มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสประหยัดพลังงานพร้อมขดลวดรวม การเปลี่ยนมอเตอร์ไฟฟ้าที่ล้าสมัยด้วยมอเตอร์ประหยัดพลังงานที่ทันสมัย ​​ประหยัดวัสดุในการผลิตมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส

เป็นเวลาประมาณห้าปีแล้วที่ NPO St. Petersburg Electrotechnical Company (SPBEK) ได้รวบรวมข้อเสนอการหาเหตุผลเข้าข้างตนเอง นวัตกรรม และการพัฒนาจากองค์กร สถาบัน ศูนย์วิจัยของอดีตสหภาพแรงงานมาโดยตลอด

นวัตกรรมอื่นที่ใช้ได้ในความเป็นจริงของรัสเซียนั้นเกี่ยวข้องกับชื่อของ Dmitry Alexandrovich Duyunov ซึ่งมีส่วนร่วมใน ปัญหาการเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส:

"ในรัสเซียส่วนแบ่งของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสตามการประมาณการต่างๆ คิดเป็น 47 ถึง 53% ของปริมาณการใช้ไฟฟ้าที่ผลิตได้ทั้งหมด ในอุตสาหกรรมโดยเฉลี่ย 60% ในระบบน้ำเย็นมากถึง 80% พวกเขาดำเนินการ กระบวนการทางเทคโนโลยีเกือบทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวและครอบคลุมทุกด้านของชีวิตมนุษย์ ในอพาร์ตเมนต์แต่ละแห่งมีมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสมากกว่าผู้อยู่อาศัย ก่อนหน้านี้เนื่องจากไม่มีงานในการประหยัดพลังงาน เมื่อออกแบบอุปกรณ์ พวกเขาจึงพยายาม "รักษาความปลอดภัย " และใช้มอเตอร์ที่มีกำลังเกินกว่าที่คำนวณได้ การประหยัดพลังงานในการออกแบบได้จางหายไปเป็นพื้นหลัง " และแนวคิดเช่นประสิทธิภาพการใช้พลังงานนั้นไม่เกี่ยวข้องนัก อุตสาหกรรมรัสเซียไม่ได้ออกแบบและผลิตเครื่องยนต์ที่ประหยัดพลังงาน การเปลี่ยนแปลง เศรษฐกิจตลาดได้เปลี่ยนแปลงสถานการณ์ไปอย่างมาก ในปัจจุบัน การประหยัดหน่วยทรัพยากรพลังงาน เช่น เชื้อเพลิง 1 ตันในเงื่อนไขทั่วไป มีราคาเพียงครึ่งเดียวของการสกัด

มอเตอร์ประหยัดพลังงาน (EMs) เป็น EM แบบอะซิงโครนัสที่มีโรเตอร์กรงกระรอกซึ่งเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของมวลของวัสดุที่ใช้งานคุณภาพตลอดจนเทคนิคการออกแบบพิเศษจึงเป็นไปได้ที่จะเพิ่มขึ้น 1 -2% (มอเตอร์กำลังสูง) หรือ 4-5% ( เครื่องยนต์ขนาดเล็ก) ประสิทธิภาพเล็กน้อย โดยราคาเครื่องยนต์จะเพิ่มขึ้นบ้าง วิธีนี้มีประโยชน์หากโหลดเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ไม่จำเป็นต้องควบคุมความเร็ว และเลือกมอเตอร์อย่างเหมาะสม ด้วยการถือกำเนิดของมอเตอร์ที่มีขดลวดรวม "Slavyanka" เป็นไปได้ที่จะปรับปรุงพารามิเตอร์ของพวกเขาอย่างมีนัยสำคัญโดยไม่ต้องเพิ่มราคา เนื่องจากคุณลักษณะทางกลที่ได้รับการปรับปรุงและสมรรถนะด้านพลังงานที่สูงขึ้น ไม่เพียงแต่จะประหยัดพลังงานได้ถึง 30 ถึง 50% สำหรับงานที่มีประโยชน์แบบเดียวกันเท่านั้น แต่ยังสามารถสร้างไดรฟ์แบบปรับได้ด้วยคุณลักษณะเฉพาะที่ไม่เหมือนใครในโลกนี้อีกด้วย

ต่างจากมอเตอร์มาตรฐานที่มีขดลวดรวม พวกมันมีอัตราส่วนแรงบิดที่สูงกว่า มีประสิทธิภาพและตัวประกอบกำลังใกล้เคียงกับค่าเล็กน้อยในโหลดที่หลากหลาย สิ่งนี้ช่วยให้คุณเพิ่มโหลดเฉลี่ยของเครื่องยนต์ได้มากถึง 0.8 และปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์ที่ให้บริการโดยไดรฟ์

เมื่อเทียบกับวิธีการที่รู้จักกันดีในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของไดรฟ์แบบอะซิงโครนัส ความแปลกใหม่ของแนวทางของเราคือการเปลี่ยนหลักการออกแบบพื้นฐานของขดลวดมอเตอร์แบบคลาสสิก ความแปลกใหม่ทางวิทยาศาสตร์อยู่ที่หลักการใหม่ที่ได้รับการกำหนดขึ้นสำหรับการออกแบบขดลวดของมอเตอร์ เช่นเดียวกับการเลือกอัตราส่วนที่เหมาะสมของจำนวนช่องโรเตอร์และสเตเตอร์ ตามการออกแบบอุตสาหกรรมและโครงร่างของขดลวดรวมแบบชั้นเดียวและสองชั้นได้รับการพัฒนาทั้งสำหรับการวางขดลวดแบบแมนนวลและแบบอัตโนมัติบนอุปกรณ์มาตรฐาน ได้รับสิทธิบัตร RF จำนวนหนึ่งสำหรับการแก้ปัญหาทางเทคนิค

สาระสำคัญของการพัฒนาตามมาจากความจริงที่ว่าขึ้นอยู่กับรูปแบบการเชื่อมต่อโหลดสามเฟสกับเครือข่ายสามเฟส (ดาวหรือสามเหลี่ยม) สามารถรับกระแสสองระบบสร้างมุม 30 องศาไฟฟ้าระหว่าง เวกเตอร์ ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะเชื่อมต่อมอเตอร์ไฟฟ้ากับเครือข่ายสามเฟสที่ไม่มีขดลวดสามเฟส แต่มีหกเฟสหนึ่ง ในกรณีนี้ ส่วนหนึ่งของขดลวดจะต้องรวมอยู่ในดาว และส่วนหนึ่งในรูปสามเหลี่ยมและเวกเตอร์ที่เป็นผลลัพธ์ของขั้วของเฟสเดียวกันของดาวและรูปสามเหลี่ยมจะต้องสร้างมุม 30 องศาไฟฟ้าต่อกัน การรวมกันของสองวงจรในหนึ่งคดเคี้ยวทำให้สามารถปรับปรุงรูปร่างของสนามในช่องว่างการทำงานของเครื่องยนต์และเป็นผลให้ปรับปรุงลักษณะสำคัญของเครื่องยนต์อย่างมีนัยสำคัญ

เมื่อเทียบกับที่รู้จักแล้ว ไดรฟ์ที่ควบคุมความถี่สามารถทำได้โดยใช้มอเตอร์ใหม่ที่มีขดลวดรวมที่มีความถี่เพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้า สิ่งนี้ทำได้เนื่องจากการสูญเสียเหล็กของวงจรแม่เหล็กของมอเตอร์ลดลง เป็นผลให้ค่าใช้จ่ายของไดรฟ์ดังกล่าวต่ำกว่าเมื่อใช้มอเตอร์มาตรฐานอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเสียงและการสั่นสะเทือนจะลดลงอย่างมาก”

ประสิทธิภาพการใช้พลังงานเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นการใช้ทรัพยากรพลังงานอย่างมีเหตุมีผล โดยช่วยลดการใช้พลังงานที่ระดับพลังงานโหลดเท่ากัน

