเตอร์ประสิทธิภาพสูง

มาตรการปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้า การประหยัดพลังงานของมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นโครงการที่เป็นระบบซึ่งเกี่ยวข้องกับวงจรชีวิตของมอเตอร์ไฟฟ้าทั้งหมด ตั้งแต่การออกแบบและการผลิตมอเตอร์ไฟฟ้าไปจนถึงการเลือก การทำงาน การควบคุม การยกเครื่อง และการทำลายมอเตอร์ไฟฟ้า เราควรคำนึงถึงผลกระทบของมอเตอร์ไฟฟ้าด้วย มาตรการประหยัดพลังงานตลอดอายุการใช้งานของมอเตอร์ไฟฟ้า และในประเทศและต่างประเทศส่วนใหญ่จะพิจารณาประเด็นต่อไปนี้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้าในเรื่องนี้

การออกแบบมอเตอร์ประหยัดพลังงานหมายถึงการใช้เทคโนโลยีการออกแบบที่เหมาะสมที่สุด เทคโนโลยีวัสดุใหม่ เทคโนโลยีการควบคุม เทคโนโลยีการบูรณาการ เทคโนโลยีการทดสอบและการตรวจสอบ และวิธีการออกแบบที่ทันสมัยอื่น ๆ เพื่อลดการสูญเสียพลังงานของมอเตอร์ ปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์ และออกแบบมอเตอร์ประสิทธิภาพสูง

มอเตอร์ในการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลในเวลาเดียวกันก็สูญเสียพลังงานบางส่วน การสูญเสียมอเตอร์ AC ทั่วไปโดยทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็นการสูญเสียคงที่ การสูญเสียตัวแปร และการสูญเสียหลงทางสามส่วน

การสูญเสียแบบแปรผันจะเปลี่ยนไปตามโหลด รวมถึงการสูญเสียความต้านทานสเตเตอร์ (การสูญเสียทองแดง) การสูญเสียความต้านทานของโรเตอร์ และการสูญเสียความต้านทานของแปรง การสูญเสียคงที่ไม่เกี่ยวข้องกับโหลด รวมถึงการสูญเสียแกนเหล็กและการสูญเสียทางกล การสูญเสียธาตุเหล็กประกอบด้วยการสูญเสียฮิสเทรีซิสและการสูญเสียกระแสไหลวน ซึ่งเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของแรงดันไฟฟ้า ซึ่งการสูญเสียฮิสเทรีซิสก็แปรผกผันกับความถี่เช่นกัน การสูญเสียหลงทางอื่นๆ ได้แก่ การสูญเสียทางกลและการสูญเสียอื่นๆ รวมถึงการสูญเสียแรงเสียดทานของแบริ่งและพัดลม โรเตอร์ ฯลฯ เนื่องจากการหมุนของการสูญเสียความต้านทานลม

คุณสมบัติของมอเตอร์ประสิทธิภาพสูง

1 ประหยัดพลังงาน ลดต้นทุนการดำเนินงานระยะยาว เหมาะมากสำหรับสิ่งทอ พัดลม ปั๊ม คอมเพรสเซอร์ พึ่งพาการประหยัดพลังงานหนึ่งปีสามารถกู้คืนต้นทุนการซื้อมอเตอร์
2 การเริ่มต้นโดยตรงหรือการควบคุมความเร็วด้วยตัวแปลงความถี่สามารถแทนที่ด้วยมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสได้อย่างสมบูรณ์
3 มอเตอร์ประหยัดพลังงานแม่เหล็กถาวรที่หายากของโลกสามารถประหยัดพลังงานได้มากกว่ามอเตอร์ธรรมดามากกว่า 15℅;
4 ตัวประกอบกำลังมอเตอร์ใกล้กับ 1 ปรับปรุงปัจจัยคุณภาพของตาราง โดยไม่ต้องเพิ่มตัวชดเชยตัวประกอบกำลัง
5, มอเตอร์ปัจจุบันมีขนาดเล็ก, ประหยัดการส่งกำลังและความสามารถในการกระจาย, ยืดอายุการทำงานโดยรวมของระบบ;
6 งบประมาณการประหยัดพลังงาน: มอเตอร์ 55 กิโลวัตต์ เช่น มอเตอร์ประสิทธิภาพสูงกว่ามอเตอร์ทั่วไปเพื่อประหยัด 15℅ ค่าไฟฟ้าต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงคำนวณที่ 0.5 หยวน การใช้มอเตอร์ประหยัดพลังงานภายในหนึ่งปีโดย การประหยัดไฟฟ้าสามารถกู้คืนได้ด้วยการทดแทนต้นทุนของมอเตอร์

