Икономия на материали при производството на асинхронни двигатели. Намалени разходи при смяна на двигателя с енергийно ефективен. Екскурзия в историята. Произходът на проблема с енергоспестяването

Екскурзия в историята. Произходът на проблема с енергоспестяването

Проблемът за опазването на енергийните ресурси на планетата е идентифициран през втората половина на 20 век. Така през 70-те години на миналия век в целия свят избухна енергийна криза. Цените на петрола са се увеличили 14,5 пъти от 1972 до 1981 г. И въпреки че повечето от трудните моменти от онова време бяха преодолени, проблемът за спасяването на глобалния горивно-енергиен комплекс получи статут на глобален особено значим проблем и всяка година на този въпрос се обръща все повече и повече внимание.

Енергоспестяване днес

Поради технологичното развитие има бързо нарастване на потреблението на енергия по целия свят. За да бъдат ресурсите на планетата достатъчни за човечеството в бъдеще, хората търсят различни начини и решения: използват се алтернативни природни източници на енергия (вятър, вода, слънчеви панели), екологични технологии за получаване на енергия чрез преработка на боклук и различни битовите отпадъци са измислени, технологично оборудванесе модернизира от година на година, за да се намали потреблението на енергия от това оборудване.

Енергийната ефективност на оборудването е лична грижа за всеки от нас. В края на краищата сумата в месечната сметка за електроенергия зависи пряко от това. В Европа електричеството е много по-скъпо, отколкото в Русия, така че всеки европеец се опитва да избере високотехнологично оборудване, което консумира възможно най-малко енергия. У нас за това се замислят много по-малко хора, но у нас използването на енергоспестяващи технологии също може да повлияе благотворно на „дебелината на портфейла“. Плащайки месечните сметки за електроенергия, ние не смятаме, че годишните експлоатационни разходи са внушителна сума, която може да бъде изразходвана за други цели.

Енергийна ефективност при вентилация

Основният източник на консумация на електроенергия във вентилационните инсталации, както може би се досещате, е вентилаторът и по-точно електродвигателят (или моторът), благодарение на който се върти работното колело на вентилатора.

Клас на енергийна ефективност IE

Европейските стандарти за двигатели DIN се основават на стандарта за класификация на енергийната ефективност на оборудването на IEC (Международната електротехническа комисия).

Съгласно международните стандарти до момента са разработени четири класа на енергийна ефективност на двигатели IE1, IE2, IE3 и IE4. IE означава "Международен клас на енергийна ефективност" - международен клас на енергийна ефективност

• IE1 стандартен клас на енергийна ефективност.
• IE2 висок клас на енергийна ефективност.
• IE3 ултрависок клас на енергийна ефективност.
• IE4 е най-високият клас на енергийна ефективност.

По-долу са показани кривите на ефективност на двигателя, съответстващи на класа на енергийна ефективност спрямо номиналната мощност.

От 1 януари 2017 г. всички европейски производители на двигатели, в съответствие с приетата директива, ще произвеждат електрически двигатели с клас на енергийна ефективност най-малко IE3

Избор на енергийна ефективност на двигатели при избор на инсталации в програмата QC Ventilazione

TM QuattroClima предлага вентилационни агрегати с асинхронни двигатели от класове IE2 и IE3, както и премиум EC двигатели IE4.

Типът вентилатор се избира чрез натискане на левия бутон на мишката върху раздела "Вентилатор".

Центробежен вентилатор с директно задвижване - асинхронен двигател (IE2 стандарт).

Центробежен вентилатор с директно задвижване с EC мотор отговаря на клас IE4.

Можете да изберете желания клас на енергийна ефективност на асинхронен двигател тук, точно по-долу.

От теория към практика

За по-голяма яснота, нека да разгледаме един пример. Изчисляваме стандартна климатична камера с дебит 20 000 m3/h и свободно налягане 500 Pa в три варианта:

1) С асинхронен двигател клас IE2

2) С IE3 асинхронен двигател

3) С EC мотор клас IE4

И след това сравняваме резултатите.

Монтаж с асинхронен двигател IE2

Монтаж с асинхронен двигател IE3

Монтаж с EC мотор клас IE4

В този случай програмата е избрала секция от два EC вентилатора.

Сега нека сравним резултатите.

Консумацията на мощност на двигател IE3 е с 0,18 kW по-малка от тази на двигател IE2. А разликата в мощността между два EC мотора и IE2 мотор вече е 1,16 kW.

В случай на подобни изчисления за захранващи и смукателни вентилационни агрегати с висок поток, разликата в консумацията на енергия на двигателите IE2 и IE3 може да достигне 25-30%. И ако в съоръжението се използват десетки инсталации, тогава консумацията на енергия за вентилация може да бъде намалена с порядък и благодарение на това да се спестят стотици хиляди или дори милиони рубли.

В следващите статии ще говорим за други начини за намаляване на консумацията на енергия на електродвигателите при избора на вентилационни модули в програмата QC Ventilazione. По-рано говорихме за подобряване на енергийната ефективност на вентилационните агрегати с нисък дебит с ротационни топлообменници. Можете да прочетете статията.

Около 60% от електроенергията, консумирана в промишлеността, се изразходва за електрическото задвижване на работните машини. В същото време двигателите с променлив ток са основните потребители на електроенергия. В зависимост от структурата на производството и характера технологични процесидял от потреблението на енергия асинхронни двигателие 50…80%, синхронни двигатели 6…8%. Общата ефективност на електродвигателите е около 70%, така че нивото на тяхната енергийна ефективност играе важна роля при решаването на проблема с енергоспестяването.