ในรูป 1a, b เป็นตัวอย่างของการใช้พลังงานอย่างไม่มีเหตุผลและมีเหตุผล กำลัง Рн ของตัวรับ 1 และ 2 เหมือนกัน ในขณะที่การสูญเสีย ΔР1 ที่จัดสรรในผู้รับ 1 นั้นมากกว่าการสูญเสียอย่างมีนัยสำคัญ ΔР2 ที่จัดสรรในผู้รับ 2 ดังนั้น การใช้พลังงาน ΔРp1 โดยผู้รับ 1 มากกว่าพลังงาน ΔРp2 ที่ผู้รับใช้ 2. ดังนั้น ตัวรับ 2 จึงประหยัดพลังงานเมื่อเทียบกับตัวรับ 1

ข้าว. 1ก. การใช้พลังงานอย่างไม่สมเหตุผล

ตัวรับ2

ข้าว. 1ข. การใช้พลังงานอย่างมีเหตุผล

ในโลกสมัยใหม่ ประเด็นเรื่องการประหยัดพลังงานได้รับความสนใจเป็นพิเศษ สิ่งนี้อธิบายได้บางส่วนจากข้อเท็จจริงที่ว่าการแก้ปัญหานี้สามารถนำไปสู่การบรรลุเป้าหมายหลักของนโยบายพลังงานระหว่างประเทศ:

• การปรับปรุงความมั่นคงด้านพลังงาน
• การลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เป็นอันตรายจากการใช้แหล่งพลังงาน
• เพิ่มความสามารถในการแข่งขันของอุตสาหกรรมโดยรวม

เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีการริเริ่มและมาตรการด้านประสิทธิภาพพลังงานจำนวนหนึ่งในระดับภูมิภาค ระดับชาติและระดับนานาชาติ

ยุทธศาสตร์ด้านพลังงานของรัสเซีย

รัสเซียได้พัฒนายุทธศาสตร์ด้านพลังงาน ซึ่งหมายถึงการนำโปรแกรมประสิทธิภาพพลังงานไปใช้โดยเป็นส่วนหนึ่งของนโยบายการประหยัดพลังงานที่ครอบคลุม โปรแกรมนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างเงื่อนไขพื้นฐานสำหรับการเร่งการต่ออายุเทคโนโลยีอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมพลังงาน การพัฒนาอุตสาหกรรมการแปรรูปที่ทันสมัยและความสามารถในการขนส่งตลอดจนการพัฒนาตลาดใหม่ที่มีแนวโน้ม

เมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน 2552 ประธานาธิบดีแห่งสหพันธรัฐรัสเซีย D.A. เมดเวเดฟลงนามในกฎหมายของรัฐบาลกลางหมายเลข 261-FZ “เกี่ยวกับการประหยัดพลังงานและการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานและการแก้ไขกฎหมายบางประการของสหพันธรัฐรัสเซีย” กฎหมายฉบับนี้สร้างทัศนคติใหม่โดยพื้นฐานต่อกระบวนการประหยัดพลังงาน มันแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงอำนาจและข้อกำหนดในพื้นที่นี้สำหรับรัฐบาลทุกระดับ และยังวางรากฐานสำหรับการบรรลุผลที่แท้จริง กฎหมายกำหนดภาระหน้าที่ในการบัญชีสำหรับทรัพยากรพลังงานสำหรับองค์กรทั้งหมด องค์กรที่มีรายจ่ายประจำปีสำหรับการใช้พลังงานเกิน 10 ล้านรูเบิลได้รับการเสนอให้เข้ารับการตรวจสอบพลังงานภายในวันที่ 31 ธันวาคม 2555 และอย่างน้อยทุก ๆ 5 ปีตามผลการจัดทำหนังสือเดินทางด้านพลังงานขององค์กร , การแก้ไขความคืบหน้าในระดับประสิทธิภาพพลังงาน

ด้วยการนำกฎหมายว่าด้วยประสิทธิภาพพลังงานมาใช้ หนึ่งในบทความสำคัญของเอกสารนี้คือการแก้ไขรหัสภาษี (มาตรา 67 ส่วนที่ 1) ซึ่งได้รับการยกเว้นจากองค์กรภาษีเงินได้ที่ใช้สิ่งอำนวยความสะดวกที่มีระดับประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงสุด รัฐบาลสหพันธรัฐรัสเซียพร้อมที่จะให้เงินอุดหนุนและลดภาระภาษีให้กับองค์กรที่พร้อมจะยกระดับอุปกรณ์ให้อยู่ในระดับเทคโนโลยีประหยัดพลังงาน

ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์ไฟฟ้า

ตาม RAO "UES of Russia" ในปี 2549 ประมาณ 46% ของไฟฟ้าที่ผลิตในรัสเซียถูกใช้โดยผู้ประกอบการอุตสาหกรรม (รูปที่ 1) ครึ่งหนึ่งของพลังงานนี้จะถูกแปลงเป็นพลังงานกลโดยใช้มอเตอร์ไฟฟ้า

ข้าว. 2. โครงสร้างการใช้ไฟฟ้าในรัสเซีย

ในกระบวนการแปลงพลังงานบางส่วนจะสูญเสียเป็นความร้อน มูลค่าของพลังงานที่สูญเสียไปนั้นพิจารณาจากประสิทธิภาพพลังงานของเครื่องยนต์ การใช้มอเตอร์ไฟฟ้าแบบประหยัดพลังงานสามารถลดการใช้พลังงานและลดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในสิ่งแวดล้อมได้อย่างมาก

ตัวบ่งชี้หลัก ประสิทธิภาพการใช้พลังงานมอเตอร์ไฟฟ้าคือประสิทธิภาพ (ซึ่งต่อไปนี้จะเรียกว่าประสิทธิภาพ):

η=P2/P1=1 – ΔP/P1,

โดยที่ P2 คือพลังงานที่มีประโยชน์บนเพลามอเตอร์ P1 คือพลังงานที่ใช้งานโดยมอเตอร์จากเครือข่าย ΔP คือการสูญเสียทั้งหมดที่เกิดขึ้นในมอเตอร์

เห็นได้ชัดว่ายิ่งประสิทธิภาพสูงขึ้น (และการสูญเสียยิ่งลดลง) มอเตอร์ไฟฟ้าก็จะใช้พลังงานน้อยลงจากเครือข่ายเพื่อสร้างพลังงาน P2 เท่ากัน เพื่อเป็นการสาธิตการประหยัดพลังงานเมื่อใช้มอเตอร์แบบประหยัดพลังงาน เรามาเปรียบเทียบปริมาณพลังงานที่ใช้กับตัวอย่างมอเตอร์ไฟฟ้า ABB ของรุ่นทั่วไป (M2AA) กับชุดประหยัดพลังงาน (M3AA) (รูปที่ 3)

1. M2AA ซีรีส์(คลาสประสิทธิภาพพลังงาน IE1): กำลัง Р2=55 kW, ความเร็ว n=3000 rpm, η=92.4%, cosφ=0.91

Р1=Р2/η=55/0.924=59.5 กิโลวัตต์

การสูญเสียทั้งหมด:

ΔP=Р1–Р2=59.5-55=4.5 กิโลวัตต์

Q=4.5 24 365=39420 กิโลวัตต์

C=2 39420=78840 ถู

2. M3AA ซีรีส์(คลาสประสิทธิภาพพลังงาน IE2): กำลัง P2=55 kW, ความเร็ว n=3000 rpm, η=93.9%, cosφ=0.88

พลังงานที่ใช้งานจากเครือข่าย:

Р1=Р2/η=55/0.939=58.6 กิโลวัตต์

การสูญเสียทั้งหมด:

ΔP=Р1–Р2=58.6-55=3.6 กิโลวัตต์

สมมติว่าเครื่องยนต์ทำงานตลอด 24 ชั่วโมง 365 วันต่อปี ปริมาณพลังงานที่สูญเสียและปล่อยออกมาเป็นความร้อน

Q=3.6 24 365=31536 กิโลวัตต์

ด้วยค่าไฟฟ้าเฉลี่ย 2 รูเบิล ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงของปริมาณไฟฟ้าที่สูญเสียไปเป็นเวลา 1 ปีในรูปทางการเงิน

