Спестяване на материали при производството на асинхронни двигатели. Международни стандарти за енергийна ефективност на електродвигатели. Същността на предложеното развитие

Номер във формат pdf(4221 kB)

ДА. Дуюнов , Ръководител на проекти, AS i PP LLC, Москва, Зеленоград

В Русия за дял асинхронни двигатели, според различни оценки, представлява 47 до 53% от потреблението на цялата произведена електроенергия. В промишлеността - средно 60%, в системите за студена вода - до 90%. Правят почти всичко технологични процесисвързани с движението и обхващат всички сфери на човешкия живот. С появата на нови, така наречените двигатели с комбинирани намотки (CW), е възможно значително да се подобрят параметрите им, без да се увеличава цената.

За всеки апартамент на модерна жилищна сграда има повече асинхронни двигатели, отколкото жители в него. Преди това, тъй като нямаше задача за спестяване на енергийни ресурси, при проектирането на оборудването се опитаха да го „пазят“ и използваха двигатели с мощност, надвишаваща изчислената. Спестяванията на енергия в дизайна изчезнаха на заден план и такава концепция като енергийна ефективност не беше толкова актуална. Енергийно ефективните двигатели са по-скоро чисто западен феномен. Руската индустрия не е проектирала и произвеждала такива двигатели. Преходът към пазарна икономика промени драматично ситуацията. Днес спестяването на единица енергийни ресурси, например 1 тон гориво в конвенционални условия, е половината от цената на извличането му.

Енергийно ефективни двигатели (ЕМ), представени на външния пазар, са асинхронни ЕМ с ротор с катерична клетка, в които поради увеличаване на масата на активните материали, тяхното качество, както и поради специални техники за проектиране, възможно е да се увеличи с 1-2% ( мощни двигатели) или с 4-5% ( малки двигатели) номинална ефективност с известно увеличение на цената на двигателя. Този подход може да бъде полезен, ако натоварването се променя малко, не се изисква контрол на скоростта и параметрите на двигателя са правилно избрани.

Използвайки двигатели с комбинирани намотки (CW), поради подобрени механични характеристики и по-висока енергийна ефективност, стана възможно не само да се спестят от 30 до 50% от консумацията на енергия едновременно полезна работа, но и да създаде регулируемо енергоспестяващо задвижване с уникални характеристики, което няма аналози в света. Най-голям ефект се постига при използване на DSO в инсталации с променлив характер на натоварването. Въз основа на факта, че в момента световното производство на асинхронни двигатели с различна мощност е достигнало седем милиарда броя годишно, ефектът от въвеждането на нови двигатели трудно може да бъде надценен.

Известно е, че средното натоварване на електродвигателя (съотношението на мощността, консумирана от работното тяло на машината към номиналната мощност на електродвигателя) в домашната индустрия е 0,3-0,4 (в европейската практика тази стойност е 0,6). Това означава, че конвенционалният двигател работи с ефективност, много по-ниска от номиналната. Прекомерната мощност на двигателя често води до незабележими на пръв поглед, но много значителни негативни последици в оборудването, обслужвано от електрическо задвижване, например до прекомерно налягане в хидравличните мрежи, свързано с увеличаване на загубите, намаляване на надеждността и др. За разлика от стандартните, DSO имат ниско нивошум и вибрации, по-голям брой моменти, имат коефициент на полезно действие и мощност близки до номиналните в широк диапазон от натоварвания. Това ви позволява да повишите средното натоварване на двигателя до 0,8 и да подобрите характеристиките на обслужваното от задвижването технологично оборудванепо-специално, значително намаляване на консумацията на енергия.

Спестявания, изплащане, печалба

Горното се отнася до пестенето на енергия в задвижването и е предназначено да намали загубите за преобразуване на електрическата енергия в механична енергия и да подобри енергийните характеристики на задвижването. DSO с широкомащабно внедряване предоставят широки възможности за пестене на енергия до създаване на нови енергоспестяващи технологии.

Според уебсайта на Федералната служба за държавна статистика (http://www.gks.ru/
wps/wcm/connect/rosstat/rosstatsite/main/) потреблението на електроенергия през 2011 г. в Русия като цяло възлиза на 1 021,1 милиарда kWh.

Съгласно заповедта на Федералната тарифна служба от 06.10.2011 г. № 239-e/4, минималното ниво на тарифата за електрическа енергия (капацитет), доставяна на клиенти на пазари на дребнопрез 2012 г. ще възлизат на 164,23 коп/kWh (без ДДС).

Смяната на стандартните асинхронни двигатели ще спести от 30 до 50% енергия за същата полезна работа. Икономическият ефект от широко разпространената подмяна ще бъде най-малко:

1021,1 0,47 0,3 1,6423 = 236,4503 милиарда рубли през годината.

В района на Москва ефектът ще бъде най-малко:

47100,4 0,47 0,3 1,6423 = 10906,771 милиона рубли. през годината.

Като се вземат предвид пределните нива на тарифите за електроенергия в периферните и други проблемни области, максималният ефект и минималният период на изплащане се постигат в региони с максимални тарифи - Иркутска област, Ханти-Мансийски автономен окръг, Чукотски автономен окръг, Ямало -Ненецки автономен окръг и др.

Максималният ефект и минимален период на изплащане могат да бъдат постигнати чрез подмяна на двигатели с непрекъсната работа, например, водопомпени агрегати, вентилаторни агрегати, валцови мелници, както и силно натоварени двигатели, например асансьори, ескалатори, конвейери.

За да се изчисли периодът на изплащане, за основа бяха взети цените на JSC "UralElectro". Считаме, че е сключен договор за енергийно обслужване с предприятието за подмяна на двигателя ADM 132 M4 на помпения агрегат на лизинг. Цена на двигателя 11 641 рубли. Цената на работите по неговата подмяна (30% от цената) е 3 492,3 рубли. Допълнителни разходи (10% от цената) 1 164,1 RUB

Общо разходи:

11 641 + 3 492,3 + 1 164,1 = 16 297,4 рубли

Икономическият ефект ще бъде:

11 kW 0,3 1,6423 рубли / kWh 1,18 24 = = 153,48278 рубли. на ден (с ДДС).

Период на изплащане:

16 297,4 / 153,48278 = 106,18 дни или 0,291 години.

За други мощности изчислението дава подобни резултати. Като се има предвид, че времето на работа на двигателите в промишлените предприятия не може да надвишава 12 часа, периодът на изплащане не може да надвишава 0,7-0,8 години.

Предполага се, че съгласно условията на лизинговия договор фирмата, която е сменила двигателите с нови, след заплащане на лизинговите вноски плаща 30% от спестяваната електроенергия в рамките на три години. В този случай доходът ще бъде: 153,48278 365 3 = 168 063,64 рубли. Следователно подмяната на един двигател с ниска мощност ви позволява да получите доход от 84 до 168 хиляди рубли. Средно от подмяната на двигатели от една малка комунална компания можете да получите поне 4,8 милиона рубли доход. Въвеждането на нови двигатели с модернизацията на стандартните ще позволи в обществения сектор и транспорта в много случаи да откажат субсидии за електроенергия без повишаване на тарифите.

Особено социално значение проектът придобива във връзка с присъединяването на Русия към СТО. Домашните производители на асинхронни двигатели не са в състояние да се конкурират с водещите световни производители. Това може да доведе до фалит на много градообразуващи предприятия. Овладяването на производството на двигатели с комбинирани намотки ще позволи не само да се премахне тази заплаха, но и да се превърне в сериозен конкурент на външните пазари. Следователно изпълнението на проекта има политическо значение за страната.