В областта на разработването и производството на електродвигатели от 01.06.2012 г. е въведен в сила националният стандарт GOST R 54413-2011, базиран на международния стандарт IEC 60034-30:2008 и установяващ четири класа енергийна ефективност на двигателя: IE1 - нормален (стандартен), IE2 - повишен, IE3 е премиум, IE4 е супер премиум. Стандартът предвижда поетапно преминаване на производството към по-високи класове на енергийна ефективност. От януари 2015 г. всички произведени електродвигатели с мощност 0,75 ... 7,5 kW трябва да имат клас на енергийна ефективност най-малко IE2, а 7,5 ... 375 kW - най-малко IE3 или IE2 (със задължителен честотен преобразувател). От януари 2017 г. всички произведени електрически двигатели с мощност от 0,75 ... 375 kW трябва да имат клас на енергийна ефективност най-малко IE3 или IE2 (разрешено при работа в честотно задвижване).

При асинхронните двигатели се постига повишаване на енергийната ефективност:

Използването на нови видове електротехническа стомана с по-ниски специфични загуби и по-малка дебелина на сърцевината.

Намаляване на въздушната междина между статора и ротора и осигуряване на неговата равномерност (спомага за намаляване на магнетизиращия компонент на тока на намотката на статора, намаляване на диференциалното разсейване и намаляване на електрическите загуби).

Намаляване на електромагнитните натоварвания, т.е. увеличаване на масата на активните материали с намаляване на броя на завоите и увеличаване на напречното сечение на проводника на намотката (води до намаляване на съпротивлението на намотката и електрическите загуби).

Оптимизиране на геометрията на зъбната зона, използването на модерен изолационен и импрегниращ лак, нови марки намотаваща тел (увеличава коефициента на запълване на жлеба с мед до 0,78 ... 0,85 вместо 0,72 ... 0,75 в електродвигателите на стандартна енергийна ефективност). Това води до намаляване на съпротивлението на намотката и електрическите загуби.

Използването на мед за производството на роторна намотка с късо съединение вместо алуминий (води до намаляване на електрическото съпротивление на намотката на ротора с 33% и съответно намаляване на електрическите загуби).

Използването на висококачествени лагери и стабилни смазочни материали с нисък вискозитет, отстраняването на лагерите извън крайния щит (подобрява въздушния поток и преноса на топлина в лагера, намалява шума и механични загуби).

Оптимизиране на дизайна и работата на вентилационния блок, като се вземе предвид по-малкото нагряване на електродвигателите с повишена енергийна ефективност (намалява шума и механичните загуби).

Използването на по-висок клас на топлоизолация F, като същевременно осигурява прегряване съгласно клас B (позволява да се избегне повторно инсталиране на мощност в задвижването със систематични претоварвания до 15%, да работят двигатели в мрежи със значителни колебания на напрежението, както и при повишени температури заобикаляща средабез намаляване на натоварването).

Съображение при проектирането на възможността за работа с честотен преобразувател.

Серийното производство на енергийно ефективни двигатели е овладяно от известни компании като Siemens, WEG, General Electric, SEW Eurodrive, ABB, Baldor, MGE-Motor, Grundfos, ATB Brook Crompton. Основен местен производител е руският електротехнически концерн RUSELPROM.

Най-голямо увеличение на енергийната ефективност може да се постигне при синхронни двигатели с постоянен магнит, което се обяснява с липсата на големи загуби в ротора и използването на високоенергийни магнити. В ротора, поради липсата на възбуждаща намотка, се разграничават само допълнителни загуби от по-високи хармоници в сърцевината на ротора, постоянни магнити и късо съединена стартова намотка. За производството на постоянни магнити на ротора се използва високоенергийна неодимова сплав NdFeB, чиито магнитни параметри са 10 пъти по-високи от феритните магнити, което осигурява значително увеличение на ефективността. Известно е, че ефективността на повечето синхронни двигатели с постоянни магнити съответства на класа на енергийна ефективност IE3 и в някои случаи надвишава IE4.

Недостатъците на синхронните двигатели с постоянни магнити включват: намаляване на ефективността с течение на времето поради естественото разграждане на постоянните магнити и тяхната висока цена.

Срокът на експлоатация на постоянните магнити е 15…30 години, но вибрациите, склонността към корозия при висока влажност и размагнитването при температури от 150°C и повече (в зависимост от марката) могат да го намалят до 3…5 години.

Най-големият производител и износител на редкоземни метали (REM) е Китай, който притежава 48% от световните ресурси и осигурява 95% от световните нужди. През последните години Китай значително ограничи износа на редкоземни метали, създавайки недостиг на световния пазар и поддържайки високи цени. Русия притежава 20% от световните ресурси на REM, но добивът им е само 2% от световното производство, а производството на продукти от REM е по-малко от 1%. По този начин през следващите години цените на постоянните магнити ще бъдат високи, което ще се отрази на цената на синхронните двигатели с постоянен магнит.

Работи се за намаляване на цената на постоянните магнити. Националният институт по материалознание NIMS (Япония) разработи марка постоянни магнити на базата на неодимов NdFe12N с по-ниско съдържание на неодим (17% вместо 27% в NdFe12B), по-добри магнитни свойства и висока температураразмагнитване 200°C. Известно е, че работите създават постоянни магнити без редкоземни метали на базата на желязо и манган, които имат по-добри характеристики от тези с редкоземни метали и не се демагнетизират при висока температура.