C=2 31536=63072 ถู

ดังนั้น ในกรณีของการเปลี่ยนมอเตอร์ไฟฟ้าทั่วไป (คลาส IE1) เป็นมอเตอร์แบบประหยัดพลังงาน (คลาส IE2) การประหยัดพลังงานจะอยู่ที่ 7884 กิโลวัตต์ต่อปีต่อมอเตอร์ เมื่อใช้มอเตอร์ไฟฟ้าดังกล่าว 10 ตัว ประหยัดได้ 78,840 กิโลวัตต์ต่อปี หรือ 157,680 รูเบิลต่อปีในรูปแบบเงิน ดังนั้นการใช้ไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพจึงทำให้บริษัทสามารถลดต้นทุนของผลิตภัณฑ์ และเพิ่มความสามารถในการแข่งขัน

ค่าใช้จ่ายส่วนต่างของมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีคลาสประสิทธิภาพพลังงาน IE1 และ IE2 เท่ากับ 15621 รูเบิล จ่ายออกในเวลาประมาณ 1 ปี

ข้าว. 3. การเปรียบเทียบมอเตอร์ไฟฟ้าแบบธรรมดากับการประหยัดพลังงาน

ควรสังเกตว่า เมื่อประสิทธิภาพการใช้พลังงานเพิ่มขึ้น อายุการใช้งานของมอเตอร์ก็เช่นกัน. อธิบายได้ดังนี้ แหล่งที่มาของการทำความร้อนของเครื่องยนต์คือการสูญเสียที่เกิดขึ้น การสูญเสียในเครื่องจักรไฟฟ้า (EM) แบ่งออกเป็นส่วนหลักเนื่องจากกระบวนการทางแม่เหล็กไฟฟ้าและทางกลที่เกิดขึ้นใน EM และเพิ่มเติมเนื่องจากปรากฏการณ์รองต่างๆ การสูญเสียหลักแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:

• 1. การสูญเสียทางกล (รวมถึงการสูญเสียการระบายอากาศ การสูญเสียแบริ่ง การสูญเสียความเสียดทานของแปรงบนสับเปลี่ยนหรือวงแหวนลื่น)
• 2. การสูญเสียแม่เหล็ก (การสูญเสียฮิสเทรีซิสและกระแสน้ำวน);
• 3. การสูญเสียไฟฟ้า (การสูญเสียในขดลวดระหว่างกระแส)

ตามกฎหมายเชิงประจักษ์ อายุการใช้งานของฉนวนจะลดลงครึ่งหนึ่งเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น 100C ดังนั้นอายุการใช้งานของมอเตอร์แบบประหยัดพลังงานจึงค่อนข้างนาน เนื่องจากความสูญเสียและความร้อนของมอเตอร์แบบประหยัดพลังงานจึงลดลง

วิธีปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเครื่องยนต์:

• 1. การใช้เหล็กไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่ดีขึ้นและลดการสูญเสียแม่เหล็ก
• 2. การใช้การดำเนินการทางเทคโนโลยีเพิ่มเติม (เช่นการหลอมเพื่อคืนค่าคุณสมบัติแม่เหล็กของเหล็กซึ่งตามกฎแล้วจะเสื่อมสภาพหลังจากการตัดเฉือน)
• 3. การใช้ฉนวนที่มีการนำความร้อนและความแข็งแรงทางไฟฟ้าเพิ่มขึ้น
• 4. การปรับปรุงคุณสมบัติตามหลักอากาศพลศาสตร์เพื่อลดการสูญเสียการระบายอากาศ
• 5. ใช้ตลับลูกปืนคุณภาพสูง (NSK, SKF)
• 6. เพิ่มความแม่นยำในการประมวลผลและการผลิตส่วนประกอบและชิ้นส่วนของเครื่องยนต์
• 7. การใช้มอเตอร์ร่วมกับเครื่องแปลงความถี่

พารามิเตอร์ที่สำคัญอีกประการหนึ่งที่แสดงคุณลักษณะประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์ไฟฟ้าคือปัจจัยโหลดcosφ ตัวประกอบภาระกำหนดส่วนแบ่งของพลังงานที่ใช้งานในพลังงานทั้งหมดที่จ่ายให้กับมอเตอร์จากเครือข่าย

โดยที่ S คือกำลังทั้งหมด

ในกรณีนี้ เฉพาะพลังงานที่ใช้งานเท่านั้นที่จะถูกแปลงเป็นพลังงานที่มีประโยชน์บนเพลา พลังงานปฏิกิริยาจำเป็นสำหรับการสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเท่านั้น กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟจะเข้าสู่มอเตอร์และกลับสู่กริดที่ความถี่สองเท่าของกริด 2f ซึ่งทำให้เกิดการสูญเสียเพิ่มเติมในสายจ่ายไฟฟ้า ดังนั้นระบบที่ประกอบด้วยมอเตอร์ที่มีค่าประสิทธิภาพสูง แต่ค่า cosφ ต่ำจึงไม่ถือว่าประหยัดพลังงาน

อุปสรรคในการดำเนินการระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าแบบประหยัดพลังงาน

แม้จะสูง ประสิทธิภาพของโซลูชั่นประหยัดพลังงาน, วันนี้มีอุปสรรคหลายประการในการกระจายระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าแบบประหยัดพลังงาน:

• 1. การเปลี่ยนมอเตอร์ไฟฟ้าเพียงหนึ่งหรือสองตัวในองค์กรทั้งหมดถือเป็นมาตรการที่ไม่มีนัยสำคัญ
• 2. การรับรู้ของผู้บริโภคในระดับต่ำในด้านคลาสประสิทธิภาพพลังงานของมอเตอร์ ความแตกต่างและมาตรฐานที่มีอยู่
• 3. การจัดหาเงินทุนแยกต่างหากในหลายองค์กร: เจ้าของงบประมาณสำหรับการซื้อมอเตอร์ไฟฟ้ามักไม่ใช่คนที่เกี่ยวข้องกับปัญหาการลดต้นทุนการผลิตหรือต้องเสียค่าบำรุงรักษารายปี
• 4. การจัดหามอเตอร์ไฟฟ้าเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ที่ซับซ้อนซึ่งผู้ผลิตมักติดตั้งมอเตอร์ไฟฟ้าคุณภาพต่ำเพื่อลดต้นทุนการผลิต
• 5. ภายในบริษัทเดียวกัน ค่าใช้จ่ายในการจัดหาอุปกรณ์และต้นทุนการใช้พลังงานตลอดอายุการใช้งานมักจะจ่ายเป็นรายการที่แตกต่างกัน
• 6. โรงงานหลายแห่งมีสต็อกของมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งมักจะเป็นประเภทเดียวกันและระดับประสิทธิภาพเท่ากัน

ที่สำคัญในเรื่องที่เกี่ยวข้องกับ ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเครื่องจักรไฟฟ้าคือการเผยแพร่การตัดสินใจซื้ออุปกรณ์โดยพิจารณาจากการประเมินต้นทุนการดำเนินงานทั้งหมดตลอดอายุการใช้งาน

มาตรฐานสากลใหม่ที่ควบคุมประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์ไฟฟ้า

ในปี 2550 2551 IEC ได้แนะนำสองมาตรฐานใหม่เกี่ยวกับ ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์ไฟฟ้า: มาตรฐาน IEC/EN 60034-2-1 กำหนดกฎเกณฑ์ใหม่สำหรับการกำหนดประสิทธิภาพ มาตรฐาน IEC 60034-30 กำหนดระดับประสิทธิภาพการใช้พลังงานใหม่สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้า

มาตรฐาน IEC 60034-30 กำหนดระดับประสิทธิภาพพลังงานสามระดับสำหรับมอเตอร์กรงกระรอกแบบอะซิงโครนัสสามเฟส (รูปที่ 4)

ข้าว. 4. คลาสประสิทธิภาพพลังงานตามมาตรฐาน IEC 60034-30 ใหม่

ในปัจจุบัน การกำหนดคลาสประสิทธิภาพพลังงานมักจะเห็นได้ในรูปแบบของชุดค่าผสมต่อไปนี้: EFF3, EFF2, EFF1 อย่างไรก็ตาม ขอบเขตการแยกคลาส (รูปที่ 5) ถูกกำหนดโดยมาตรฐาน IEC 60034-2 แบบเก่า ซึ่งถูกแทนที่ด้วย IEC 60034-30 ใหม่ (รูปที่ 4)