Новостта на предложения подход

През последните години, поради появата на надеждни и достъпни честотни преобразуватели, управляваните асинхронни задвижвания станаха широко разпространени. Въпреки че цената на преобразувателите остава доста висока (два до три пъти по-скъпа от двигател), в някои случаи те могат да намалят консумацията на електроенергия и да подобрят производителността на двигателя, доближавайки ги до характеристиките на по-малко надеждни двигатели. постоянен ток. Надеждността на честотните регулатори също е няколко пъти по-ниска от тази на електродвигателите. Не всеки потребител има възможност да инвестира толкова огромна сума пари за инсталиране на честотни регулатори. В Европа до 2012 г. само 15% от задвижванията с променлива скорост са оборудвани с DC двигатели. Ето защо е уместно да се разглежда проблемът за спестяване на енергия главно във връзка с асинхронно електрическо задвижване, включително честотно управлявано, оборудвано със специализирани двигатели с по-ниска консумация на материали и цена.

В световната практика има две основни направления за решаване на този проблем.

Първата е икономия на енергия чрез електрическо задвижване чрез захранване на крайния потребител с необходимата мощност във всеки един момент. Втората е производството на енергийно ефективни двигатели, отговарящи на стандарта IE-3. В първия случай усилията са насочени към намаляване на цената на честотните преобразуватели. Във втория случай - за разработване на нови електрически материали и оптимизиране на основните размери на електрическите машини.

В сравнение с известните методи за подобряване на енергийната ефективност на асинхронно задвижване, новостта на нашия подход се крие в промяната на основния принцип на проектиране на класическите намотки на двигателя. Научната новост се състои във факта, че са формулирани нови принципи за проектиране на намотките на двигателя, както и за избор на оптимални съотношения на броя на процепите на ротора и статора. Въз основа на тях са разработени промишлени проекти и схеми на еднослойни и двуслойни комбинирани намотки, както за ръчно, така и за автоматично полагане. От 2011 г. са получени 7 патента на Руската федерация за технически решения. Няколко заявки се разглеждат в Роспатент. Подготвят се заявки за патентоване в чужбина.

В сравнение с известните, честотно управлявано задвижване може да се направи на базата на DSO с повишена честота на захранващото напрежение. Това се постига благодарение на по-ниските загуби в стоманата на магнитната сърцевина. Цената на такова задвижване е значително по-ниска, отколкото при използване на стандартни двигатели, по-специално шумът и вибрациите са значително намалени.

В хода на изпитанията, проведени на тестовите стендове на помпената станция Katai, стандартен двигател с мощност 5,5 kW беше заменен с двигател с мощност 4,0 kW по нашия дизайн. Помпата осигури всички параметри в съответствие с изискванията на спецификациите, докато двигателят практически не се загрява.

В момента се работи за въвеждане на технологията в нефтения и газов комплекс (Лукойл, TNK-BP, Роснефт, завод за електрически помпи Бугулма), в предприятията на метрото (Международна асоциация на метрото), в минната индустрия (Лебедински ГОК) и редица на други индустрии.

Същността на предложеното развитие

Същността на разработката произтича от факта, че в зависимост от схемата за свързване на трифазен товар към трифазна мрежа (звезда или триъгълник) могат да се получат две системи от токове, които образуват ъгъл от 30 електрически градуса между индукционните вектори на магнитния поток. Съответно е възможно да свържете електрически двигател към трифазна мрежа, която няма трифазна намотка, а шестфазна. В този случай част от намотката трябва да бъде включена в звездата, а част в триъгълника и получените индукционни вектори на полюсите на същите фази на звездата и триъгълника трябва да образуват ъгъл от 30 електрически градуса помежду си.

Комбинацията от две вериги в една намотка дава възможност да се подобри формата на полето в работния процеп на двигателя и в резултат на това значително да се подобрят основните характеристики на двигателя. Полето в работния процеп на стандартен двигател може само условно да се нарече синусоидално. Всъщност е стъпаловидно. В резултат на това в двигателя се появяват хармоници, вибрации и спирачни моменти, които имат отрицателен ефект върху двигателя и влошават работата му. Следователно стандартният асинхронен двигател има приемлива производителност само при номинално натоварване. Когато натоварването е различно от номиналното, характеристиките на стандартния двигател рязко намаляват, коефициентът на мощност и ефективността намаляват.

Комбинираните намотки също позволяват да се намали нивото на индукция на магнитно поле от нечетни хармоници, което води до значително намаляване на общите загуби в елементите на магнитната верига на двигателя и увеличаване на неговия капацитет на претоварване и плътност на мощността. Освен това позволява двигателите да работят при по-високи честоти на захранващо напрежение, когато се използват стомани, предназначени за работа от 50 Hz. Двигателите с комбинирани намотки имат по-нисък коефициент на пусков ток при по-висок пусков въртящ момент. Това е от съществено значение за оборудване, работещо с чести и дълги стартирания, както и за оборудване, свързано към дълги и силно натоварени мрежи с висок спад на напрежението. Те генерират по-малко смущения в мрежата и по-малко изкривяват формата на захранващото напрежение, което е от съществено значение за редица обекти, оборудвани със сложна електроника и компютърни системи.

На фиг. 1 показва формата на полето в стандартен двигател с 3000 rpm в статор с 24 слота.

Формата на полето на подобен двигател с комбинирани намотки е показана на фиг. 2.

От горните графики се вижда, че формата на полето на двигателя с комбинирани намотки е по-близка до синусоидалната от тази на стандартния двигател. В резултат на това, както показва опитът, без увеличаване на интензивността на труда, с по-малък разход на материали, без промяна на съществуващите технологии, при равни други условия, получаваме двигатели, които значително надвишават стандартните по своите характеристики. За разлика от известните досега методи за подобряване на енергийната ефективност, предложеното решение е най-евтиното и може да се приложи не само при производството на нови двигатели, но и в основен ремонти модернизация на съществуващия флот. На фиг. 3 показва как се е променила механичната характеристика от смяната на стандартната намотка с комбинирана по време на основен ремонт на двигателя.

По никакъв друг известен начин не е възможно да се подобрят механичните характеристики на съществуващия парк от двигатели толкова радикално и ефективно. Резултатите от стендовите тестове, проведени от Централната заводска лаборатория на CJSC UralElectro-K, Медногорск, потвърждават декларираните параметри. Получените данни също потвърждават резултатите, получени по време на тестове в NIPTIEM, Владимир.

Средните статистически данни на основните енергийни показатели за ефективност и cos, получени при тестване на партида модернизирани двигатели, надвишават каталожните данни на стандартните двигатели. Заедно всички горепосочени индикатори осигуряват двигатели с комбинирани намотки с характеристики, които превъзхождат най-добрите аналози. Това беше потвърдено още при първите прототипи на модернизираните двигатели.

Конкурентни предимства

Уникалността на предложеното решение се състои във факта, че конкурентите, които са очевидни на пръв поглед, всъщност са потенциални стратегически партньори. Това се обяснява с факта, че е възможно да се овладее производството и модернизацията на двигатели с комбинирани намотки в най-кратки срокове в почти всяко специализирано предприятие, занимаващо се с производство или ремонт на стандартни двигатели. Не изисква промени в съществуващите технологии. За да направите това, достатъчно е да промените съществуващата в предприятията проектна документация. Никой конкурентен продукт не предлага тези предимства. В този случай не е необходимо да се получават специални разрешения, лицензи и сертификати. Илюстративен пример е опитът от сътрудничество с OAO UralElectro-K. Това е първото предприятие, с което е сключен лицензионен договор за право на производство на енергийно ефективни асинхронни двигатели с комбинирани намотки. В сравнение с честотните задвижвания, предложената технология позволява по-големи икономии на енергия със значително по-ниски капиталови инвестиции. По време на работа разходите за поддръжка също са значително по-ниски. В сравнение с други енергийно ефективни двигатели, предлаганият продукт има по-ниска цена при същата производителност.