IE4 синхронните двигатели с постоянен магнит се произвеждат от: WEG, Baldor, Marathon Electric, Nova Torque, Grundfos, SEW Eurodrive, WEM Motors, Bauer Gear Motor, Leroy Somer, Mitsubishi Electric, Hitachi, Lafert Motors, Lönne, Hiosung, Motor Generator Technology, Hannig Electro-Werke, Yaskawa.

Съвременните серии електродвигатели са адаптирани за работа с честотни преобразуватели и имат следното характеристики на дизайна: намотаващ проводник с двуслойна топлоустойчива изолация на намотка; изолационни материали, предназначени за напрежение до 2,2 от номиналното; електрическа, магнитна и геометрична симетрия на електродвигателя; изолирани лагери и допълнителен заземяващ болт на корпуса; принудителна вентилация с дълбок диапазон на регулиране; монтаж на високочестотни синусоидални филтри.

Производители като Grundfos, Lafert Motors, SEW Eurodrive, добре познати на пазара, произвеждат електродвигатели, интегрирани с честотни преобразуватели, за да увеличат компактността и да намалят размера на регулатора.

Цена енергийно ефективни електродвигатели 1,2 ... 2 пъти цената на стандартен енергийно ефективен електродвигател, така че периодът на изплащане на допълнителните разходи е 2 ... 3 години, в зависимост от средното годишно работно време.

Библиография

1. GOST R 54413-2011 Ротационни електрически машини. Част 30: Класове на енергийна ефективност на едноскоростни, трифазни асинхронни двигатели с катерица (IE код).

2. Сафонов A.S. Основните мерки за подобряване на енергийната ефективност на електрическото оборудване на агропромишления комплекс // Трактори и селскостопански машини. № 6, 2014. стр. 48-51.

3. Сафонов A.S. Използването на енергийно ефективни електродвигатели в селското стопанство // Доклади на II международна научно-практическа конференция "Актуални проблеми на науката и технологиите", брой II. Русия, Самара, 7 април 2015 г. ICRON, 2015 г. С. 157-159.

4. Стандарт IEC 60034-30:2008 Ротационни електрически машини. Част 30: Класове на ефективност на едноскоростни, трифазни асинхронни двигатели с катерица (IE код).

5. Шумов Ю.Н., Сафонов А.С. Енергийно ефективни асинхронни двигатели с медна роторна намотка под налягане (преглед на чуждестранни публикации) // Електричество. № 8, 2014. стр. 56-61.

6. Шумов Ю.Н., Сафонов А.С. Енергоефективни електрически машини (преглед на чуждестранни разработки) // Електричество. № 4, 2015. стр. 45-47.

UDC 621.313.333:658.562

ЕНЕРГИЙНО ЕФЕКТИВНИ АСИНХРОННИ ДВИГАТЕЛИ ЗА РЕГУЛИРАНО ЕЛЕКТРИЧЕСКО ЗАДВИЖВАНЕ

О.О. Муравлева

Томски политехнически университет Имейл: [имейл защитен]

Разглежда се възможността за създаване на енергийно ефективни асинхронни двигатели без промяна на напречното сечение за регулируеми електрически задвижвания, което дава възможност да се осигури реално спестяване на енергия. Показани са начините за осигуряване на енергоспестяване чрез използване на мощни асинхронни двигатели 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 увеличението на цената на самия двигател.

Въведение

В съответствие с „Енергийната стратегия за периода до 2020 г.“ най-високият приоритет на държавната енергийна политика е повишаването на енергийната ефективност на индустрията. Ефективността на руската икономика е значително намалена поради високата й енергоемкост. По този показател Русия изпреварва САЩ 2,6 пъти, 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 в нашата страна е провеждането на политика, която предвижда широкомащабно въвеждане на енерго- и ресурсоспестяващи технологии в предприятията. Енергоспестяването се превърна в приоритетна област на техническата политика във всички развити страни по света.

В близко бъдеще проблемът за енергоспестяването ще повиши рейтинга си с ускореното развитие на икономиката, когато има недостиг на електроенергия 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-рентабилен, тъй като 1 kW мощност с енергоспестяване струва 4...5 пъти по-малко, отколкото в първия случай. Големите разходи за електроенергия 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 енергоемки технологии и оборудване, големите загуби на енергийни ресурси (по време на техния добив, преработка, трансформация, транспорт и потребление) и нерационалната структура на икономиката (а висок дял на 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 растежът на потреблението на енергия само с 1,25.

всички стоки и услуги на вътрешния и външния пазар. Следователно енергоспестяването е важен фактор за икономически растеж и подобряване 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 реално спестяване на енергия.