ข้าว. 5. คลาสประสิทธิภาพพลังงานตามมาตรฐานเก่า IEC 60034-2

บทความที่นำมาจาก szemo.ru

เพื่อเพิ่มพลังงานและลดการใช้พลังงานของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่เผาไหม้ออกและแบบอะซิงโครนัสลงอย่างมาก เทคโนโลยีการปรับปรุงให้ทันสมัยที่ไม่ซ้ำใครโดยใช้ขดลวดรวมประเภท Slavyanka ช่วยให้ ทุกวันนี้ การดำเนินการดังกล่าวประสบความสำเร็จในองค์กรอุตสาหกรรมขนาดใหญ่หลายแห่ง ความทันสมัยดังกล่าวทำให้สามารถเพิ่มแรงบิดเริ่มต้นและแรงบิดขั้นต่ำได้ 10-20% ลดกระแสเริ่มต้น 10-20% หรือเพิ่มกำลังของมอเตอร์ไฟฟ้า 10-15% รักษาประสิทธิภาพให้ใกล้เคียงกับค่าที่ระบุใน โหลดได้หลากหลาย, ลดกระแสไม่โหลด, ลดการสูญเสียเหล็ก 2,7-3 เท่า, ระดับเสียงแม่เหล็กไฟฟ้าและการสั่นสะเทือน, เพิ่มความน่าเชื่อถือและเพิ่มระยะเวลายกเครื่อง 1.5-2 เท่า

ในรัสเซียตามการประมาณการต่างๆ มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสคิดเป็น 47 ถึง 53% ของการใช้ไฟฟ้าที่ผลิตได้ทั้งหมด ในอุตสาหกรรม - โดยเฉลี่ย 60% ในระบบจ่ายน้ำเย็น - มากถึง 80% พวกเขาดำเนินกระบวนการทางเทคโนโลยีเกือบทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวและครอบคลุมชีวิตมนุษย์ทั้งหมด ในแต่ละอพาร์ทเมนท์คุณจะพบมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสมากกว่าผู้อยู่อาศัย ก่อนหน้านี้ เนื่องจากไม่มีงานในการประหยัดพลังงาน เมื่อออกแบบอุปกรณ์ พวกเขาจึงพยายาม "รักษาความปลอดภัย" และใช้เครื่องยนต์ที่มีกำลังเกินกว่าที่คำนวณได้ การประหยัดพลังงานในการออกแบบได้จางหายไปเป็นพื้นหลัง และแนวคิดเรื่องประสิทธิภาพการใช้พลังงานนั้นไม่เกี่ยวข้องมากนัก อุตสาหกรรมของรัสเซียไม่ได้ออกแบบและผลิตมอเตอร์แบบประหยัดพลังงาน การเปลี่ยนผ่านสู่เศรษฐกิจแบบตลาดทำให้สถานการณ์เปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก ทุกวันนี้ การประหยัดหน่วยของทรัพยากรพลังงาน เช่น เชื้อเพลิง 1 ตันในเงื่อนไขทั่วไป มีราคาเพียงครึ่งเดียวของการสกัด

มอเตอร์ประหยัดพลังงาน (EMs) เป็น EM แบบอะซิงโครนัสที่มีโรเตอร์กรงกระรอกซึ่งเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของมวลของวัสดุที่ใช้งานคุณภาพตลอดจนเทคนิคการออกแบบพิเศษจึงเป็นไปได้ที่จะเพิ่มขึ้น 1 -2% (มอเตอร์กำลังสูง) หรือ 4-5% ( เครื่องยนต์ขนาดเล็ก) ประสิทธิภาพเล็กน้อย โดยราคาเครื่องยนต์จะเพิ่มขึ้นบ้าง

ด้วยการถือกำเนิดของเครื่องยนต์ที่มีขดลวดรวม "Slavyanka" ตามโครงการที่ได้รับการจดสิทธิบัตรจึงเป็นไปได้ที่จะปรับปรุงพารามิเตอร์ของเครื่องยนต์อย่างมีนัยสำคัญโดยไม่เพิ่มราคา เนื่องจากคุณลักษณะทางกลที่ได้รับการปรับปรุงและสมรรถนะด้านพลังงานที่สูงขึ้น จึงสามารถประหยัดพลังงานได้ถึง 15% สำหรับงานที่มีประโยชน์เช่นเดียวกัน และสร้างไดรฟ์ความเร็วตัวแปรที่มีลักษณะเฉพาะที่ไม่เหมือนใครในโลกนี้

ต่างจากรุ่นมาตรฐาน มอเตอร์ที่มีขดลวดรวมมีโมเมนต์หลายหลากสูง มีประสิทธิภาพและตัวประกอบกำลังใกล้เคียงกับค่าเล็กน้อยในโหลดที่หลากหลาย สิ่งนี้ช่วยให้คุณเพิ่มโหลดเฉลี่ยของเครื่องยนต์ได้มากถึง 0.8 และปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์ที่ให้บริการโดยไดรฟ์

เมื่อเทียบกับวิธีการที่รู้จักกันดีในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของไดรฟ์แบบอะซิงโครนัส ความแปลกใหม่ของเทคโนโลยีที่ใช้โดย Petersburgers อยู่ที่การเปลี่ยนหลักการพื้นฐานของการออกแบบขดลวดมอเตอร์แบบคลาสสิก ความแปลกใหม่ทางวิทยาศาสตร์อยู่ที่หลักการใหม่ทั้งหมดสำหรับการออกแบบขดลวดของมอเตอร์ การเลือกอัตราส่วนที่เหมาะสมของจำนวนร่องของโรเตอร์และสตาร์ทเตอร์ ตามการออกแบบอุตสาหกรรมและโครงร่างของขดลวดรวมแบบชั้นเดียวและสองชั้นได้รับการพัฒนาทั้งสำหรับการวางขดลวดแบบแมนนวลและแบบอัตโนมัติบนอุปกรณ์มาตรฐาน ได้รับสิทธิบัตร RF จำนวนหนึ่งสำหรับการแก้ปัญหาทางเทคนิค

สาระสำคัญของการพัฒนาคือขึ้นอยู่กับรูปแบบการเชื่อมต่อโหลดสามเฟสกับเครือข่ายสามเฟส (ดาวหรือสามเหลี่ยม) สามารถรับกระแสสองระบบสร้างมุม 30 องศาไฟฟ้าระหว่างเวกเตอร์ ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะเชื่อมต่อมอเตอร์ไฟฟ้ากับเครือข่ายสามเฟสที่ไม่มีขดลวดสามเฟส แต่มีหกเฟสหนึ่ง ในกรณีนี้ ส่วนหนึ่งของขดลวดจะต้องรวมอยู่ในดาว และส่วนหนึ่งในรูปสามเหลี่ยมและเวกเตอร์ที่เป็นผลลัพธ์ของขั้วของเฟสเดียวกันของดาวและรูปสามเหลี่ยมจะต้องสร้างมุม 30 องศาไฟฟ้าต่อกัน การรวมกันของสองวงจรในหนึ่งคดเคี้ยวทำให้สามารถปรับปรุงรูปร่างของสนามในช่องว่างการทำงานของเครื่องยนต์และเป็นผลให้ปรับปรุงลักษณะสำคัญของเครื่องยนต์อย่างมีนัยสำคัญ

เมื่อเทียบกับที่รู้จักแล้ว ไดรฟ์ที่ควบคุมความถี่สามารถทำได้โดยใช้มอเตอร์ใหม่ที่มีขดลวดรวมที่มีความถี่เพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้า สิ่งนี้ทำได้เนื่องจากการสูญเสียเหล็กของวงจรแม่เหล็กของมอเตอร์ลดลง เป็นผลให้ค่าใช้จ่ายของไดรฟ์ดังกล่าวต่ำกว่าเมื่อใช้มอเตอร์มาตรฐานอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเสียงและการสั่นสะเทือนจะลดลงอย่างมาก