Заключение

Областта на приложение на асинхронните двигатели с комбинирани намотки обхваща почти всички сфери на човешката дейност. Годишно в света се произвеждат около седем милиарда броя двигатели с различен капацитет и дизайн. Днес почти никой технологичен процес не може да бъде организиран без използването на електрически двигатели. Последствията от широкомащабното използване на тази разработка трудно могат да бъдат надценени. В социалната сфера те могат значително да намалят тарифите за основни услуги. В областта на екологията те позволяват постигане на безпрецедентни резултати. Така например със същата полезна работа те позволяват трикратно намаляване на специфичното производство на електроенергия и в резултат на това рязко намаляване на специфичното потребление на въглеводороди.

Трифазни асинхронни електродвигатели с основна конструкция енергийно ефективни (клас IE2) серия AIR, 7АVER

Двигателите с общо предназначение са предназначени за работа в режим S1 от AC 50Hz, напрежение 380V (220, 660V). Стандартна степен на защита - IP54, IP55, климатичен вариант и категория на разположение - U3, U2.
Клас на енергийна ефективност - IE2 (в съответствие с GOST R51677-2000 и международния стандарт IEC 60034-30).

P, kW 3000 оборота в минута 1500 оборота в минута 1000 оборота в минута 750 об/мин
марка ел/дв тегло, кг марка ел/дв тегло, кг марка ел/дв тегло, кг марка ел/дв тегло, кг
0,06 AIR 50 A4 3,2
0,09 ВЪЗДУХ 50 A2 3,1 AIR 50 V4 3,6
0,12 AIR 50 V2 3,4 AIR 56 A4 3,5
0,18 AIR 56 A2 3,6 AIR 56 B4 3,9 AIR 63 A6 6,0 AIR 71 A8 9,3
0,25 AIR 56 B2 3,9 AIR 63 A4 5,6 AIR 63 B6 7,0 AIR 71 B8 8,9
0,37 AIR 63 A2 5,6 AIR 63 B4 6,7 AIR 71 A6 8,1 AIR 80 A8 13,5
0,55 AIR 63 B2 6,7 AIR 71 A4 8,3 AIR 71 B6 9,7 AIR 80 V8 15,7
0,75 AIR 71 A2 8,6 AIR 71 B4 9,4 AIR 80 A6 12,5 AIR 90 LA8 19,5
1,10 AIR 71 B2 9,3 AIR 80 A4 12,8 AIR 80 V6 16,2 ВЪЗДУХ 90 LV8 22,3
1,50 AIR 80 A2 13,3 AIR 80 V4 14,7 ВЪЗДУХ 90 L6 20,6 AIR 100 L8 28,0
2,20 AIR 80 V2 15,9 ВЪЗДУХ 90 L4 19,7 ВЪЗДУХ 100 L6 25,1 AIR 112 MA8 50,0
3,00 ВЪЗДУХ 90 L2 20,6 AIR 100 S4 25,8 ВЪЗДУХ 112 MA6 50,5 AIR 112 MV8 54,5
4,00 AIR 100 S2 23,6 ВЪЗДУХ 100 L4 26,1 AIR 112 MV6 55,0 AIR 132 S8 62,0
5,50 ВЪЗДУХ 100 L2 32,0 ВЪЗДУХ 112 М4 56,5 AIR 132 S6 62,0 AIR 132 M8 72,5
7,50 ВЪЗДУХ 112 М2 56,5 AIR 132 S4 63,0 ВЪЗДУХ 132 M6 73,0 AIR 160 S8 120,0
11,00 ВЪЗДУХ 132 М2 68,5 ВЪЗДУХ 132 M4 74,5 AIR 160 S6 122,0 AIR 160 M8 145,0
15,00 AIR 160 S2 122,0 AIR 160 S4 127,0 ВЪЗДУХ 160 M6 150,0 AIR 180 M8 180,0
18,50 ВЪЗДУХ 160 М2 133,0 ВЪЗДУХ 160 M4 140,0 ВЪЗДУХ 180 M6 180,0 AIR 200 M8 210,0
22,00 AIR 180 S2 160,0 AIR 180 S4 170,0 ВЪЗДУХ 200 M6 195,0 AIR 200 L8 225,0
30,00 ВЪЗДУХ 180 М2 180,0 ВЪЗДУХ 180 M4 190,0 AIR 200 L6 240,0 AIR 225 M8 316,0
37,00 ВЪЗДУХ 200 М2 230,0 ВЪЗДУХ 200 M4 230,0 ВЪЗДУХ 225 M6 308,0 AIR 250 S8 430,0
45,00 ВЪЗДУХ 200 L2 255,0 ВЪЗДУХ 200 L4 260,0 AIR 250 S6 450,0 ВЪЗДУХ 250 М8 560,0
55,00 ВЪЗДУХ 225 М2 320,0 ВЪЗДУХ 225 M4 325,0 ВЪЗДУХ 250 M6 455,0 AIR 280 S8 555,0
75,00 AIR 250 S2 450,0 AIR 250 S4 450,0 AIR 280 S6 650,0 AIR 280 M8 670,0
90,00 ВЪЗДУХ 250 М2 490,0 ВЪЗДУХ 250 M4 495,0 ВЪЗДУХ 280 M6 670,0 AIR 315 S8 965,0
110,00 AIR 280 S2 590,0 AIR 280 S4 520,0 AIR 315 S6 960,0 AIR 315 M8 1025,0
132,00 ВЪЗДУХ 280 М2 620,0 ВЪЗДУХ 280 M4 700,0 AIR 315 M6 1110,0 AIR 355 S8 1570,0
160,00 AIR 315 S2 970,0 AIR 315 S4 1110,0 AIR 355 S6 1560,0 AIR 355 M8 1700,0
200,00 ВЪЗДУХ 315 М2 1110,0 ВЪЗДУХ 315 M4 1150,0 AIR 355 M6 1780,0 ВЪЗДУХ 355 MB8 1850,0
250,00 AIR 355 S2 1700,0 AIR 355 S4 1860,0 ВЪЗДУХ 355 MB6 1940,0
315,00 ВЪЗДУХ 355 М2 1820,0 ВЪЗДУХ 355 M4 1920,0


Използването на енергийно ефективни двигатели позволява:

  • увеличаване на ефективността на двигателя с 2-5%;
  • намаляване на консумацията на електроенергия;
  • увеличаване на живота на двигателя и свързаното с него оборудване;
  • подобряване на фактора на мощността;
  • подобряване на капацитета на претоварване;
  • повишаване на устойчивостта на двигателя към термични натоварвания и промени в условията на работа.


Като цяло монтажните и присъединителните размери на енергийно ефективните двигатели съответстват на габаритните, монтажните и присъединителните размери на двигателите от основната конструкция.

Енергийно ефективни електродвигатели EFF1/IE2, произведени от ENERAL

Енергийно ефективни електродвигатели EFF1 са трифазни асинхронни едноскоростни електродвигатели с ротор с катерична клетка.
Енергийно ефективни електродвигатели са електродвигатели за общо промишлено предназначение, при които общата загуба на мощност е поне 20% по-малка от общата загуба на мощност на двигатели с нормална ефективност при същата мощност и скорост.