ข้อดีของมอเตอร์ประสิทธิภาพสูง:
สตาร์ทโดยตรงสามารถเปลี่ยนมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสได้อย่างสมบูรณ์
มอเตอร์ประหยัดพลังงานแม่เหล็กถาวรชนิดหายากของโลกสามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้มากกว่ามอเตอร์ธรรมดาถึง 3℅
โดยทั่วไปตัวประกอบกำลังของมอเตอร์จะสูงกว่า 0.90 ปรับปรุงตัวประกอบคุณภาพของกริด โดยไม่ต้องเพิ่มตัวชดเชยตัวประกอบกำลัง
กระแสไฟฟ้าของมอเตอร์มีขนาดเล็ก ช่วยประหยัดความสามารถในการส่งและจ่ายพลังงาน ยืดอายุการใช้งานโดยรวมของระบบ
พลัสไดรฟ์สามารถรับรู้ถึงการสตาร์ทแบบนุ่มนวล การหยุดแบบนุ่มนวล การควบคุมความเร็วแบบไม่มีขั้นบันได ผลการประหยัดพลังงานได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม

การสูญเสียครั้งใหญ่ห้าประการในมอเตอร์

การสูญเสียสเตเตอร์

ลดวิธีการหลักของการสูญเสียสเตเตอร์ของมอเตอร์ I^2R ในทางปฏิบัติ วิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือ:
1 เพิ่มพื้นที่หน้าตัดของช่องสเตเตอร์ ในกรณีของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสเตเตอร์เดียวกัน เพิ่มพื้นที่หน้าตัดของช่องสเตเตอร์จะลดพื้นที่วงจรแม่เหล็ก เพิ่มฟันของความหนาแน่นของแม่เหล็ก
2 เพิ่มอัตราช่องเต็มของช่องสเตเตอร์ ซึ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับมอเตอร์ขนาดเล็กแรงดันต่ำ การใช้ขดลวดและขนาดฉนวนที่ดีที่สุด พื้นที่หน้าตัดลวดขนาดใหญ่สามารถเพิ่มอัตราช่องเต็มของสเตเตอร์
3 พยายามลดความยาวปลายของขดลวดสเตเตอร์ให้สั้นลง การสูญเสียปลายของขดลวดสเตเตอร์คิดเป็นการสูญเสียรวมของขดลวด 1/4 ~ 1/2 ลดความยาวปลายของขดลวดและสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์ได้ การทดลองแสดงให้เห็นว่าความยาวของปลายลดลง 20% การสูญเสียลดลง 10%

การสูญเสียโรเตอร์

การสูญเสีย I^2R ของมอเตอร์โรเตอร์ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับกระแสของโรเตอร์และความต้านทานของโรเตอร์ วิธีการประหยัดพลังงานที่เกี่ยวข้องส่วนใหญ่ได้แก่:
1 ลดกระแสโรเตอร์ซึ่งถือได้จากการปรับปรุงแรงดันไฟฟ้าและตัวประกอบกำลังของมอเตอร์
2 เพิ่มพื้นที่หน้าตัดของช่องโรเตอร์
3 ลดความต้านทานของขดลวดโรเตอร์ เช่น การใช้ลวดหนาและวัสดุที่มีความต้านทานต่ำ ซึ่งมีความหมายมากกว่าสำหรับมอเตอร์ขนาดเล็ก เนื่องจากมอเตอร์ขนาดเล็กโดยทั่วไปจะเป็นโรเตอร์อลูมิเนียมหล่อ ถ้าใช้โรเตอร์ทองแดงหล่อ การสูญเสียทั้งหมด ของมอเตอร์สามารถลดลงได้ 10% ถึง 15% แต่โรเตอร์ทองแดงหล่อในปัจจุบันซึ่งต้องใช้ในการผลิตอุณหภูมิสูงและเทคโนโลยียังไม่ได้รับความนิยม และต้นทุนก็สูงกว่าโรเตอร์อลูมิเนียมหล่อ 15% ถึง 20%