Възможности за създаване на енергийно ефективни

асинхронни двигатели

В тази работа, на базата на систематичен подход, се определят ефективни начини за осигуряване на реални енергийни спестявания. Системният подход към енергоспестяването съчетава две области - подобряване на преобразувателите и асинхронните двигатели. Като се вземат предвид възможностите на съвременните компютърни технологии, подобряването на методите за оптимизация, стигаме до необходимостта от създаване на софтуерно-компютърен комплекс за проектиране на енергийно ефективни асинхронни двигатели, работещи в контролирани електрически задвижвания. Като се има предвид големият потенциал за спестяване на енергия в жилищно-комуналните услуги (жилищни и 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 подобряването на регулируемо електрическо задвижване на базата на асинхронни двигатели, които трябва да бъдат проектирани и произведени специално за енергоспестяващи технологии. В момента потенциалът за спестяване на енергия за най-популярните електрически задвижвания - помпени агрегати е повече от 30% от консумацията на енергия. Въз основа на мониторинга в Алтайския край, с помощта на контролирано електрическо задвижване на базата на асинхронни двигатели могат да бъдат получени следните показатели: икономия на енергия - 20,60%; спестяване 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 най-вече 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 разход на активни материали за единица мощност на ИМ 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 е необходим нов подход към проектирането поради енергийната криза. Масата на кръвното налягане е престанала да бъде определящ фактор. На преден план излиза повишаването на енергийните характеристики, 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 пестене на енергия. В същото време се решава проблемът с адаптирането на АМ 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 модификации на IM за контролирано електрическо задвижване. В нашата страна GOST R 51677-2000 е одобрен за IM с висока енергийна ефективност и тяхното пускане вероятно ще бъде организирано в близко бъдеще. Използването на IM модификации, специално проектирани да осигурят ефективно спестяване на енергия - обещаваща посоказа подобряване на асинхронните двигатели.

Това повдига въпроса за разумния избор подходящ двигателот разнообразна гама произвеждани двигатели по отношение на конструкцията, модификациите, тъй като използването на общопромишлени асинхронни двигатели за електрическо задвижване с променлива скорост се оказва неоптимално по отношение на тегло, размери, разходи и енергийни показатели. В тази връзка се изисква проектиране на енергийно ефективни асинхронни двигатели.

Асинхронният двигател е енергийно ефективен, при който с помощта на систематичен подход при проектирането, производството и експлоатацията се повишава ефективността, факторът на мощността и надеждността. Типичните изисквания за общите индустриални задвижвания са минимизиране на капиталовите и оперативните разходи,

включително на Поддръжка. В тази връзка, както и поради надеждността и простотата на механичната част на електрическото задвижване, по-голямата част от общопромишлените електрически задвижвания са изградени на базата на асинхронен двигател - най-икономичният двигател, който е структурно прост, непретенциозен и има ниска цена. Анализът на проблемите на контролираните асинхронни двигатели показа, че тяхното развитие трябва да се извършва на базата на систематичен подход, като се вземат предвид особеностите на работата в контролирани електрически задвижвания.

Понастоящем, във връзка с повишените изисквания за ефективност чрез решаване на проблемите на енергоспестяването и подобряването на надеждността на работата на електрическите системи, задачите за модернизиране на асинхронни двигатели за подобряване на техните енергийни характеристики (ефективност и коефициент на мощност), получаване на нови потребителски качества (подобряване на опазването на околната среда) стават особено актуални. , включително уплътняване), осигуряване на надеждност при проектирането, производството и работата на асинхронни двигатели. Следователно, когато се извършват изследвания и разработки 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, както и за изчисляване на динамични характеристики (време за пускане). , 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 AC задвижване.

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

Има три начина за осигуряване на ефективно спестяване на енергия при използване на контролирано електрическо задвижване, базирано на асинхронни двигатели:

Подобряване на кръвното налягане без промяна на напречното сечение;

Подобряване на ИМ с промяна на геометрията на статора и ротора;

Избор на ИМ 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 на 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. Затова 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 се запазват щампите върху листовете на статора и ротора и основните структурни елементи. Тази статия обсъжда възможността за създаване на енергийно ефективен IM чрез промяна на дължината на сърцевината на статора (/), броя на завъртанията във фазата на намотката на статора (#) и диаметъра на проводника, като се използва фабричната геометрия на напречното сечение. В началния етап модернизацията на асинхронни двигатели с ротор с катерица е извършена чрез промяна само на активната дължина. За базов двигател е взет асинхронният двигател AIR112M2 с мощност 7,5 kW, произведен от OAO Sibelektromotor (Томск). Стойностите на дължината на сърцевината 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. 1.

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 базовия двигател, когато дължината на сърцевината 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 увеличение на ефективността, не е най-ефективният начин за подобряване на асинхронен двигател. Би било по-рационално да промените дължината и данните за намотката на двигателя (броя на завъртанията на намотката и напречното сечение на проводника на намотката на статора). При разглеждането на тази опция стойностите на дължината на сърцевината на статора за изчисления бяха взети в диапазона /=100,130% . Диапазонът на промените 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 завъртанията 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 вариация 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 завъртанията на намотката на статора с 10%, което съответства на N = 96 завъртания. Екстремумът на функцията (фиг. 2), подчертан в 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

Третият начин за осигуряване на енергоспестяване виждаме във факта, че е възможно да се използва асинхронен двигател с обща промишлена мощност с по-висока мощност. Стойностите на дължината на сърцевината 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, при увеличаване на дължината му до 115%, максималната стойност на КПД n,wx=0,885 съответства на мощност Р2wn=5,5 kW. Този факт показва, че е възможно да се използват двигатели от серията AIR112M2 с увеличена дължина с мощност от 7,5 kW, вместо основния двигател от 5,5 kW от серията AIR90M2, в регулируемо електрическо задвижване. За двигател с мощност 5,5 kW,

Годишната консумация на енергия е 71 950 r. Една от причините за този факт е намаляването на дела на електроенергията за покриване на загубите в ИМ поради работата на двигателя в района на повишени стойности на ефективност.