Основни характеристики:

Класът на енергийна ефективност Eff 1 отговаря на стандарта IE2
Техническите характеристики на енергийно ефективни двигатели, произведени от ENERAL, са представени в таблицата:

Eff1 Мощност ефективност cos Номинален ток, А Множество на максималния въртящ момент Множество на тока със затворен ротор Съотношение на въртящия момент при затворен ротор Скорост на въртене
ВЪЗДУХ 132M2 11 90,29 0,925 20,96 3,07 6,86 2,11 2905
AIR132M4 11 90,39 0,8495 20,87 2,51 6,74 2,26 1460
AIR160S2 15 91,3 0,89 28 2,3 8 2,2 2945
AIR160S4 15 91,8 0,86 28,9 2,3 7,5 2,2 1475
AIR160S6 11 90 0,79 23,5 2,1 6,9 2,1 980

Сравнение на функции:


Асинхронните електродвигатели с ротор с катерична клетка в момента са значителна част от всички електрически машини, повече от 50% от консумираната електроенергия се пада върху тях. Почти невъзможно е да се намери сфера, където се използват: електрически задвижвания на промишлено оборудване, помпи, вентилационно оборудване и много други. Освен това, както обемът на технологичния парк, така и мощността на двигателя непрекъснато нарастват.

Енергийно ефективни двигатели ENERAL от серия AIR…E са проектирани като трифазни асинхронни едноскоростни двигатели с ротор с катерична клетка и отговарят на GOST R51689-2000.

Енергийно ефективният двигател от серията AIR…E има повишена ефективност поради следните подобрения на системата:

1. Увеличена е масата на активните материали (медна статорна намотка и студеновалцувана стомана в статорни и роторни пакети);
2. Използват се електрически стомани с подобрени магнитни свойства и намалени магнитни загуби;
3. Оптимизират се зоната на зъбния канал на магнитната верига и конструкцията на намотките;
4. Използвана изолация с висока топлопроводимост и електрическа якост;
5. Намалена въздушна междина между ротора и статора с високотехнологично оборудване;
6. Използва се специална конструкция на вентилатора за намаляване на вентилационните загуби;
7. Използват се по-качествени лагери и смазки.



Новите потребителски свойства на енергийно ефективния двигател от серията AIR…E се основават на подобрения в дизайна, където специално място е отделено на защитата от неблагоприятни условия и повишеното уплътнение.

Така, характеристики на дизайнаСерията AIR…E позволява минимизиране на загубите в намотките на статора. Поради ниската температура на намотката на двигателя се удължава и експлоатационният живот на изолацията.



Допълнителен ефект е намаляването на триенето и вибрациите, а оттам и на прегряването, чрез използването на висококачествени смазки и лагери, включително по-плътно заключване на лагера.



Друг аспект, свързан с по-ниска работеща температура на двигателя, е способността да работи при по-високи температури. висока температурасреда или възможността за намаляване на разходите, свързани с външно охлаждане на работещ двигател. Това също води до по-ниски разходи за енергия.

Едно от важните предимства на новия енергийно ефективен двигател е намаленото ниво на шум. Двигателите от клас IE2 използват по-малко мощни и по-тихи вентилатори, което също играе роля за подобряване на аеродинамичните свойства и намаляване на загубите от вентилация.



Минимизирането на капиталовите и оперативните разходи са ключови изисквания за промишлеността енергийно ефективни електрически двигатели. Както показва практиката, периодът на компенсация поради разликата в цените при придобиване по-напреднал асинхронни електродвигателиКласът IE2 е до 6 месеца само чрез намаляване на оперативните разходи и консумация на по-малко електроенергия.

Намалени разходи при смяна на двигателя с енергийно ефективен:

ВЪЗДУХ 132M6E (IE2) P2=7.5kW; Ефективност=88,5%; В \u003d 16.3A; cosφ=0,78
AIR132M6 (IE1) P2=7.5kW; Ефективност=86,1%; In=17.0A; cosφ=0,77

Консумация на енергия: P1=P2/ефективност
Характеристика на натоварването: 16 часа на ден = 5840 часа годишно
Годишни икономии на енергия: 1400 kWh

При преминаване към нови енергийно ефективни двигатели се взема предвид следното:

  • повишени изисквания към екологичните аспекти;
  • изисквания за нивото на енергийна ефективност и експлоатационните характеристики на продуктите;
  • клас на енергийна ефективност IE2 действа като унифициран „знак за качество” за потребителя заедно с възможности за спестяване;
  • финансов стимул: възможност за намаляване на консумацията на енергия и оперативните разходи интегрирани решения: енергийно ефективен двигател + ефективна система за управление (променливо задвижване) + ефективна система за защита = най-добър резултат.

предимства:

Осигурете намаляване на общите загуби на мощност с най-малко 20% по отношение на двигатели с нормална ефективност със същата мощност и скорост;
- Повишена ефективност в режим на частично натоварване (с 1,8 - 2,4%);
- Има подобрени експлоатационни характеристики:

  • по-устойчиви на колебания в мрежата;
  • по-малко прегряване, по-малко загуби на енергия;
  • работа с ниско ниво на шум;
  • Повишена надеждност и удължен експлоатационен живот;
  • При по-висока покупна цена (с 15-20% в сравнение със стандартната), EED изплаща допълнителни разходи, като намалява консумацията на енергия още за 500-600 часа работа;
  • Намалени общи оперативни разходи.

По този начин енергийно ефективните двигатели са двигатели с повишена надеждност за предприятия, фокусирани върху енергоспестяващите технологии.

Индикаторите за енергийна ефективност на електродвигателите AIR…E, произведени от ENERAL, отговарят на GOST R51677-2000 и международния стандарт IEC 60034-30 по отношение на клас на енергийна ефективност IE2.

УДК 621.313.333:658.562

ЕНЕРГИЙНО ЕФЕКТИВНИ АСИНХРОНИ ДВИГАТЕЛИ ЗА РЕГУЛИРАНО ЕЛЕКТРИЧЕСКО ЗАДАВАНЕ

О.О. Муравлева

Томски политехнически университет Имейл: [защитен с имейл]

Разглежда се възможността за създаване на енергийно ефективни асинхронни двигатели без промяна на напречното сечение за регулируеми електрически задвижвания, което прави възможно да се осигури реална икономия на енергия. Показани са начините за осигуряване на енергоспестяване чрез използване на асинхронни двигатели с висока мощност в помпени агрегати в сферата на жилищно-комуналните услуги. Извършените икономически изчисления и анализът на резултатите показват икономическата ефективност от използването на двигатели с повишена мощност, въпреки увеличаването на цената на самия двигател.

Въведение

В съответствие с „Енергийна стратегия за периода до 2020 г.“ най-висок приоритет на държавната енергийна политика е повишаването на енергийната ефективност на индустрията. Ефективността на руската икономика е значително намалена поради високата й енергийна интензивност. По този показател Русия е 2,6 пъти пред САЩ, Западна Европа 3,9 пъти, Япония - 4,5 пъти. Само отчасти тези различия могат да бъдат оправдани от суровите климатични условия на Русия и необятността на нейната територия. Един от основните начини за предотвратяване на енергийна криза у нас е провеждането на политика, която предвижда широкомащабно въвеждане на енерго- и ресурсоспестяващи технологии в предприятията. Спестяването на енергия се превърна в приоритетна област на техническата политика във всички развити страни по света.

В близко бъдеще проблемът с енергоспестяването ще повиши рейтинга си с ускореното развитие на икономиката, когато има недостиг на електрическа енергия и той може да бъде компенсиран по два начина - чрез въвеждане на нови системи за генериране на енергия и енергоспестяване. Първият начин е по-скъп и отнема много време, а вторият е много по-бърз и по-изгоден, тъй като 1 kW мощност с енергоспестяване струва 4...5 пъти по-малко, отколкото в първия случай. Големите разходи за електрическа енергия на единица от брутния национален продукт създават огромен потенциал за спестяване на енергия в националната икономика. Основно високата енергийна интензивност на икономиката се дължи на използването на технологии и оборудване, които губят енергия, големи загуби на енергийни ресурси (при добива, преработка, преобразуване, транспортиране и потребление) и ирационалната структура на икономиката (а. висок дял от енергоемкото промишлено производство). В резултат на това е натрупан огромен потенциал за спестяване на енергия, оценен на 360,430 Mtce. тона, или 38,46% от съвременното потребление на енергия. Реализирането на този потенциал може да позволи при растеж на икономиката с 2,3 ... 3,3 пъти за 20 години да се ограничи ръстът на потреблението на енергия само с 1,25.