การใช้เทคโนโลยีนี้ในการซ่อมแซมมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสช่วยให้สามารถชดใช้ค่าใช้จ่ายได้ภายใน 6-8 เดือนเนื่องจากการประหยัดพลังงาน ในปีที่ผ่านมา มีเพียงสมาคมวิทยาศาสตร์และการผลิต "Saint Petersburg Electrotechnical Company" เท่านั้นที่ปรับปรุงมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสหลายสิบตัวและมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสให้ทันสมัยโดยการกรอม้วนขดลวดสเตเตอร์ที่สถานประกอบการขนาดใหญ่หลายแห่งในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กในร้านเบเกอรี่ อุตสาหกรรมยาสูบ อาคาร วัสดุปลูกและอื่น ๆ อีกมากมาย และทิศทางนี้กำลังพัฒนาอย่างประสบความสำเร็จ วันนี้สมาคมวิทยาศาสตร์และการผลิต "Saint Petersburg Electrotechnical Company" กำลังมองหาพันธมิตรที่มีศักยภาพในภูมิภาคที่สามารถจัดระเบียบร่วมกับ Petersburgers ซึ่งเป็นธุรกิจสำหรับความทันสมัยของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสในพื้นที่ของตน

จัดทำโดย Maria Alisova

อ้างอิง

นิโคไล ยาโลเวก้า- ผู้ก่อตั้งเทคโนโลยี - ศาสตราจารย์ แพทย์ศาสตร์เทคนิค ได้รับสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาในปี 2539 ณ วันนี้ หมดอายุขัย

Dmitry Duyunov— ผู้พัฒนาวิธีการคำนวณเลย์เอาต์สำหรับการวางขดลวดมอเตอร์แบบรวม มีการออกสิทธิบัตรจำนวนหนึ่ง

ตัวเลขในรูปแบบ ไฟล์ PDF(4221 kB)

ใช่. ดูยูนอฟ , ผู้จัดการโครงการ, AS i PP LLC, มอสโก, เซเลโนกราด

ในรัสเซียส่วนแบ่งของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสตามการประมาณการต่างๆ คิดเป็น 47 ถึง 53% ของปริมาณการใช้ไฟฟ้าที่ผลิตได้ทั้งหมด ในอุตสาหกรรม - เฉลี่ย 60% ในระบบน้ำเย็น - มากถึง 90% พวกเขาดำเนินกระบวนการทางเทคโนโลยีเกือบทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวและครอบคลุมชีวิตมนุษย์ทั้งหมด ด้วยการถือกำเนิดของมอเตอร์ใหม่ที่เรียกว่าขดลวดรวม (CW) จึงสามารถปรับปรุงพารามิเตอร์ได้อย่างมีนัยสำคัญโดยไม่ต้องเพิ่มราคา

สำหรับอพาร์ทเมนต์แต่ละแห่งของอาคารที่อยู่อาศัยที่ทันสมัย ​​มีมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสมากกว่าผู้อยู่อาศัยในนั้น ก่อนหน้านี้ เนื่องจากไม่มีงานในการประหยัดพลังงาน เมื่อออกแบบอุปกรณ์ พวกเขาจึงพยายาม "รักษาความปลอดภัย" และใช้เครื่องยนต์ที่มีกำลังเกินกว่าที่คำนวณได้ การประหยัดพลังงานในการออกแบบได้จางหายไปเป็นพื้นหลัง และแนวคิดเรื่องประสิทธิภาพการใช้พลังงานนั้นไม่เกี่ยวข้องมากนัก มอเตอร์ประหยัดพลังงานค่อนข้างเป็นปรากฏการณ์ตะวันตกล้วนๆ อุตสาหกรรมรัสเซียไม่ได้ออกแบบและผลิตเครื่องยนต์ดังกล่าว การเปลี่ยนผ่านสู่เศรษฐกิจแบบตลาดทำให้สถานการณ์เปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก ทุกวันนี้ การประหยัดหน่วยของทรัพยากรพลังงาน เช่น เชื้อเพลิง 1 ตันในเงื่อนไขทั่วไป มีราคาเพียงครึ่งเดียวของการสกัด

มอเตอร์ประหยัดพลังงาน (EMs) ที่นำเสนอในตลาดต่างประเทศเป็น EM แบบอะซิงโครนัสที่มีโรเตอร์กรงกระรอกซึ่งเป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้นของมวลของวัสดุที่ใช้งานคุณภาพและเนื่องจากเทคนิคการออกแบบพิเศษ เป็นไปได้ที่จะเพิ่มขึ้น 1-2% (มอเตอร์ทรงพลัง) หรือ 4-5% (เครื่องยนต์ขนาดเล็ก) ประสิทธิภาพเล็กน้อยโดยมีราคาเครื่องยนต์เพิ่มขึ้นเล็กน้อย วิธีนี้มีประโยชน์หากโหลดเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ไม่จำเป็นต้องควบคุมความเร็ว และเลือกพารามิเตอร์ของมอเตอร์อย่างถูกต้อง

การใช้มอเตอร์ที่มีขดลวดรวม (DSW) เนื่องจากคุณลักษณะทางกลที่ได้รับการปรับปรุงและประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สูงขึ้น ไม่เพียงแต่จะประหยัดพลังงานได้ถึง 30 ถึง 50% สำหรับงานที่มีประโยชน์เช่นเดียวกัน แต่ยังสร้างไดรฟ์ประหยัดพลังงานแบบปรับได้อีกด้วย ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวที่ไม่มีแอนะล็อกในโลก ผลกระทบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเกิดขึ้นเมื่อใช้ DSO ในการติดตั้งที่มีลักษณะผันแปรของโหลด จากข้อเท็จจริงที่ว่าในปัจจุบันการผลิตมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสทั่วโลกที่มีกำลังการผลิตต่างๆ สูงถึง 7 พันล้านชิ้นต่อปี ผลของการแนะนำมอเตอร์ใหม่แทบจะไม่สามารถประเมินค่าสูงไปได้เลย

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าโหลดเฉลี่ยของมอเตอร์ไฟฟ้า (อัตราส่วนของกำลังที่ร่างกายใช้ทำงานของเครื่องต่อกำลังไฟพิกัดของมอเตอร์ไฟฟ้า) ในอุตสาหกรรมภายในประเทศอยู่ที่ 0.3-0.4 (ตามหลักปฏิบัติของยุโรป ค่านี้คือ 0.6) ซึ่งหมายความว่ามอเตอร์ทั่วไปทำงานอย่างมีประสิทธิภาพต่ำกว่ามอเตอร์ปกติมาก กำลังเครื่องยนต์ที่มากเกินไปมักจะทำให้มองไม่เห็นในแวบแรก แต่มีผลเสียที่สำคัญมากในอุปกรณ์ที่ให้บริการโดยไดรฟ์ไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น แรงดันที่มากเกินไปในเครือข่ายไฮดรอลิกที่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียที่เพิ่มขึ้น ความน่าเชื่อถือลดลง ฯลฯ DSO มีระดับเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือนต่ำ อัตราส่วนแรงบิดที่สูงกว่า มีประสิทธิภาพและตัวประกอบกำลังใกล้เคียงกับค่าปกติในการโหลดที่หลากหลาย ทำให้สามารถเพิ่มโหลดเฉลี่ยของเครื่องยนต์เป็น 0.8 และปรับปรุงคุณสมบัติของอุปกรณ์เทคโนโลยีที่ให้บริการโดยไดรฟ์โดยเฉพาะลดการใช้พลังงานลงอย่างมาก

ออมทรัพย์ คืนทุน กำไร

ข้างต้นหมายถึงการประหยัดพลังงานในไดรฟ์และได้รับการออกแบบมาเพื่อลดการสูญเสียจากการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของไดรฟ์ DSO ที่มีการดำเนินการในวงกว้างให้โอกาสมากมายในการประหยัดพลังงานจนถึงการสร้างเทคโนโลยีประหยัดพลังงานแบบใหม่

ตามเว็บไซต์ของ Federal State Statistics Service (http://www.gks.ru/
wps/wcm/connect/rosstat/rosstatsite/main/) ปริมาณการใช้ไฟฟ้าในปี 2554 ในรัสเซียโดยรวมอยู่ที่ 1,021.1 พันล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง

ตามคำสั่งของ Federal Tariff Service ลงวันที่ 06.10.2011 ฉบับที่ 239-e/4 ระดับภาษีขั้นต่ำสำหรับพลังงานไฟฟ้า (ความจุ) ที่จ่ายให้กับลูกค้าในตลาดค้าปลีกในปี 2555 จะเท่ากับ 164.23 kopecks/kWh (ไม่รวมภาษีมูลค่าเพิ่ม)

การเปลี่ยนมอเตอร์เหนี่ยวนำมาตรฐานจะช่วยประหยัดพลังงานได้ 30 ถึง 50% สำหรับงานที่มีประโยชน์เช่นเดียวกัน ผลกระทบทางเศรษฐกิจของการทดแทนอย่างแพร่หลายจะเป็นอย่างน้อย:

1021.1 0.47 0.3 1.6423 = 236.4503 พันล้านรูเบิล ในปี.