Увеличаването на мощността на двигателя трябва да бъде оправдано от техническа и икономическа необходимост. При изследването на двигатели с висока мощност бяха взети редица IM за обща промишлена употреба от серията 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 жилищни и комунални услуги, което е свързано със спецификата на регулиране на помпения агрегат.

Ориз. Фиг. 3. Зависимост на спестяванията през средния експлоатационен живот от полезната мощност на двигателя: вълнообразната линия е построена според резултатите от изчислението, плътната линия е приблизително

За обосноваване на икономическите ползи от използването на двигатели с повишена мощност са направени изчисления и е направено сравнение между двигатели с мощност, необходима за дадена задача и двигатели с мощност една стъпка по-висока. На фиг. 3 показва графики на спестяванията за средния 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. Икономията на енергия за 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 електроенергия в националната икономика. Систематичният подход към разработването на асинхронни управлявани електрически задвижвания и организирането на тяхното масово производство може да осигури ефективно спестяване на енергия, по-специално в жилищно-комуналните услуги. При решаването 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, които отговарят на специфични условия на работа и спестяване на енергия, трябва да бъде решена за конкретно контролирано електрическо задвижване, като се използва систематичен 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 сърцевината на статора до 130% и намаляване на броя на завъртанията на намотката на статора до 90% за се разглеждат контролирани 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-комуналния сектор. Например при замяна на двигател AIR90M2 с мощност 5,5 kW с двигател AIR112M2 спестяването на енергия е до 15%.

4. Проведените икономически изчисления и анализ на резултатите показват икономическата ефективност от използването на двигатели с повишена мощност, въпреки увеличението на цената на самия двигател. Икономията на енергия за средния експлоатационен живот се изразява 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. Енергийна стратегия на Русия за периода до 2020 г. // TEK.

2003. - № 2. - С. 5-37.

2. Андронов A.L. Икономия на енергия във водоснабдителните системи чрез честотно регулиране на електрическото задвижване // ​​Електричеството и бъдещето на цивилизацията: Матер. научно-техн конф. - Томск, 2004. - С. 251-253.

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

4. Петрушин V.S. Системен подход при проектиране на регулируеми асинхронни двигатели. конф. IEEE-2003. - Крим, Алуща, 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 ефективност. - М.: Издателство на стандартите, 2001. - 4 с.

6. Муравиев О.П., Муравиева О.О. Индукционно задвижване с променлива скорост като основа за ефективно енергоспестяване // 8-ми руско-корейски стажант. Symp. Наука и технологии КОРУС 2004. - Томск: TPU, 2004.

Т. 1. - С. 264-267.

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

8. Муравлев О.П., Муравлева О.О. Енергоефективни индукционни двигатели за пестене на енергия // 9-то руско-корейско стажант. Symp. Наука и технологии КОРУС 2005. - Новосибирск: Новосибирски държавен технически университет, 2005. - Т. 2. - С. 56-60.

9. Вехтер Е.В. Изборът на асинхронни двигатели с висока мощност за осигуряване на енергоспестяване на помпени агрегати в жилищно-комуналните услуги // Съвременно оборудване и технологии: Сборник на 11-то междунар. научно-практически конф. младежи и студенти. -Томск: Издателство на TPU, 2005. - Т. 1. - С. 239-241.

UDC 621.313.333:536.24

СИМУЛАЦИЯ НА РАБОТАТА НА МНОГОФАЛНИ АСИНХРОННИ ДВИГАТЕЛИ В АВАРИЙНИ РЕЖИМИ НА РАБОТА

Д.М. Глухов, О.О. Муравлева

Томски политехнически университет Имейл: [имейл защитен]

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

Въведение

Интензивното развитие на електрониката и микропроцесорната техника води до създаването на висококачествени регулируеми AC електрически задвижвания, които да заменят електрическите задвижвания постоянен токи нерегулирано променливотоково задвижване поради по-голямата надеждност на променливотоковите двигатели в сравнение с постоянните машини.

Регулираните електрозадвижвания завоюват полето на приложение на нерегулираните както за осигуряване на технологични характеристики, така и за пестене на енергия. Освен това се предпочитат 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 за поддръжка и ремонт в сравнение с DC колекторни машини. Дори в такава традиционно "колекционерска" област като електрическите превозни средства, машините с постоянен ток отстъпват място на честотно контролираните AC двигатели. Все по-голямо място в производството на електротехническите инсталации заемат модификациите и специализираните конструкции на електродвигатели.

Невъзможно е да се създаде универсален двигател с честотно управление, подходящ за всички случаи. Тя може да бъде оптимална само за всяка конкретна комбинация от закона и метода на управление, честотния диапазон на регулиране и характера на натоварването. Многофазният 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 установено състояние, така и в аварийни режими на работа, които са придружени от фазово (или еднофазно) изключване (прекъсване), за да се показват 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 дизайна. В същото време характеристиките на полифазните двигатели правят такива машини подходящи за използване в контролирани приложения.

Енергийната ефективност се разбира като рационално използване на енергийните ресурси, с помощта на което се постига намаляване на потреблението на енергия при същото ниво на мощност на натоварване.