ните стоки и услуги на вътрешния и външния пазар. Следователно енергоспестяването е важен фактор за икономическия растеж и подобряването на ефективността на националната икономика.

Целта на тази работа е да се разгледат възможностите за създаване на енергийно ефективни асинхронни двигатели (АМ) за управлявани електрически задвижвания, за да се осигури реална икономия на енергия.

Възможности за създаване на енергийно ефективни

асинхронни двигатели

В тази работа на базата на системен подход се определят ефективни начини за осигуряване на реални икономии на енергия. Системният подход за спестяване на енергия съчетава две области - подобряване на преобразувателите и асинхронните двигатели. Отчитайки възможностите на съвременните компютърни технологии, усъвършенстване на методите за оптимизация, стигаме до необходимостта от създаване на софтуерно-компютърен комплекс за проектиране на енергийно ефективни асинхронни двигатели, работещи в управлявани електрически задвижвания. Като се има предвид големия потенциал за спестяване на енергия в жилищно-комуналните услуги (жилищно-комунални услуги), ще разгледаме възможността за използване на регулируемо електрическо задвижване на базата на асинхронни двигатели в тази област.

Решението на проблема с енергоспестяването е възможно с подобряване на регулируемо електрическо задвижване на базата на асинхронни двигатели, което трябва да бъде проектирано и произведено специално за енергоспестяващи технологии. В момента потенциалът за пестене на енергия за най-популярните електрически задвижвания - помпени агрегати е повече от 30% от консумацията на енергия. Въз основа на мониторинг в Алтайския край могат да се получат следните показатели с помощта на управлявано електрическо задвижване на базата на асинхронни двигатели: икономия на енергия - 20,60%; пестене на вода - до 20%; изключване на хидравлични удари в системата; намаляване на пусковите токове на двигателите; минимизиране на разходите за поддръжка; намаляване на вероятността от извънредни ситуации. Това изисква подобряване на всички части на електрическото задвижване и преди всичко на основния елемент, който извършва електромеханично преобразуване на енергия - асинхронен двигател.

Сега в повечето случаи в контролирано електрическо задвижване се използват серийни асинхронни двигатели с общо предназначение. Нивото на потребление на активни материали за единица мощност на IM практически се стабилизира. Според някои оценки използването на серийни IM в управлявани електрически задвижвания води до намаляване на тяхната ефективност и увеличаване на инсталираната мощност с 15,20%. Сред руски и чуждестранни експерти има мнение, че за такива системи са необходими специални двигатели. В момента се изисква нов подход към дизайна поради енергийната криза. Масата на кръвното налягане е престанала да бъде определящ фактор. Повишаването на енергийните характеристики излиза на преден план, включително чрез увеличаване на тяхната цена и потреблението на активни материали.

Един от обещаващите начини за подобряване на електрическото задвижване е проектирането и производството на асинхронни двигатели специално за специфични условия на работа, което е благоприятно за спестяване на енергия. В същото време се решава проблемът с адаптирането на AM към конкретно електрическо задвижване, което дава най-голям икономически ефект при условия на работа.

Трябва да се отбележи, че производството на IM специално за контролирано електрическо задвижване се произвежда от Simens (Германия), Atlans-Ge Motors (САЩ), Lenze Bachofen (Германия), Leroy Somer (Франция), Maiden (Япония). В световната електротехническа индустрия има устойчива тенденция за разширяване на производството на такива двигатели. В Украйна е разработен софтуерен пакет за проектиране на IM модификации за управлявано електрическо задвижване. В нашата страна GOST R 51677-2000 е одобрен за IM с висока енергийна ефективност и вероятно ще бъде организирано в близко бъдеще тяхното освобождаване. Използването на АМ модификации, специално проектирани да осигурят ефективно пестене на енергия, е обещаваща посока за подобряване на асинхронните двигатели.

Това повдига въпроса за разумния избор подходящ двигателот разнообразна гама произвеждани двигатели по отношение на дизайн, модификации, тъй като използването на общи индустриални асинхронни двигатели за електрическо задвижване с променлива скорост се оказва неоптимално по отношение на тегло, размер, цена и енергийни показатели. В тази връзка е необходимо проектирането на енергийно ефективни асинхронни двигатели.

Асинхронният двигател е енергийно ефективен, при който чрез системен подход при проектирането, производството и експлоатацията се повишава ефективността, коефициента на мощност и надеждността. Типичните изисквания за общи индустриални задвижвания са минимизиране на капиталовите и оперативните разходи,

включително на Поддръжка. В това отношение, а също и поради надеждността и простотата на механичната част на електрическото задвижване, по-голямата част от общите индустриални електрически задвижвания са изградени на базата на асинхронен двигател - най-икономичният двигател, който е конструктивно прост, непретенциозен и има ниска цена. Анализът на проблемите на управляваните асинхронни двигатели показа, че тяхното разработване трябва да се извършва на базата на систематичен подход, като се вземат предвид особеностите на работа в управляваните електрически задвижвания.

Понастоящем, във връзка с повишените изисквания за ефективност чрез решаване на въпроси за спестяване на енергия и подобряване на надеждността на работата на електрическите системи, задачите за модернизиране на асинхронните двигатели за подобряване на техните енергийни характеристики (ефективност и фактор на мощността), получаване на нови потребителски качества (подобряване на опазването на околната среда) стават особено актуални., включително уплътняване), гарантиращи надеждност при проектирането, производството и експлоатацията на асинхронни двигатели. Ето защо при извършване на научноизследователска и развойна дейност в областта на модернизацията и оптимизацията на асинхронни двигатели е необходимо да се създадат подходящи методи за определяне на техните оптимални параметри, от условието за получаване на максимални енергийни характеристики, и да се изчислят динамичните характеристики (време за стартиране , отопление на намотките и др.). В резултат на теоретични и експериментални изследвания е важно да се определят най-добрите абсолютни и специфични енергийни характеристики на асинхронните двигатели, въз основа на изискванията за регулируемо задвижване с променлив ток.

Цената на преобразувателя обикновено е няколко пъти по-висока от цената на асинхронен двигател със същата мощност. Асинхронните двигатели са основните преобразуватели на електрическата енергия в механична и до голяма степен определят ефективността на енергоспестяването.

Има три начина за осигуряване на ефективно пестене на енергия при използване на контролирано електрическо задвижване на базата на асинхронни двигатели:

Подобряване на кръвното налягане без промяна на напречното сечение;

Подобряване на IM с промяна в геометрията на статора и ротора;

Избор на IM на общ промишлен дизайн

Още сила.

Всеки от тези методи има своите предимства, недостатъци и ограничения в приложението, като изборът на един от тях е възможен само чрез икономическа оценка на съответните варианти.

Подобряването и оптимизирането на асинхронните двигатели с промяна в геометрията на статора и ротора ще даде по-голям ефект, проектираният двигател ще има по-добра енергия и динамични характеристики. В същото време обаче финансовите разходи за модернизация и преоборудване на производството за неговото производство ще възлизат на значителни суми. Ето защо на първия етап ще разгледаме мерки, които не изискват големи финансови разходи, но в същото време позволяват реално спестяване на енергия.