การบริโภคธาตุเหล็ก

ปริมาณการใช้เตารีดของมอเตอร์สามารถลดลงได้ด้วยมาตรการต่อไปนี้:
1 ลดความหนาแน่นของแม่เหล็ก เพิ่มความยาวของแกนเหล็กเพื่อลดความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็ก แต่ปริมาณของเหล็กที่ใช้โดยมอเตอร์จะเพิ่มขึ้น
2 ลดความหนาของเศษเหล็กเพื่อลดการสูญเสียกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ เช่น เหล็กซิลิกอนรีดเย็นแทนเหล็กซิลิกอนรีดร้อนสามารถลดความหนาของเหล็กซิลิกอนได้ แต่ชิปเหล็กบางจะเพิ่มจำนวนเศษเหล็กและ การผลิตมอเตอร์ Chenben;
3 การใช้แผ่นเหล็กซิลิกอนรีดเย็นที่มีการนำแม่เหล็กที่ดีเพื่อลดการสูญเสียฮิสเทรีซิส
4 การใช้ประสิทธิภาพสูงเคลือบฉนวนชิปเหล็ก;
5, การรักษาความร้อนและเทคโนโลยีการผลิต, ความเครียดตกค้างในการประมวลผลเศษเหล็กจะส่งผลร้ายแรงต่อการสูญเสียมอเตอร์, การประมวลผลแผ่นเหล็กซิลิกอน, ทิศทางการตัด, ความเครียดในการเจาะและเฉือนมีผลกระทบมากขึ้นต่อการสูญเสียแกนเหล็ก การตัดในทิศทางของการกัดแผ่นเหล็กซิลิกอน และการบำบัดความร้อนของการเจาะเหล็กซิลิกอนสามารถลดการสูญเสีย 10% ถึง 20% และวิธีการอื่น ๆ เพื่อให้บรรลุ

การสูญเสียหลงทาง

ความเข้าใจในปัจจุบันเกี่ยวกับการสูญเสียมอเตอร์หลงทางยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัย ขณะนี้วิธีการหลักบางประการในการลดการสูญเสียมอเตอร์หลง ได้แก่:
1 การใช้ความร้อนและการตกแต่งเพื่อลดการลัดวงจรของพื้นผิวโรเตอร์
2, การรักษาฉนวนของพื้นผิวด้านในของช่องโรเตอร์;
3、ลดฮาร์โมนิกส์โดยการปรับปรุงการออกแบบขดลวดสเตเตอร์
4. ปรับปรุงช่องโรเตอร์ด้วยการออกแบบและการประสานงานเพื่อลดฮาร์โมนิก เพิ่มสเตเตอร์ ร่องฟันโรเตอร์ รูปร่างช่องโรเตอร์ที่ออกแบบมาเป็นช่องเอียง การใช้ขดลวดไซนูซอยด์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม ขดลวดกระจัดกระจาย และขดลวดระยะพิทช์สั้นสามารถลดได้อย่างมาก ฮาร์โมนิคสูง การใช้โคลน slotted แม่เหล็กหรือลิ่มสล็อตแม่เหล็กเพื่อแทนที่ลิ่มสล็อตฉนวนแบบดั้งเดิมโดยใช้โคลนสล็อตแม่เหล็กเพื่อเติมเต็มช่องในแกนกลางของสเตเตอร์ของมอเตอร์คือการลดการสูญเสียปลอมเพิ่มเติมของวิธีการที่มีประสิทธิภาพ