На фиг. 1а, б са примери за нерационално и рационално използване на енергията. Мощностите Рн на приемници 1 и 2 са еднакви, докато загубите ΔР1, разпределени в приемник 1, значително надвишават загубите ΔР2, разпределени в приемник 2. В резултат на това консумираната мощност ΔРp1 от приемник 1 е по-голяма от мощността ΔРp2, консумирана от приемника 2. По този начин приемник 2 е енергийно ефективен в сравнение с приемник 1.

Ориз. 1а. Нерационално използване на енергия

Приемник 2

Ориз. 1б. Рационално използване на енергията

В съвременния свят се дават въпроси за енергийната ефективност Специално внимание. Това отчасти се обяснява с факта, че решението на този проблем може да доведе до постигането на основните цели на международната енергийна политика:

• подобряване на енергийната сигурност;
• намаляване на вредното въздействие върху околната среда поради използването на енергийни ресурси;
• повишаване на конкурентоспособността на индустрията като цяло.

Напоследък бяха предприети редица инициативи и мерки за енергийна ефективност на регионално, национално и международно ниво.

Енергийна стратегия на Русия

Русия разработи Енергийна стратегия, която предполага внедряването на програма за енергийна ефективност като част от цялостна политика за енергоспестяване. Тази програмае насочена към създаване на основни условия за ускорено технологично обновяване на енергетиката, развитие на модерни преработвателни производства и транспортни мощности, както и развитие на нови, перспективни пазари.

23 ноември 2009 г. Президент Руска федерацияДА. Медведев подписа Федерален закон № 261-FZ „За спестяване на енергия и повишаване на енергийната ефективност и за изменение на някои законодателни актове на Руската федерация“. Този закон формира принципно ново отношение към процеса на енергоспестяване. Той ясно очертава правомощията и изискванията в тази област за всички нива на управление, а също така поставя основата за постигане на реален резултат. Законът въвежда задължение за отчитане на енергийните ресурси за всички предприятия. Организациите, чиито общи годишни разходи за потребление на енергия надвишават 10 милиона рубли, се предлага да бъдат подложени на енергиен одит до 31 декември 2012 г. и след това най-малко веднъж на всеки 5 години, въз основа на резултатите от които се изготвя енергиен паспорт на предприятието. , фиксиране на напредъка по скалата за енергийна ефективност.

С приемането на Закона за енергийната ефективност един от ключовите членове на документа бяха промените в Данъчния кодекс (чл. 67, част 1), които освобождават от данък върху доходите предприятията, използващи съоръжения с най-висок клас на енергийна ефективност. Правителството на Руската федерация е готово да предостави субсидии и да намали данъчната тежест на онези предприятия, които са готови да издигнат оборудването си до нивото на енергоспестяващи технологии.

Енергийна ефективност на електродвигатели

Според RAO "UES of Russia" за 2006 г. около 46% от електроенергията, генерирана в Русия, се консумира от промишлени предприятия (фиг. 1), като половината от тази енергия се преобразува в механична енергия с помощта на електродвигатели.

Ориз. 2. Структура на потреблението на електроенергия в Русия

В процеса на преобразуване на енергия част от нея се губи като топлина. Стойността на загубената енергия се определя от енергийните характеристики на двигателя. Използването на енергийно ефективни електродвигатели може значително да намали потреблението на енергия и количеството въглероден диоксид в околната среда.

Основен индикатор енергийна ефективностелектрически мотор е неговата ефективност (наричана по-нататък ефективност):

η=P2/P1=1 – ΔP/P1,

където P2 е полезната мощност на вала на двигателя, P1 е активната мощност, консумирана от двигателя от мрежата, ΔP е общите загуби, възникващи в двигателя.

Очевидно е, че колкото по-висока е ефективността (и съответно колкото по-ниски са загубите), толкова по-малко енергия консумира електрическият мотор от мрежата, за да създаде същата мощност P2. Като демонстрация на спестяване на енергия при използване на енергийно ефективни двигатели, нека сравним количеството консумирана мощност на примера на електрическите двигатели на ABB от конвенционалната (M2AA) и енергийно ефективната (M3AA) серия (фиг. 3).

1. серия M2AA(клас на енергийна ефективност IE1): мощност Р2=55 kW, скорост n=3000 об/мин, η=92,4%, cosφ=0,91

Р1=Р2/η=55/0,924=59,5 kW.

Общи загуби:

ΔP=Р1–Р2=59,5-55=4,5 kW.

Q=4,5 24 365=39420 kW.

C=2 39420=78840 rub.

2. серия M3AA(клас на енергийна ефективност IE2): мощност P2=55 kW, скорост n=3000 rpm, η=93.9%, cosφ=0.88

Консумирана активна мощност от мрежата:

Р1=Р2/η=55/0,939=58,6 kW.

Общи загуби:

ΔP=Р1–Р2=58,6-55=3,6 kW.

Ако приемем, че даден двигател работи 24 часа в денонощието, 365 дни в годината, количеството загубена и освободена енергия като топлина

Q=3,6 24 365=31536 kW.

При средна цена на електроенергия от 2 рубли. за kWh количеството загубена електроенергия за 1 година в парично изражение

C=2 31536=63072 rub.

Така, в случай на замяна на конвенционален електродвигател (клас IE1) с енергийно ефективен (клас IE2), спестяванията на енергия са 7884 kW годишно на двигател. При използване на 10 такива електродвигателя спестяванията ще бъдат 78 840 kW годишно или 157 680 рубли годишно в парично изражение. По този начин ефективното използване на електроенергията позволява на компанията да намали цената на своите продукти, като по този начин повишава своята конкурентоспособност.