ในภูมิภาคมอสโก ผลกระทบจะเป็นอย่างน้อย:

47100.4 0.47 0.3 1.6423 = 10906.771 ล้านรูเบิล ในปี.

โดยคำนึงถึงระดับอัตราภาษีศุลกากรเล็กน้อยสำหรับไฟฟ้าในพื้นที่รอบข้างและปัญหาอื่น ๆ ผลกระทบสูงสุดและระยะเวลาคืนทุนขั้นต่ำจะเกิดขึ้นในภูมิภาคที่มีอัตราภาษีสูงสุด - ภูมิภาคอีร์คุตสค์, คันตี-มานซีปกครองตนเอง Okrug, Chukotka Autonomous Okrug, Yamalo-Nenets Autonomous Okrug ฯลฯ

ผลลัพธ์สูงสุดและระยะเวลาคืนทุนขั้นต่ำสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนเครื่องยนต์ด้วยการทำงานอย่างต่อเนื่อง เช่น หน่วยสูบจ่ายน้ำ หน่วยพัดลม โรงงานรีด ตลอดจนเครื่องยนต์ที่รับภาระสูง เช่น ลิฟต์ บันไดเลื่อน สายพานลำเลียง

ในการคำนวณระยะเวลาคืนทุนจะใช้ราคาของ JSC "UralElectro" เป็นพื้นฐาน เราเชื่อว่ามีการสรุปสัญญาบริการด้านพลังงานกับองค์กรเพื่อเปลี่ยนเครื่องยนต์ ADM 132 M4 ของหน่วยสูบน้ำตามการเช่า ราคาเครื่องยนต์ 11,641 รูเบิล ค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยน (30% ของต้นทุน) คือ 3,492.3 รูเบิล ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม (10% ของต้นทุน) RUB 1,164.1

ค่าใช้จ่ายทั้งหมด:

11,641 + 3,492.3 + 1,164.1 = 16,297.4 รูเบิล

ผลกระทบทางเศรษฐกิจจะเป็น:

11 kW 0.3 1.6423 rubles / kWh 1.18 24 = = 153.48278 rubles ต่อวัน (รวมภาษีมูลค่าเพิ่ม)

ระยะเวลาคืนทุน:

16,297.4 / 153.48278 = 106.18 วัน หรือ 0.291 ปี

สำหรับความสามารถอื่นๆ การคำนวณจะให้ผลลัพธ์ที่ใกล้เคียงกัน เนื่องจากเวลาการทำงานของเครื่องยนต์ในสถานประกอบการอุตสาหกรรมต้องไม่เกิน 12 ชั่วโมง ระยะเวลาคืนทุนต้องไม่เกิน 0.7-0.8 ปี

สันนิษฐานว่าภายใต้เงื่อนไขของสัญญาเช่าซื้อ บริษัทที่เปลี่ยนเครื่องยนต์ด้วยเครื่องยนต์ใหม่ หลังจากชำระค่าเช่าแล้ว จะจ่าย 30% ของค่าไฟฟ้าที่ประหยัดได้ภายในสามปี ในกรณีนี้รายได้จะเป็น: 153.48278 365 3 = 168,063.64 รูเบิล ดังนั้นการเปลี่ยนเครื่องยนต์พลังงานต่ำหนึ่งเครื่องช่วยให้คุณได้รับรายได้จาก 84 ถึง 168,000 รูเบิล โดยเฉลี่ยแล้ว จากการเปลี่ยนเครื่องยนต์จากบริษัทสาธารณูปโภคเล็กๆ แห่งหนึ่ง คุณสามารถมีรายได้อย่างน้อย 4.8 ล้านรูเบิล การแนะนำเครื่องยนต์ใหม่ด้วยความทันสมัยของเครื่องยนต์มาตรฐานจะช่วยให้ภาครัฐและการขนส่งในหลาย ๆ กรณีปฏิเสธเงินอุดหนุนค่าไฟฟ้าโดยไม่ต้องเพิ่มภาษี

โครงการดังกล่าวได้รับความสำคัญทางสังคมเป็นพิเศษจากการเข้าร่วม WTO ของรัสเซีย ผู้ผลิตมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสในประเทศไม่สามารถแข่งขันกับผู้ผลิตชั้นนำของโลกได้ สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การล้มละลายของวิสาหกิจที่ก่อตั้งเมืองหลายแห่ง การเรียนรู้การผลิตมอเตอร์ที่มีขดลวดรวมจะช่วยให้ไม่เพียงขจัดภัยคุกคามนี้เท่านั้น แต่ยังกลายเป็นคู่แข่งที่สำคัญในตลาดต่างประเทศอีกด้วย ดังนั้นการดำเนินโครงการจึงมีความสำคัญทางการเมืองสำหรับประเทศ

ความแปลกใหม่ของแนวทางที่เสนอ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเนื่องจากการถือกำเนิดของตัวแปลงความถี่ที่เชื่อถือได้และราคาไม่แพง ไดรฟ์อะซิงโครนัสที่มีการควบคุมจึงแพร่หลาย แม้ว่าราคาของคอนเวอร์เตอร์จะยังคงค่อนข้างสูง (แพงกว่ามอเตอร์สองถึงสามเท่า) แต่ในบางกรณีก็สามารถลดการใช้พลังงานและปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์ได้ ส่งผลให้เข้าใกล้ลักษณะของมอเตอร์กระแสตรงที่มีความน่าเชื่อถือน้อยกว่า ความน่าเชื่อถือของตัวควบคุมความถี่ยังต่ำกว่ามอเตอร์ไฟฟ้าหลายเท่า ไม่ใช่ผู้บริโภคทุกคนที่มีโอกาสลงทุนเงินจำนวนมหาศาลในการติดตั้งเครื่องควบคุมความถี่ ในยุโรป ภายในปี 2555 ไดรฟ์แบบปรับความเร็วได้เพียง 15% เท่านั้นที่ติดตั้งมอเตอร์กระแสตรง ดังนั้นจึงมีความเกี่ยวข้องที่จะต้องพิจารณาปัญหาการประหยัดพลังงานส่วนใหญ่เกี่ยวกับไดรฟ์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส ซึ่งรวมถึงแบบควบคุมความถี่ ซึ่งติดตั้งมอเตอร์เฉพาะทางที่ใช้วัสดุและต้นทุนที่ต่ำลง

ในทางปฏิบัติของโลก มีสองทิศทางหลักในการแก้ปัญหานี้

ประการแรกคือการประหยัดพลังงานโดยใช้ไดรฟ์ไฟฟ้าโดยการจัดหาพลังงานที่จำเป็นให้กับผู้ใช้ปลายทางในเวลาใดก็ตาม ประการที่สองคือการผลิตมอเตอร์ประหยัดพลังงานที่เป็นไปตามมาตรฐาน IE-3 ในกรณีแรก ความพยายามมุ่งเป้าไปที่การลดต้นทุนของตัวแปลงความถี่ ในกรณีที่สอง - สำหรับการพัฒนาวัสดุไฟฟ้าใหม่และการปรับให้เหมาะสมของมิติหลักของเครื่องจักรไฟฟ้า