Резултати от изследванията

В момента IM за контролирано електрическо задвижване практически не се разработва. Препоръчително е да се използват специални модификации на асинхронни двигатели, при които са запазени щампите върху листовете на статора и ротора и основните конструктивни елементи. Тази статия обсъжда възможността за създаване на енергийно ефективен IM чрез промяна на дължината на ядрото на статора (/), броя на завоите във фазата на статорната намотка (#) и диаметъра на проводника, като се използва фабричната геометрия на напречното сечение. В началния етап модернизацията на асинхронни двигатели с ротор с катедра клетка беше извършена чрез промяна само на активната дължина. За основен двигател е взет асинхронният двигател AIR112M2 с мощност 7,5 kW, произведен от OAO Sibelektromotor (Томск). Стойностите на дължината на ядрото на статора за изчисления са взети в диапазона /=100,170%. Резултатите от изчисленията под формата на зависимости на максималната (Psh) и номиналната (tsn) ефективност от дължината за избрания размер на двигателя са показани на фиг. един.

Ориз. 1. Зависимости на максималния и номиналния КПД за различни дължини на сърцевината на статора

От фиг. 1 показва как стойността на ефективността се променя количествено с увеличаване на дължината. Модернизираният IM има номинална ефективност, по-висока от тази на основния двигател, когато дължината на ядрото на статора се промени до 160%, докато най-високите стойности на номиналната ефективност се наблюдават при 110,125%.

Промяната само на дължината на сърцевината и в резултат на това намаляването на загубите в стомана, въпреки лекото повишаване на ефективността, не е най-ефективният начин за подобряване на асинхронния двигател. Би било по-рационално да промените дължината и данните за намотката на двигателя (броя на завоите на намотката и напречното сечение на проводника на намотката на статора). При разглеждане на тази опция стойностите на дължината на ядрото на статора за изчисления бяха взети в диапазона /=100,130% . Диапазонът на промени в завоите на намотката на статора се приема за N = 60,110%. Базовият двигател има стойност No = 108 оборота и n = 0,875. На фиг. 2 показва графика на промяната в стойността на ефективността при промяна на данните за намотката и активната дължина на двигателя. Когато броят на завоите на намотката на статора се промени в посока на намаляване, има рязък спад в стойностите на ефективността до 0,805 и 0,819 за двигатели с дължина съответно 100 и 105%.

Двигателите в диапазона на изменение на дължината /=110.130% имат стойности на ефективност по-високи от тези на базовия двигател, например No=96 ^»=0.876.0.885 и No=84 с 1=125.130% имат n»=0.879 .0,885. Препоръчително е да се вземат предвид двигатели с дължина в диапазона от 110,130% и с намаляване на броя на оборотите на намотката на статора с 10%, което съответства на N = 96 оборота. Екстремумът на функцията (фиг. 2), подчертан с тъмен цвят, съответства на дадените стойности на дължината и завоите. В този случай стойността на ефективността се увеличава с 0,7-1,7% и е

Виждаме третия начин за осигуряване на икономия на енергия във факта, че е възможно да се използва асинхронен двигател с обща индустриална производителност с по-висока мощност. Стойностите на дължината на ядрото на статора за изчисления са взети в диапазона /=100,170%. Анализът на получените данни показва, че за изследвания двигател AIR112M2 с мощност 7,5 kW, с увеличение на дължината му до 115%, максималната стойност на КПД n,wx=0,885 съответства на мощността Р2wn=5,5 kW. Този факт показва, че в регулируемо електрическо задвижване е възможно да се използват двигатели от серия AIR112M2 с увеличена дължина с мощност 7,5 kW, вместо основния двигател 5,5 kW от серията AIR90M2. За двигател 5,5 kW,

Консумацията на електроенергия на година е 71 950 r. Една от причините за този факт е намаляването на дела на електроенергията за покриване на загубите в УИ поради работата на двигателя в района на повишени стойности на ефективност.

Увеличаването на мощността на двигателя трябва да бъде оправдано както от техническа, така и от икономическа необходимост. При изследването на двигатели с висока мощност бяха взети редица IM с обща промишлена употреба от серия AIR в диапазона на мощността от 3,75 kW. Като пример, нека разгледаме IM със скорост на въртене 3000 об / мин, които най-често се използват в помпени агрегати на жилищно-комунални услуги, което е свързано със спецификата на регулирането на помпения агрегат.

Ориз. Фиг. 3. Зависимост на спестяванията през средния експлоатационен живот от полезната мощност на двигателя: вълнообразната линия се изгражда според резултатите от изчислението, плътната линия се приближава

За да се обосноват икономическите ползи от използването на двигатели с повишена мощност, бяха направени изчисления и беше направено сравнение на двигатели с необходимата мощност за дадена задача и двигатели с мощност една стъпка по-висока. На фиг. 3 са показани графики на икономии за среден експлоатационен живот (E10) от полезната мощност на вала на двигателя. Анализът на получената зависимост показва

икономическа ефективност от използването на двигатели с висока мощност, въпреки увеличаването на цената на самия двигател. Спестяването на енергия през средния експлоатационен живот за двигатели със скорост на въртене 3000 об / мин е 33,235 хиляди рубли.

Заключение

Огромният потенциал за спестяване на енергия в Русия се определя от високите разходи за електрическа енергия в националната икономика. Системният подход към разработването на асинхронни управлявани електрически задвижвания и организацията на тяхното масово производство може да осигури ефективно спестяване на енергия, по-специално в жилищно-комуналните услуги. При решаване на проблема с енергоспестяването трябва да се използва асинхронно управлявано електрическо задвижване, което в момента няма алтернатива.

1. Задачата за създаване на енергийно ефективни асинхронни двигатели, отговарящи на специфични условия на работа и пестене на енергия, трябва да бъде решена за конкретно контролирано електрическо задвижване, като се използва системен подход. В момента се прилага нов подход към проектирането на асинхронни двигатели. Определящият фактор е повишаването на енергийните характеристики.

2. Възможността за създаване на енергийно ефективни асинхронни двигатели без промяна на геометрията на напречното сечение с увеличаване на дължината на ядрото на статора до 130% и намаляване на броя на завоите на статорната намотка до 90% за контролирано се разглеждат електрически задвижвания, което позволява реално спестяване на енергия.

3. Показани са начини за осигуряване на енергоспестяване чрез използване на асинхронни двигатели с висока мощност в помпени агрегати в жилищно-битовия сектор. Например, при замяна на двигателя AIR90M2 с мощност 5,5 kW с двигателя AIR112M2, икономията на енергия е до 15%.

4. Извършените икономически изчисления и анализ на резултатите показват икономическата ефективност от използването на двигатели с повишена мощност, въпреки увеличаването на цената на самия двигател. Спестяванията на енергия през средния експлоатационен живот се изразяват в десетки и стотици хиляди рубли. в зависимост от мощността на двигателя и е 33,325 хиляди рубли. за асинхронни двигатели със скорост 3000 об/мин.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Енергийната стратегия на Русия за периода до 2020 г. // ТЕК.

2003. - No 2. - С. 5-37.

2. Андронов А.Л. Спестяване на енергия във водоснабдителните системи чрез честотно регулиране на електрическото задвижване // Електричеството и бъдещето на цивилизацията: Матер. научно-технически конф. - Томск, 2004. - С. 251-253.

3. Сиделников Б.В. Перспективи за разработване и приложение на безконтактни регулируеми електродвигатели // Енергоспестяване. - 2005. - No 2. - С. 14-20.

4. Петрушин В.С. Системен подход при проектирането на регулируеми асинхронни двигатели. конф. IEEE-2003. - Крим, Алушта, 2003. - Част 1. -С. 357-360.