Разликата в цената на електродвигателите с класове на енергийна ефективност IE1 и IE2, възлизаща на 15621 рубли, се изплаща за приблизително 1 година.

Ориз. 3. Сравнение на конвенционален електродвигател с енергийно ефективен

трябва да бъде отбелязано че с увеличаването на енергийната ефективност се увеличава и експлоатационният живот на двигателя. Това се обяснява по следния начин. Източникът на отопление на двигателя са генерираните в него загуби. Загубите в електрическите машини (ЕМ) се подразделят на основни, дължащи се на електромагнитни и механични процеси, протичащи в ЕМ, и допълнителни, дължащи се на различни вторични явления. Основните загуби са разделени на следните класове:

• 1. механични загуби (включва вентилационни загуби, загуби в лагери, загуби от триене на четките на комутатора или контактните пръстени);
• 2. магнитни загуби (загуби от хистерезис и вихрови токове);
• 3. електрически загуби (загуби в намотките по време на протичане на ток).

Според емпиричния закон, експлоатационният живот на изолацията намалява наполовина с повишаване на температурата със 100C. По този начин експлоатационният живот на един енергийно ефективен двигател е малко по-дълъг, тъй като загубите и съответно нагряването на енергийно ефективния двигател е по-малко.

Начини за подобряване на енергийната ефективност на двигателя:

• 1. Използване на електротехнически стомани с подобрени магнитни свойства и намалени магнитни загуби;
• 2. Използването на допълнителни технологични операции (например отгряване за възстановяване на магнитните свойства на стоманите, които по правило се влошават след механична обработка);
• 3. Използване на изолация с повишена топлопроводимост и електрическа якост;
• 4. Подобряване на аеродинамичните свойства за намаляване на вентилационните загуби;
• 5. Използване на висококачествени лагери (NSK, SKF);
• 6. Повишаване на точността на обработка и изработка на възли и детайли на двигателя;
• 7. Използване на двигателя заедно с честотния преобразувател.

Друг важен параметър, характеризиращ енергийната ефективност на електродвигателя, е коефициентът на натоварване cosφ. Коефициентът на натоварване определя дела на активната мощност в общата мощност, подадена към двигателя от мрежата.

където S е общата мощност.

В този случай само активната мощност се преобразува в полезна мощност на вала, реактивната мощност е необходима само за създаване на електромагнитно поле. Реактивната мощност навлиза в двигателя и се връща обратно в мрежата при двойна честота на мрежата 2f, като по този начин създава допълнителни загуби в захранващите линии. По този начин система, състояща се от двигатели с високи стойности на ефективност, но ниски стойности на cosφ, не може да се счита за енергийно ефективна.

Бариери пред внедряването на енергийно ефективни електрически задвижващи системи

Въпреки високото ефективността на енергоефективните решения, днес съществуват редица пречки пред разпространението на енергийно ефективни електрически задвижващи системи:

• 1. Подмяната само на един или два електродвигателя в цялото предприятие е незначителна мярка;
• 2. Ниско нивоинформираност на потребителите в областта на класовете на енергийна ефективност на двигателите, техните различия и съществуващите стандарти;
• 3. Отделно финансиране в много предприятия: собственикът на бюджета за закупуване на електродвигатели често не е човекът, който се занимава с проблемите на намаляване на производствените разходи или поема годишни разходи за поддръжка;
• 4. Придобиване на електродвигатели като част от сложно оборудване, чиито производители често монтират нискокачествени електродвигатели с цел намаляване на производствените разходи;
• 5. В рамките на една и съща компания разходите за придобиване на оборудване и разходите за потребление на енергия през експлоатационния живот често се плащат по различни позиции;
• 6. Много заводи разполагат със запаси от електродвигатели, обикновено от един и същи тип и клас на ефективност.

Важен аспект по въпроси, свързани с енергийна ефективност на електрическите машини, е да популяризира решението за закупуване на оборудване въз основа на оценка на общите експлоатационни разходи през експлоатационния живот.

Нови международни стандарти, регулиращи енергийната ефективност на електродвигателите.

През 2007, 2008г IEC въведе два нови стандарта относно енергийна ефективност на електродвигателите: стандартът IEC/EN 60034-2-1 установява нови правила за определяне на ефективността, стандартът IEC 60034-30 установява нови класове на енергийна ефективност за електрически двигатели.

Стандартът IEC 60034-30 установява три класа на енергийна ефективност за трифазни асинхронни електродвигателис ротор с катерица (фиг. 4).

Ориз. 4. Класове на енергийна ефективност по новия стандарт IEC 60034-30

Понастоящем обозначението на класовете на енергийна ефективност често може да се види под формата на следните комбинации: EFF3, EFF2, EFF1. Въпреки това, границите на разделяне на класове (Фигура 5) са определени от стария стандарт IEC 60034-2, който е заменен от новия IEC 60034-30 (Фигура 4).

Ориз. 5. Класове на енергийна ефективност по стария стандарт IEC 60034-2.

Статията е взета от szemo.ru

Въпросът за създаването на енергоспестяващи електрически двигатели възникна едновременно с изобретяването на самите електрически машини. На Международното изложение за електричество през 1891 г. във Франкфурт на Майн Чарлз Браун (по-късно основател на ABB) показа синхронен трифазен генератор от собственото си производство, чиято ефективност надвишава 95%. Асинхронен трифазен двигател, представен от Михаил Доливо-Доброволски, показа ефективност от 95%. Оттогава ефективността на трифазния асинхронен двигател е подобрена само с един до два процента.