เมื่อเทียบกับวิธีการที่รู้จักกันดีในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของไดรฟ์แบบอะซิงโครนัส ความแปลกใหม่ของแนวทางของเราคือการเปลี่ยนหลักการออกแบบพื้นฐานของขดลวดมอเตอร์แบบคลาสสิก ความแปลกใหม่ทางวิทยาศาสตร์อยู่ที่หลักการใหม่ที่ได้รับการกำหนดขึ้นสำหรับการออกแบบขดลวดของมอเตอร์ เช่นเดียวกับการเลือกอัตราส่วนที่เหมาะสมของจำนวนช่องโรเตอร์และสเตเตอร์ ตามการออกแบบอุตสาหกรรมและโครงร่างของขดลวดรวมแบบชั้นเดียวและสองชั้นได้รับการพัฒนาทั้งสำหรับการวางแบบแมนนวลและแบบอัตโนมัติ ตั้งแต่ปี 2011 ได้รับสิทธิบัตร 7 ฉบับของสหพันธรัฐรัสเซียสำหรับการแก้ปัญหาทางเทคนิค แอปพลิเคชันหลายรายการอยู่ระหว่างการพิจารณาใน Rospatent กำลังเตรียมการยื่นขอจดสิทธิบัตรในต่างประเทศ

ไดรฟ์ที่ควบคุมความถี่สามารถทำได้โดยใช้ DSO ที่มีความถี่เพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าเมื่อเปรียบเทียบกับไดรฟ์ที่รู้จัก สิ่งนี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากการสูญเสียเหล็กของแกนแม่เหล็กที่ลดลง ค่าใช้จ่ายของไดรฟ์ดังกล่าวต่ำกว่าเมื่อใช้มอเตอร์มาตรฐานอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเสียงและการสั่นสะเทือนจะลดลงอย่างมาก

ในระหว่างการทดสอบที่ม้านั่งทดสอบของโรงงานสูบน้ำ Katai เครื่องยนต์ 5.5 กิโลวัตต์มาตรฐานถูกแทนที่ด้วยเครื่องยนต์ 4.0 กิโลวัตต์ตามการออกแบบของเรา ปั๊มให้พารามิเตอร์ทั้งหมดตามข้อกำหนดของข้อกำหนด ในขณะที่เครื่องยนต์แทบไม่ร้อนขึ้น

ขณะนี้งานกำลังดำเนินการเพื่อแนะนำเทคโนโลยีในคอมเพล็กซ์น้ำมันและก๊าซ (Lukoil, TNK-BP, Rosneft, โรงงานปั๊มไฟฟ้า Bugulma) ในสถานประกอบการรถไฟใต้ดิน (International Metro Association) ในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ (Lebedinsky GOK) และอีกจำนวนหนึ่ง ของอุตสาหกรรมอื่นๆ

สาระสำคัญของการพัฒนาที่เสนอ

สาระสำคัญของการพัฒนาตามมาจากความจริงที่ว่าขึ้นอยู่กับรูปแบบการเชื่อมต่อโหลดสามเฟสกับเครือข่ายสามเฟส (ดาวหรือสามเหลี่ยม) สามารถรับกระแสสองระบบที่สร้างมุม 30 องศาไฟฟ้าระหว่าง เวกเตอร์การเหนี่ยวนำฟลักซ์แม่เหล็ก ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะเชื่อมต่อมอเตอร์ไฟฟ้ากับเครือข่ายสามเฟสที่ไม่มีขดลวดสามเฟส แต่มีหกเฟสหนึ่ง ในกรณีนี้ ส่วนหนึ่งของขดลวดจะต้องรวมอยู่ในดาว และส่วนหนึ่งในรูปสามเหลี่ยมและเวกเตอร์การเหนี่ยวนำที่เป็นผลลัพธ์ของขั้วของเฟสเดียวกันของดาวและรูปสามเหลี่ยมจะต้องสร้างมุม 30 องศาไฟฟ้าระหว่างกัน

การรวมกันของสองวงจรในหนึ่งคดเคี้ยวทำให้สามารถปรับปรุงรูปร่างของสนามในช่องว่างการทำงานของเครื่องยนต์และเป็นผลให้ปรับปรุงลักษณะสำคัญของเครื่องยนต์อย่างมีนัยสำคัญ สนามในช่องว่างการทำงานของเครื่องยนต์มาตรฐานสามารถเรียกได้ว่าเป็นไซน์แบบมีเงื่อนไขเท่านั้น อันที่จริงมันเป็นขั้นบันได เป็นผลให้เกิดฮาร์โมนิก การสั่นสะเทือน และแรงบิดในการเบรก ซึ่งส่งผลเสียต่อมอเตอร์และทำให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลง ดังนั้นมอเตอร์เหนี่ยวนำมาตรฐานจึงมีประสิทธิภาพที่ยอมรับได้ภายใต้ภาระที่กำหนดเท่านั้น เมื่อโหลดแตกต่างจากค่าปกติ ลักษณะของมอเตอร์มาตรฐานจะลดลงอย่างรวดเร็ว ตัวประกอบกำลังและประสิทธิภาพจะลดลง

ขดลวดรวมยังช่วยลดระดับของการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กจากฮาร์โมนิกที่แปลก ซึ่งนำไปสู่การลดการสูญเสียทั้งหมดในองค์ประกอบของวงจรแม่เหล็กของมอเตอร์อย่างมีนัยสำคัญ และเพิ่มความจุเกินพิกัดและความหนาแน่นของพลังงาน นอกจากนี้ยังช่วยให้มอเตอร์ทำงานที่ความถี่แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นเมื่อใช้เหล็กที่มีพิกัดการทำงาน 50 Hz มอเตอร์ที่มีขดลวดรวมมีอัตราส่วนกระแสเริ่มต้นที่ต่ำกว่าที่แรงบิดเริ่มต้นที่สูงขึ้น นี่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับอุปกรณ์ที่ทำงานด้วยการสตาร์ทบ่อยครั้งและเป็นเวลานาน รวมถึงอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายที่ยาวและมีภาระหนักที่มีแรงดันไฟฟ้าตกในระดับสูง พวกเขาสร้างการรบกวนน้อยลงในเครือข่ายและบิดเบือนรูปร่างของแรงดันไฟฟ้าน้อยลงซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับวัตถุจำนวนหนึ่งที่ติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และระบบคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อน

ในรูป 1 แสดงรูปร่างของสนามในมอเตอร์มาตรฐาน 3000 รอบต่อนาทีในสเตเตอร์ 24 ช่อง

รูปร่างสนามของมอเตอร์ที่คล้ายกันกับขดลวดรวมแสดงในรูปที่ 2.

จากกราฟด้านบนจะเห็นได้ว่ารูปร่างของสนามของมอเตอร์ที่มีขดลวดรวมนั้นใกล้เคียงกับไซนูซอยดัลมากกว่าของมอเตอร์มาตรฐาน เป็นผลให้ตามที่แสดงโดยประสบการณ์โดยไม่ต้องเพิ่มความเข้มแรงงานโดยใช้วัสดุน้อยลงโดยไม่ต้องเปลี่ยนเทคโนโลยีที่มีอยู่ภายใต้เงื่อนไขอื่น ๆ ที่เท่าเทียมกันเราได้รับเครื่องยนต์ที่สูงกว่ามาตรฐานอย่างมีนัยสำคัญในลักษณะของพวกเขา ต่างจากวิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่รู้จักกันก่อนหน้านี้ โซลูชันที่เสนอมีราคาถูกที่สุดและสามารถนำมาใช้ได้ไม่เฉพาะในการผลิตเครื่องยนต์ใหม่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการยกเครื่องและปรับปรุงฝูงบินที่มีอยู่ให้ทันสมัยอีกด้วย ในรูป 3 แสดงให้เห็นว่าลักษณะทางกลเปลี่ยนไปอย่างไรจากการเปลี่ยนขดลวดมาตรฐานเป็นขดลวดแบบรวมระหว่างการยกเครื่องเครื่องยนต์

ไม่มีวิธีอื่นใดที่จะปรับปรุงคุณลักษณะทางกลของเครื่องยนต์ที่มีอยู่ได้อย่างมีประสิทธิภาพและรุนแรง ผลการทดสอบบัลลังก์ที่ดำเนินการโดยห้องปฏิบัติการกลางโรงงานของ CJSC UralElectro-K, Mednogorsk ยืนยันพารามิเตอร์ที่ประกาศไว้ ข้อมูลที่ได้รับยังยืนยันผลลัพธ์ที่ได้รับระหว่างการทดสอบที่ NIPTIEM, Vladimir