5. GOST R 51677-2000 Електрически асинхронни машини с мощност от 1 до 400 kW включително. двигатели. Индикатори за изпълнение. - М.: Издателство на стандартите, 2001. - 4 с.

6. Муравиев О.П., Муравиева О.О. Индукционно задвижване с променлива скорост като основа за ефективно енергоспестяване // Осмият руско-корейски стажант. Symp. Наука и технологии КОРУС 2004. - Томск: ТПУ, 2004.

Т. 1. - С. 264-267.

7. Муравиев О.П., Муравиева О.О., Вехтер Е.В. Енергийните параметри на асинхронните двигатели като основа за пестене на енергия в задвижване с променлива скорост // 4-ти стажант. Workshop Compatibility in Power Electronics Cp 2005. - 1-3 юни 2005, Гдиня, Полша, 2005. -P. 61-63.

8. Муравлев О.П., Муравлева О.О. Енергийно ефективни асинхронни двигатели за пестене на енергия // 9-ият руско-корейски стажант. Symp. Наука и технологии КОРУС 2005. - Новосибирск: Новосибирски държавен технически университет, 2005. - Т. 2. - С. 56-60.

9. Vekhter E.V. Изборът на високомощни асинхронни двигатели за осигуряване на енергоспестяване на помпени агрегати в жилищно-комуналните услуги // Съвременно оборудване и технологии: Сборник на 11-ти Междунар. научно-практически конф. младежи и студенти. -Томск: Издателство на ТПУ, 2005. - Т. 1. - С. 239-241.

УДК 621.313.333:536.24

СИМУЛАЦИЯ НА РАБОТАТА НА МНОГОФАЛНИ АСИНХРОНИ ДВИГАТЕЛИ В АВАРИЙНИ РЕЖИМИ

Д.М. Глухов, О.О. Муравлева

Томски политехнически университет Имейл: [защитен с имейл]

Предложен е математически модел на топлинните процеси в многофазен асинхронен двигател, който дава възможност да се изчисли повишаването на температурата на намотката при аварийни условия. Адекватността на модела беше проверена експериментално.

Въведение

Интензивното развитие на електрониката и микропроцесорната технология води до създаването на висококачествени регулируеми задвижвания за променлив ток, които да заменят DC задвижвания и нерегулирани AC задвижвания поради по-голямата надеждност на AC двигателите в сравнение с DC машините.

Регулираните електрозадвижвания придобиват поле на приложение на нерегулираните както за осигуряване на технологични характеристики, така и за пестене на енергия. Освен това, предпочитание се дава на AC машини, асинхронни (AD) и синхронни (SD), тъй като те имат по-добри показатели за тегло и размери, по-висока надеждност и експлоатационен живот, по-лесни са за поддръжка и ремонт в сравнение с колекторните машини за постоянен ток. Дори в такава традиционно "колекторна" област като електрическите превозни средства, машините с постоянен ток отстъпват място на честотно контролираните AC двигатели. Все по-голямо място в производството на електротехнически инсталации заемат модификациите и специализираните конструкции на електродвигатели.

Невъзможно е да се създаде универсален честотно контролиран двигател, подходящ за всички случаи. Той може да бъде оптимален само за всяка конкретна комбинация от закона и метода на управление, обхвата на управление на честотата и естеството на натоварването. Многофазен асинхронен двигател (MAD) може да бъде алтернатива на трифазните машини, когато се захранва от честотен преобразувател.

Целта на тази работа е да се разработи математически модел за изследване на топлинните полета на многофазни асинхронни двигатели както в стационарно състояние, така и в аварийни режими на работа, които са придружени от изключване (прекъсване) на фази (или една фаза) по ред. да покаже възможността за работа на асинхронни машини като част от управлявано електрическо задвижване.без приложение допълнителни средстваохлаждане.

Моделиране на топлинно поле

Характеристиките на работата на електрическите машини в регулируемо електрическо задвижване, както и високите вибрации и шум, налагащи определени изисквания към дизайна, изискват други подходи в проектирането. В същото време характеристиките на многофазните двигатели правят такива машини подходящи за използване в контролирани приложения.

Масив ( => 9 [~ID] => 9 => 20.07.2010 14:49:50 [~TIMESTAMP_X] => 20.07.2010 14:49:50 => 3 [~MODIFIED_BY] = > 3 => 03.05.2010 11:22:01 [~DATE_CREATE] => 05/03/2010 11:22:01 => 1 [~CREATED_BY] => 1 => 7 [~IBLOCK_ID] => 7 => 1 [~IBLOCK_SECTION_ID] => 1 => Y [~ACTIVE] => Y => Y [~GLOBAL_ACTIVE] => Y => 500 [~SORT] => 500 => 3-фазни асинхронни двигатели с катерица [~ ИМЕ] => 3-фазни асинхронни двигатели двигатели с катерична клетка => [~PICTURE] => => 20 [~LEFT_MARGIN] => 20 => 21 [~RIGHT_MARGIN] => 21 => 2 [~DEPTH_LEVEL] => 2 => [~DESCRIPTION] => => текст [~DESCRIPTION_TYPE] => текст => 3-ФАЗНИ АСИНХРОННИ ДВИГАТЕЛИ [~SEARCHABLE_CONTENT] => 3-ФАЗНИ КОЛОДИЧНИ АСИНХРОНИ ДВИГАТЕЛИ => [~ > => [~XML_ID] => => [~TMP_ID] => => [~DETAIL_PICTURE] => => [~SOCNET_GROUP_ID] => => /catalog/index.php?ID=7 [~LIST_PAGE_URL] = > /catalog/index.php?ID =7 => /catalog/list .php?SECTION_ID=9 [~SECTION_PAGE_URL] => /catalog/list.php?SECTION_ID=9 => каталог [~IBLOCK_TYPE_ID] => каталог => en [~IBLOCK_CODE] => en => [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => => [~EXTERNAL_ID] => => 0 [~ELEMENT_CNT] => 0 => =>)