Най-острият интерес към енергийно ефективните двигатели възниква в края на 70-те години по време на световната петролна енергийна криза. Оказа се, че спестяването на един тон условно гориво е в пъти по-евтино от производството му.По време на кризата инвестициите в енергоспестяване се увеличиха многократно. Много страни започнаха да отпускат специални субсидии за програми за пестене на енергия.

След анализ на проблема с енергоспестяването се оказа, че повече от половината от електроенергията, генерирана в света, се консумира от електрически двигатели. Затова всички водещи електрически компании в света работят върху тяхното усъвършенстване.

Какво представляват енергоспестяващите двигатели?

Това са електродвигатели, чиято ефективност е с 1-10% по-висока от тази на стандартните двигатели. При големите енергоспестяващи двигатели разликата в стойностите на ефективността е 1–2%, а при двигателите с малка и средна мощност тази разлика вече е 7–10%.

Ефективност на електродвигателите Siemens

Увеличаването на ефективността на енергоспестяващите двигатели се постига благодарение на:

• увеличаване дела на активните материали - мед и стомана;
• използването на по-тънка и по-качествена електротехническа стомана;
• използването на мед вместо алуминий в намотките на ротора;
• намаляване на въздушната междина в статора с помощта на прецизно технологично оборудване;
• оптимизиране на формата на зъбната зона на магнитната верига и дизайна на намотките;
• използване на лагери от по-висок клас;
• специален дизайн на вентилатора;

Според статистиката цената на целия двигател е по-малко от 2% от общите разходи за жизнения цикъл. Например, ако един двигател работи 4000 часа годишно в продължение на 10 години, тогава електричеството представлява около 97% от всички разходи за жизнения цикъл. Още един процент е за монтаж и поддръжка. Следователно увеличаването на ефективността на двигател със средна мощност с 2% ще позволи да се компенсира увеличението на разходите за енергоспестяващ двигател за 3 години, в зависимост от режима на работа. Практическият опит и изчисленията показват, че увеличението на цената на енергоспестяващ двигател се изплаща поради спестената електроенергия при работа в режим S1 за година и половина (с годишно работно време от 7000 часа).

В общия случай преходът към използването на енергоспестяващ двигател позволява:

• увеличаване на ефективността на двигателя с 1–10%;
• подобряване на надеждността на работата му;
• намаляване на времето за престой;
• намаляване на разходите за поддръжка;
• повишаване на устойчивостта на двигателя към термични претоварвания;
• увеличаване на капацитета на претоварване;
• повишават устойчивостта на двигателя към влошаване на работните условия;
• понижено и пренапрежение, изкривяване на формата на кривата на напрежението, фазов дисбаланс и др.;
• подобряване на фактора на мощността;
• намаляване на нивото на шума;
• увеличаване на скоростта на двигателя чрез намаляване на приплъзването;

Отрицателните свойства на електродвигателите с повишена ефективност в сравнение с конвенционалните са:

• 10 - 30% по-висока себестойност;
• малко повече маса;
• по-висок стартов ток.

В някои случаи е необходимо използването на енергийно ефективен двигател неподходящо:

• когато двигателят работи за кратко време (по-малко от 1-2 хиляди часа / година), въвеждането на енергийно ефективен двигател може да не допринесе значително за спестяването на енергия;
• когато двигателят работи в режими с чести стартирания, тъй като спестената електроенергия ще се изразходва за по-висока стойност на стартовия ток;
• когато двигателят работи, той работи с недотоварване, поради намаляване на ефективността при работа при натоварване под номиналното.

Количеството спестяване на енергия в резултат на въвеждането на енергийно ефективен двигател може да бъде незначително в сравнение с потенциала на задвижване с променлива скорост.Всеки допълнителен процент на ефективност изисква увеличаване на масата на активните материали с 3-6%. В този случай инерционният момент на ротора се увеличава с 20–50%. Следователно високопроизводителните двигатели са по-ниски от конвенционалните по отношение на динамичните характеристики, ако това изискване не е специално взето предвид при тяхното разработване.

Когато избирате в полза на енергийно ефективен двигател, е необходимо внимателно да подходите към въпроса за цената. Според прогнозите на анализаторите медта ще поскъпне много по-бързо от стоманата. Следователно, когато е възможно да се използват така наречените стоманени двигатели (с по-малка площ на канала), е по-добре да се използват те. Такива двигатели имат по-ниска цена поради спестяването на мед. По същите причини е необходимо да се третират енергоспестяващи двигатели с постоянен магнит. Ако трябва да търсите заместител на такъв двигател в бъдеще. може да се окаже, че цената му ще бъде твърде висока и замяната му с енергоспестяващ двигател с общ индустриален дизайн ще бъде трудна поради несъответствие в размерите. Според експерти постоянните магнити, изработени от редкоземни материали, ще поскъпват повече и по-бързо от медта, което ще доведе до значително поскъпване на такива двигатели. Въпреки че такива двигатели с най-висок клас на енергийна ефективност са доста компактни, въвеждането им в индустрията е ограничено от факта, че постоянните магнити сега са търсени в други индустрии, различни от общата индустрия, и според експерти те ще бъдат използвани в производството на специално оборудване, за което не жалят пари.