ความได้เปรียบในการแข่งขัน

เอกลักษณ์ของโซลูชันที่เสนอคือข้อเท็จจริงที่ว่าคู่แข่งที่เห็นได้ชัดเจนในแวบแรกนั้น อันที่จริง อันที่จริงแล้ว คู่แข่งที่มีศักยภาพเป็นหุ้นส่วนเชิงกลยุทธ์ สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่ามันเป็นไปได้ที่จะเชี่ยวชาญการผลิตและความทันสมัยของมอเตอร์ด้วยขดลวดรวมในเวลาที่สั้นที่สุดที่องค์กรเฉพาะทางเกือบทุกแห่งที่เกี่ยวข้องกับการผลิตหรือซ่อมแซมมอเตอร์มาตรฐาน ไม่ต้องการการเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีที่มีอยู่ การทำเช่นนี้ก็เพียงพอที่จะแก้ไขเอกสารการออกแบบที่มีอยู่ในองค์กร ไม่มีผลิตภัณฑ์คู่แข่งรายใดให้ประโยชน์เหล่านี้ ในกรณีนี้ ไม่จำเป็นต้องได้รับใบอนุญาตพิเศษ ใบอนุญาต และใบรับรองใดๆ ตัวอย่างที่เป็นภาพประกอบคือประสบการณ์ความร่วมมือกับ OAO UralElectro-K นี่เป็นองค์กรแรกที่มีการสรุปข้อตกลงใบอนุญาตสำหรับสิทธิในการผลิตมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่ประหยัดพลังงานพร้อมขดลวดรวม เมื่อเทียบกับไดรฟ์ความถี่ เทคโนโลยีที่เสนอช่วยให้ประหยัดพลังงานได้มากขึ้นด้วยเงินลงทุนที่ต่ำลงอย่างมาก ในระหว่างการดำเนินการ ค่าบำรุงรักษาก็ลดลงอย่างมากเช่นกัน เมื่อเทียบกับมอเตอร์ประหยัดพลังงานอื่นๆ ผลิตภัณฑ์ที่นำเสนอมีราคาที่ต่ำกว่าพร้อมประสิทธิภาพเท่ากัน

บทสรุป

ขอบเขตการใช้งานของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่มีขดลวดรวมครอบคลุมกิจกรรมของมนุษย์เกือบทั้งหมด มีการผลิตเครื่องยนต์ประมาณ 7 พันล้านชิ้นที่มีความสามารถและการออกแบบต่างๆ ทั่วโลกในแต่ละปี ทุกวันนี้แทบไม่มีกระบวนการทางเทคโนโลยีใดที่สามารถจัดระเบียบได้โดยไม่ต้องใช้มอเตอร์ไฟฟ้า ผลที่ตามมาของการใช้การพัฒนานี้ในวงกว้างแทบจะประเมินค่าสูงไปไม่ได้ ในด้านสังคม พวกเขาสามารถลดภาษีสำหรับบริการขั้นพื้นฐานได้อย่างมาก ในด้านนิเวศวิทยา สิ่งเหล่านี้ช่วยให้บรรลุผลลัพธ์ที่ไม่เคยมีมาก่อน ตัวอย่างเช่น ด้วยการทำงานที่มีประโยชน์แบบเดียวกัน สามารถลดการผลิตไฟฟ้าเฉพาะได้ถึงสามเท่า และทำให้ปริมาณการใช้ไฮโดรคาร์บอนจำเพาะลดลงอย่างรวดเร็ว

ในเครื่องยนต์ประหยัดพลังงานเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของมวลของวัสดุที่ใช้งาน (เหล็กและทองแดง) ค่าประสิทธิภาพและ cosj เล็กน้อยจะเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ใช้มอเตอร์ประหยัดพลังงานในสหรัฐอเมริกา และให้ผลที่โหลดคงที่ ความเป็นไปได้ของการใช้มอเตอร์ประหยัดพลังงานควรได้รับการประเมินโดยคำนึงถึงต้นทุนเพิ่มเติม เนื่องจากประสิทธิภาพเล็กน้อยและค่า cosj เพิ่มขึ้นเล็กน้อย (มากถึง 5%) โดยการเพิ่มมวลของเหล็ก 30-35% ทองแดง 20- 25%, อลูมิเนียม 10-15%, t.e. เพิ่มต้นทุนของเครื่องยนต์ 30-40%

ประสิทธิภาพการพึ่งพาโดยประมาณ (h) และ cos j กับกำลังพิกัดสำหรับเครื่องยนต์แบบธรรมดาและแบบประหยัดพลังงานที่ผลิตโดย Gould (USA) แสดงไว้ในรูป

การเพิ่มประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบประหยัดพลังงานทำได้โดยการเปลี่ยนแปลงการออกแบบดังต่อไปนี้:

· แกนที่ประกอบขึ้นจากแผ่นเหล็กไฟฟ้าแต่ละแผ่นที่มีการสูญเสียต่ำ ถูกยืดออก แกนดังกล่าวลดการเหนี่ยวนำแม่เหล็กเช่น การสูญเสียเหล็ก

· การสูญเสียทองแดงจะลดลงเนื่องจากการใช้ร่องสูงสุดและการใช้ตัวนำของหน้าตัดที่เพิ่มขึ้นในสเตเตอร์และโรเตอร์

การสูญเสียเพิ่มเติมจะลดลงโดยการเลือกจำนวนและรูปทรงของฟันและช่องอย่างระมัดระวัง

· ความร้อนน้อยลงในระหว่างการทำงาน ซึ่งช่วยลดพลังงานและขนาดของพัดลมระบายความร้อน ซึ่งทำให้การสูญเสียพัดลมลดลง ส่งผลให้การสูญเสียพลังงานโดยรวมลดลง

มอเตอร์ไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นช่วยลดต้นทุนด้านพลังงานโดยลดการสูญเสียในมอเตอร์ไฟฟ้า

การทดสอบกับมอเตอร์ "ประหยัดพลังงาน" สามตัวแสดงให้เห็นว่าเมื่อโหลดเต็มที่ ผลที่ได้คือ 3.3% สำหรับมอเตอร์ 3 กิโลวัตต์, 6% สำหรับมอเตอร์ 7.5 กิโลวัตต์ และ 4.5% สำหรับมอเตอร์ 22 กิโลวัตต์

การประหยัดที่โหลดเต็มที่ประมาณ 0.45kW ซึ่งมีค่าพลังงาน $0.06/kW h คือ 0.027 USD/ชม. ซึ่งเทียบเท่ากับ 6% ของต้นทุนการดำเนินงานของมอเตอร์ไฟฟ้า

ราคาปลีกสำหรับมอเตอร์ 7.5kW ทั่วไปคือ $171 ในขณะที่มอเตอร์ประสิทธิภาพสูงคือ $296 (ค่าบริการเพิ่มเติม 125 ดอลลาร์) ตารางแสดงให้เห็นว่าระยะเวลาคืนทุนส่วนเพิ่มสำหรับมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงอยู่ที่ประมาณ 5,000 ชั่วโมง ซึ่งเท่ากับ 6.8 เดือนของการทำงานของมอเตอร์ที่โหลดที่กำหนด ที่โหลดต่ำกว่าระยะเวลาคืนทุนจะค่อนข้างนานขึ้น

ประสิทธิภาพของการใช้มอเตอร์แบบประหยัดพลังงานจะยิ่งสูงขึ้น ภาระของมอเตอร์ก็จะมากขึ้น และโหมดการทำงานที่ใกล้เคียงกับโหลดคงที่มากขึ้น

ควรประเมินการใช้และการเปลี่ยนเครื่องยนต์ด้วยเครื่องยนต์ประหยัดพลังงานโดยคำนึงถึงค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมและอายุการใช้งานทั้งหมด

บ้าน » แร็ค » มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสประหยัดพลังงานพร้อมขดลวดรวม การเปลี่ยนมอเตอร์ไฟฟ้าที่ล้าสมัยด้วยมอเตอร์ประหยัดพลังงานที่ทันสมัย ​​ประหยัดวัสดุในการผลิตมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส