Решения по энергосбережению: двигатели и их замена

Материал из Руководство по устройству электроустановок

Перейти к: навигация , поиск
Общие правила проектирования электроустановок
Подключение к распределительной сети высокого напряжения
Подключение к низковольтной распределительной сети
Руководство по выбору архитектуры сети высокого и низкого напряжения
Распределение в системах низкого напряжения
Защита от поражения электрическим током
Выбор сечения и защита проводников
Низковольтная распределительная аппаратура
Защита от перенапряжений в низковольтных сетях
Энергоэффективность в электрических сетях
Компенсация реактивной мощности и фильтрация гармоник
Управление гармониками
Особые источники питания и нагрузки
Электроустановки жилых помещений и коттеджей
Электромагнитная совместимость (ЭМС)

Примерно 60% электроэнергии, потребляемой промышленностью, используются для работы электродвигателей, поэтому с большой вероятностью названные выше задачи энергосбережения будут применяться и к ним. Есть две причины для замены двигателей, что приведет к пассивному энергосбережению:

  • Использование преимуществ современных высокоэффективных двигателей
  • Недопущение превышения достаточной мощности двигателя

В зависимости от мощности, коэффициент полезного действия современных высокоэффективных двигателей выше, чем у обычных на 1-10%. Двигатели, работающие достаточно много должны стать первыми в очередь на замену более современными, тем более, если им требуется перемотка. Перемотанные двигатели, как правило, теряют 3-4% КПД по сравнению с изначальным значением. Однако, если двигатель работает достаточно мало (менее 3000 часов в год), его замена может быть экономически нецелесообразна, особенно, если он еще не выработал свой ресурс и ему не требуется перемотка. Также при замене двигателя важно убедиться, что рабочие характеристики (такие как скорость вращения) нового двигателя соответствуют характеристикам заменяемого.


Рис K13.jpg


Рис. K13: Определение класса КПД для электродвигателей низкого напряжения, установленного Европейской комиссией и Европейским комитетом производителей электроустановок и силовой электроники (CEMEP)


Электрические моторы достигают наивысшего КПД, если они нагружены на 60-100% от максимально возможной мощности. При работе с нагрузкой менее 50% КПД электродвигателя резко падает. Так принято, что конструкторы обычно завышают необходимые параметры двигателей для обеспечения достаточного запаса прочности, чтобы устранить риск отказа оборудования при любых, даже маловероятных, условиях. Изучение указанной проблемы показало, что примерно в трети случаев применения электродвигателей, их характеристики значительно превышают необходимые и, как результат, эти двигатели работают с нагрузкой менее 50% номинальной. Средняя нагрузка на двигатели – 60% . Двигатели с избыточной мощностью не только неэффективны в процессе эксплуатации, но и стоят значительно дороже. Работа электромотора с мощностью, значительно меньше номинальной, также приводит к снижению коэффициента мощности, что может привести к дополнительным материальным затратам на оплату электроэнергии. Решение о замене двигателя должно учитывать приведенные выше факторы, не забывая о сроке эксплуатации мотора. Также необходимо заметить, что некоторые двигатели могут быть настолько мало нагружены по мощности или времени, что они не потребляют достаточное количество электроэнергии, и из-за этого их замена может быть экономически нецелесообразна.

Для достижения максимального энергосбережения необходимо объединить приведенные доводы и производить замену двигателей современными высокоэффективными моторами с правильно выбранной мощностью.

Другие мероприятия, которые могут быть применены для электродвигателей:

  • Сокращение энергопотребления двигателя за счет его отключения на время, когда он не требуется. Это может привести к необходимости использования автоматического управления или обучения, контроля и стимулирования персонала. Если работник, отвечающий за работу двигателя, не заинтересован в сокращении энергопотребления, он может оставить двигатель включенным даже при отсутствии в этом необходимости.
  • Проверка и регулировка щеточного механизма, особенно для крупных двигателей. Неотрегулированные щеточные узлы приводят к повышенному потреблению электроэнергии и могут привести к поломке мотора. Угловое смещение щеточного узла всего на 0,6 мм приводит к потерям мощности до 8%.