  • 3-фазни асинхронни двигатели с катерична клетка
  • Масив ( => 8 [~ID] => 8 => 05/03/2010 11:21:37 [~TIMESTAMP_X] => 05/03/2010 11:21:37 => 1 [~MODIFIED_BY] => 1 => 03.05.2010 11:21:37 [~DATE_CREATE] => 05/03/2010 11:21:37 => 1 [~CREATED_BY] => 1 => 7 [~IBLOCK_ID] => 7 => 1 [ ~IBLOCK_SECTION_ID] => 1 => Y [~ACTIVE] => Y => Y [~GLOBAL_ACTIVE] => Y => 500 [~SORT] => 500 => Стандартни асинхронни двигатели [~NAME] => Стандартни асинхронни двигатели => [~PICTURE] => => 22 [~LEFT_MARGIN] => 22 => 23 [~RIGHT_MARGIN] => 23 => 2 [~DEPTH_LEVEL] => 2 => [~DESCRIPTION] => => текст [ ~DESCRIPTION_TYPE] => текст => СТАНДАРТНИ АСИНХРОНИ ДВИГАТЕЛИ [~SEARCHABLE_CONTENT] => СТАНДАРТНИ АСИНХРОННИ ДВИГАТЕЛИ => [~CODE] => => [~XML_ID] => => [~TMP_ID] => => [~DETAIL_PICTURE] => => [~ SOCNET_GROUP_ID] => /catalog/index.php?ID=7 [~LIST_PAGE_URL] => /catalog/index.php?ID=7 => /catalog/list.php?SECTION_ID=8 [~ SECTION_PAGE_URL] => /catalog/list.php?SECTION_ ID=8 => каталог [~IBLOCK_TYPE_ID] => каталог => ru [~IBLOCK_CODE] => ru => [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => => [~EXTERNAL_ID] => => 0 [~ELEMENT_CNT] => 0 = >=>)
  • Стандартни асинхронни двигатели
  • Масив ( => 10 [~ID] => 10 => 05/03/2010 11:22:27 [~TIMESTAMP_X] => 05/03/2010 11:22:27 => 1 [~MODIFIED_BY] => 1 => 03.05.2010 11:22:27 [~DATE_CREATE] => 05/03/2010 11:22:27 => 1 [~CREATED_BY] => 1 => 7 [~IBLOCK_ID] => 7 => 1 [ ~IBLOCK_SECTION_ID] => 1 => Y [~ACTIVE] => Y => Y [~GLOBAL_ACTIVE] => Y => 500 [~SORT] => 500 => Техническа информация[~NAME] => Техническа информация => [~PICTURE] => => 24 [~LEFT_MARGIN] => 24 => 25 [~RIGHT_MARGIN] => 25 => 2 [~DEPTH_LEVEL] => 2 => [~ ОПИСАНИЕ] => => текст [~DESCRIPTION_TYPE] => текст => ТЕХНИЧЕСКА ИНФОРМАЦИЯ [~SEARCHABLE_CONTENT] => ТЕХНИЧЕСКА ИНФОРМАЦИЯ => [~CODE] => => [~XML_ID] => => [~TMP_ID] => => [~DETAIL_PICTURE] => => [~SOCNET_GROUP_ID] => => /catalog/index.php?ID=7 [~LIST_PAGE_URL] => /catalog/index.php?ID=7 => /catalog/list .php?SECTION_ID=10 [~SECTION_PAGE_URL] => /catalog/list.php?SECTION_ID=10 => каталог [~IBLOCK_TYPE_ID] => каталог => en [~IBLOCK_CODE] => en => [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => => [~EXTERNAL_ID] => => 0 [~ELEMENT_CNT] => 0 => =>)

    За да се увеличи мощността и значително да се намали консумацията на енергия на изгорели и нови асинхронни двигатели, позволява уникална технология за модернизация, използваща комбинирани намотки от типа Славянка. Днес тя се прилага успешно в няколко големи промишлени предприятия. Такава модернизация позволява да се увеличи стартовият и минималният въртящ момент с 10-20%, да се намали пусковият ток с 10-20% или да се увеличи мощността на двигателя с 10-15%, да се стабилизира ефективността близо до номиналната в широк диапазон от натоварвания, намалете тока ход на празен ход, намаляване на загубите на стомана с 2,7-3 пъти, нивото на електромагнитния шум и вибрации, повишаване на надеждността и увеличаване на периода на основен ремонт с 1,5-2 пъти.

    В Русия делът на асинхронните двигатели, според различни оценки, представлява от 47 до 53% от потреблението на цялата произведена електроенергия, в промишлеността - средно 60%, в системите за студена вода - до 80%. Те осъществяват почти всички технологични процеси, свързани с движението и обхващат всички сфери на човешкия живот. Във всеки апартамент можете да намерите повече асинхронни двигатели, отколкото жители. Преди това, тъй като нямаше задача за спестяване на енергийни ресурси, при проектирането на оборудването се опитаха да го „пазят“ и използваха двигатели с мощност, надвишаваща изчислената. Спестяванията на енергия в дизайна изчезнаха на заден план и такава концепция като енергийна ефективност не беше толкова актуална. Руската индустрия не е проектирала и произвеждала енергийно ефективни двигатели. Преходът към пазарна икономика промени драматично ситуацията. Днес спестяването на единица енергийни ресурси, например 1 тон гориво в конвенционални условия, е половината от цената на извличането му.

    Енергийно ефективните двигатели (ЕМ) са асинхронни ЕМ с ротор с катерична клетка, в които поради увеличаване на масата на активните материали, тяхното качество, както и поради специални техники за проектиране, беше възможно да се увеличи с 1 -2% (мощни двигатели) или с 4-5% (малки двигатели) номинална ефективност с известно увеличение на цената на двигателя.

    С появата на двигатели с комбинирани намотки "Славянка" по патентована схема стана възможно значително подобряване на параметрите на двигателите, без да се увеличава цената. Благодарение на подобрените механични характеристики и по-високите енергийни характеристики, стана възможно да се спестят до 15% от консумацията на енергия за същата полезна работа и да се създаде регулируемо задвижване с уникални характеристики, което няма аналози в света.

    За разлика от стандартните двигатели с комбинирани намотки, те имат голяма множественост на моментите, имат коефициент на полезно действие и мощност близо до номиналната стойност в широк диапазон от натоварвания. Това ви позволява да увеличите средното натоварване на двигателя до 0,8 и да подобрите производителността на оборудването, обслужвано от задвижването.

    В сравнение с известните методи за подобряване на енергийната ефективност на асинхронно задвижване, новостта на технологията, използвана от петербуржците, се крие в промяната на основния принцип на проектиране на класическите намотки на двигателя. Научната новост се състои във факта, че са формулирани напълно нови принципи за проектиране на намотките на двигателя, избор на оптимални съотношения на броя на каналите на роторите и стартера. Въз основа на тях са разработени промишлени проекти и схеми на еднослойни и двуслойни комбинирани намотки, както за ръчно, така и за автоматично полагане на намотки на стандартно оборудване. Получени са редица RF патенти за технически решения.

    Същността на разработката е, че в зависимост от схемата за свързване на трифазен товар към трифазна мрежа (звезда или триъгълник) могат да се получат две системи от токове, образуващи ъгъл от 30 електрически градуса между векторите. Съответно е възможно да свържете електрически двигател към трифазна мрежа, която няма трифазна намотка, а шестфазна. В този случай част от намотката трябва да бъде включена в звездата, а част в триъгълника и получените вектори на полюсите на същите фази на звездата и триъгълника трябва да образуват ъгъл от 30 електрически градуса един спрямо друг. Комбинацията от две вериги в една намотка дава възможност да се подобри формата на полето в работния процеп на двигателя и в резултат на това значително да се подобрят основните характеристики на двигателя.

    В сравнение с известните, честотно управлявано задвижване може да се направи на базата на нови двигатели с комбинирани намотки с повишена честота на захранващото напрежение. Това се постига благодарение на по-ниските загуби в стоманата на магнитната верига на двигателя. В резултат на това цената на такова задвижване е значително по-ниска, отколкото при използване на стандартни двигатели, по-специално шумът и вибрациите са значително намалени.

    Използването на тази технология при ремонт на асинхронни двигатели позволява, поради спестяване на енергия, да се възстановят разходите в рамките на 6-8 месеца. През изминалата година само Научно-производствената асоциация "Санкт Петербургска електротехническа компания" модернизира няколко десетки изгорели и нови асинхронни двигатели чрез пренавиване на статорни намотки в редица големи предприятия в Санкт Петербург в хлебната, тютюневата промишленост, строителството материали растения и много други. И тази посока се развива успешно. Днес Научно-производствената асоциация "Санкт-Петербургска електротехническа компания" търси потенциални партньори в регионите, които могат да организират, заедно с петербургци, бизнес за модернизация на асинхронни електродвигатели в техния район.

    Изготвила Мария Алисова.

    справка

    Николай Яловега- основоположник на технологията - професор, доктор на техническите науки. Получава американски патент през 1996 г. Към днешна дата е изтекъл.

    Дмитрий Дуюнов— разработчик на методи за изчисляване на схеми за полагане на комбинирани намотки на двигателя. Издадени са редица патенти.

    Ако откриете грешка, моля, изберете част от текст и натиснете Ctrl+Enter.