การสูญเสียแรงเสียดทานของลม

ประชาชนควรให้ความสนใจ โดยคิดเป็นประมาณ 25% ของการสูญเสียมอเตอร์ทั้งหมด การสูญเสียแรงเสียดทานส่วนใหญ่เกิดจากตลับลูกปืนและซีล ซึ่งสามารถลดลงได้ด้วยมาตรการต่อไปนี้:
1 ลดขนาดของเพลา แต่ต้องตอบสนองความต้องการของแรงบิดเอาต์พุตและการเปลี่ยนแปลงของโรเตอร์
2、การใช้ตลับลูกปืนประสิทธิภาพสูง
3 การใช้ระบบหล่อลื่นและน้ำมันหล่อลื่นที่มีประสิทธิภาพสูง

สรุป

ผลิตภัณฑ์มอเตอร์เป็นพลังงานอุตสาหกรรม ความเร็วในการพัฒนาของประเทศและนโยบายอุตสาหกรรมขึ้นอยู่กับขนาดใหญ่ ดังนั้นวิธีการคว้าโอกาสทางการตลาด การปรับโครงสร้างผลิตภัณฑ์ให้ทันเวลา การพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่วางตลาด เลือกความแตกต่างที่ดีของผลิตภัณฑ์มอเตอร์ประหยัดพลังงาน ปฏิบัติตาม นโยบายอุตสาหกรรมแห่งชาติเป็นจุดสนใจ จากมุมมองทั่วโลก อุตสาหกรรมมอเตอร์กำลังพัฒนาไปในทิศทางที่มีประสิทธิภาพสูงและการประหยัดพลังงาน ศักยภาพในการพัฒนาจึงมีมาก ประเทศที่พัฒนาแล้วทุกประเทศได้กำหนดมาตรฐานประสิทธิภาพการใช้พลังงานสำหรับมอเตอร์อย่างต่อเนื่อง ยุโรปและสหรัฐอเมริกาและประเทศที่พัฒนาแล้วอื่นๆ ยังคงปรับปรุงมาตรฐานการเข้าถึงประสิทธิภาพพลังงานของมอเตอร์ โดยพื้นฐานแล้วมอเตอร์ประหยัดพลังงานทั้งหมดได้ถูกนำมาใช้ และบางภูมิภาคได้เริ่มใช้มอเตอร์ประหยัดพลังงานประสิทธิภาพสูงเป็นพิเศษ

ตัวอย่าง

องค์กรก่อนมอเตอร์ซีรีส์ Y ธรรมดา 7.5KW รวม 10 หน่วยในโรงงานในเวลาเดียวกัน ทำงาน 8 ชั่วโมงต่อวัน ทำงาน 300 วันต่อปี ในปีนี้ องค์กรนี้ได้อัปเกรดอุปกรณ์ เปลี่ยนมอเตอร์รุ่น IE3-132M-4P-7.5KW จำนวน 10 ชุด พลังงานยังคงเท่าเดิม แต่ช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้มาก

กำลังไฟเท่ากัน 7.5KW ประสิทธิภาพมอเตอร์ Y ธรรมดา 87% ประสิทธิภาพมอเตอร์ประหยัดพลังงาน 90.1% จากนั้นตลอดทั้งปี:

◆ Y-132M-4P-7.5KW ที่ใช้ไฟฟ้าหนึ่งปีคือ: (7.5/0.87)8300=20,689.6 องศา

◆ IE3-132M-4P-7.5KW ใช้ไฟฟ้าหนึ่งปีสำหรับ:
(7.5/0.901)8300=19,977.8 องศา

◆ การใช้มอเตอร์ประหยัดพลังงานหลังจากการประหยัดพลังงานทั้งปี: 20,689.6 - 19977.8 = 711.8 องศา

องค์กรใช้มอเตอร์ประหยัดพลังงาน 7.5KW จำนวน 10 ชุด ประหยัดไฟปีละ 7118 องศา!