Классы энергоэффективности

Классы энергоэффективности Энергоэффективность
Содержание
  1. Классы энергоэффективности электродвигателей
  2. Классы энергоэффективности IEC
  3. МЕЖДУНАРОДНЫЕ И ЕВРОПЕЙСКИЕ СТАНДАРТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.
  4. Кодировка размеров и мощностей асинхронных электродвигателей по NEMA и IEC. Сопоставимые ряды.
  5. Экскурс в историю. Зарождение проблемы энергосбережения
  6. Энергосбережение сегодня
  7. Класс энергоэффективности IE
  8. Выбор энергоэффективности двигателей при подборе установок в программе QC Ventilazione
  9. От теории к практике
  10. Класс энергоэффективности IE2
  11. Что такое ie2 двигатель
  12. ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЕ ДВИГАТЕЛИ IE2 » IE2 (Двигатели с высоким классом энергоэффективности)
  13. Энергоэффективность электродвигателей
  14. Понятие энергоэффективности
  15. Препятствия на пути внедрения энергоэффективных систем электропривода
  16. Новые международные стандарты, регламентирующие энергоэффективность электродвигателей.

Классы энергоэффективности электродвигателей

Понятие энергоэффективность означает оптимальное использование энергии, благодаря которому достигается снижение ее потребления при идентичной мощности нагрузки. Еще со школы мы знаем, что двигатель при работе теряет долю энергии в виде тепла. Главным знаком энергоэффективности электродвигателей является КПД. КПД – это отношение полезно использованной к суммарной энергии, полученной системой. Основные потери можно условно разделяют на:

  • • механические потери (возникают от трения, возникшего в динамических частей двигателя);
  • • магнитные потери (например, из-за токов Фуко);
  • • электрические потери (потери в стали при протекании тока).

Классы энергоэффективности IEC

Для того чтобы классифицировать эл. двигатели была разработана особая классификация, утвержденная организацией IEC. Так действующим евростандартом IEC60034-30-1 выделяют вот такие классы энергоэффективности электродвигателей:

  • • IE1 – это стандартный тип;
  • • IE2 – высокая группа эффективности;
  • • IE3 – сверхвысокий класс;
  • • IE4 – премиум класс

Благодаря наличию данного разграничения определяют нижние уровни эффективности электрических систем. Так же система рангов по понятным причинам подстегивает здравую конкуренцию, не давая уйти рынку в стагнацию.

На графике, представленном выше, наглядно можно увидеть вышеупомянутое разделение на категории. Чем большее КПД выдает эл двигатель при данной нагрузке – тем выше будет ранг энергоэффективности электродвигателя. Сравним данные классы энергоэффективности на примере асинхронных электродвигателей: сопоставим их цены, актуальность установки под те или иные задачи. Для начала стоит сразу расставить все точки над i. Стоит четко понимать: чем выше КПД электромотора , тем дольше он прослужит. Почему? Все очень просто. Чем выше коэффициент полезного действия, тем меньше тепловых потерь, значит, эл. двигатель меньше греется и, следовательно, дольше живет. От сюда следует:

  • • выбирая асинхронный электромотор более высокого разряда, вы экономите на энергии;
  • • вы уменьшаете так называемую «цену жизненного цикла» — двигатель придется реже менять.
Читайте также:  Эффективные энергетические решения в вашем местном региональном центре

Электродвигатели IE1 чаще всего применяются там, где наиважнейшим критерием служит дешевизна, простота конструкции (как следствие – простота ремонта) и доступность готового оборудования.

Электродвигатели IE2 применяют, когда необходима более тонкая настройка оборудования для работы его в оптимальном режиме. Данный класс электродвигателей более эффективен, по сравнению с предыдущим даже при частичной нагрузке. Так же, безусловно, стоит отметить, что в них используются менее мощные и как следствие менее шумные вентиляторы (охлаждающие мотор). На представленной ниже диаграмме наглядно видны преимущества данного класса по сравнению с IE1

Электродвигатели IE3 получили признание не так давно, а именно в 2017 году. Именно тогда вступил в силу Регламент ЕС указывающий, что двигатели мощностью от 0,75 до 375кВт должны соответствовать типу IE3 или же типу IE2 с применением преобразователя частоты. Они способны работать даже при длительных перегрузках в диапазоне 10-15%. Следовательно, применяют данные моторы, например, на станках, где трудно заметить перегрузку, ведь мощность на валу рабочей машины постоянно изменяется.

Электродвигатели IE4 – это двигатели премиум сегмента. В них используются уникальные системы аэродинамики, теплообмена, конструкции и так далее. Внимание заслуживает повышенное содержание активных материалов и максимальное уменьшение воздушного зазора, благодаря сверхточной соосности всех центров агрегата. Априори, внедрение двигателей класса IE4 незамедлительно снизит энергозатраты производства.

Эффект от внедрения более энергоэффективных двигателей:

  • экономия потребления электроэнергии;
  • снижение мощности, необходимой для работы оборудования с электроприводом (как следствие, опять-таки, экономия);
  • снижение затрат на обслуживание оборудования (чем выше энергоэффективность мотора, тем больше его срок наработки на отказ).

Так, например, использование двигателя мощностью 55 кВт повышенного класса энергоэффективности позволяет сэкономить около 8000 кВт в год от одного двигателя.

МЕЖДУНАРОДНЫЕ И ЕВРОПЕЙСКИЕ СТАНДАРТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.

Таблица даёт обзор стандартов, относящихся к разработке, производству и использованию электродвигателей.

Изменения напряжения и частоты тока в соответствии со стандартами IEC 60034-1 и IEC 60038.

Кодировка размеров и мощностей асинхронных электродвигателей по NEMA и IEC. Сопоставимые ряды.

NEMA – основной стандарт электрооборудования в Северной Америке. IEC стандарты покрывают Европу (накрывая сверху национальные стандарты), и большинство других мировых стандартов похожи либо на клонов IEC, либо на близкие производные от оного.

И NEMA и IEC используют буквенные коды для обозначения специфицированных присоединительных размеров, плюс цифровой код, для обозначения размера от центра основания электродвигателя до центра вала. Буквы вызывают наибольше число недоразумений, к примеру, » D » в NEMA – это » H » в IEC , в то время, как » H » в NEMA – это » K » в IEC. С высотами ситуация лучше: только в одном случае — 56 высота (56 frame ), и IEC и NEMA используют одно обозначение с различным смыслом. IEC размер 56 это скорее «дополнительный/переходный» размер, в то время, как NEMA размер 56 исключительно популярен, покрывая диапазон мощностей от ¼ до 1,5 л. с (0,37-1 КВт).

В Таблице 1. (ниже) приведены перекрестные сочетания наиболее похожих механических параметров, все размеры в миллиметрах во избежание дополнительной путаницы. ( IEC — метрический стандарт, NEMA — дюймовый). Заметим, что, хотя размеры и не идентичны, они довольно близки. Наибольшие расхождения, как Вы увидите сами, находятся в ряду NEMA «N — W » ( IEC » E «) — это размер выступающей части вала электродвигателя. В большинстве случаев NEMA специфицирует намного больший по отношению к IEC размер.

Киловатты и лошадиные силы.

Для северных американцев ватт является единицей потребляемой электрической мощности, а лошадиная сила – единицей любой механической работы. Поэтому, идея использования кВт в качестве единиц работы для них неожиданна. Европейцы в киловаттах о работе думают легко.

1 л. = 745. 7 Вт = 0. 7457кВт

IEC использует киловатты; NEMA — лошадиные силы. Как и NEMA, IEC сопоставляет допустимые уровни мощности и габаритные размеры.

Индексы присоединительных и габаритных размеров электродвигателей NEMA (размеры — см. чертеж и таблицу ниже).

Буква до цифры ничего стандартного не обозначает. Это буква от производителя мотора, и у него и следует узнавать, что она обозначает.

  • Для небольших электродвигателей (менее 1 л .с.) высота от основания электродвигателя до центра вала указывается как 16х(расстояние в дюймах).
  • Для средних (от 1 л .с.) высота от основания электродвигателя до центра вала указывается как 4х(расстояние в дюймах).

Международный стандарт IEC. Европейский стандарт EN. Описание стандартов электродвигателей. Статьи в справочнике ремонт электродвигателей. IEC 60034-1+ A1 and A2EN 60034-1+ A1, A2 and AIIВращающиеся электродвигатели. Часть 1: Рабочие параметры и конструкция.

A=NEMA промышленный электродвигатель постоянного тока ( DC ) C=NEMA C под торцевое соединение (требуется оговорить тип основания: с или без рамы) D=NEMA D под фланцевое соединение (требуется оговорить тип основания: с или без рамы) H=Указывает, что основание имеет размер F больший, чем на той же раме без индекса H. Например, электродвигатель 56 H имеет на раме и присоединительные отверстия по NEMA 56 и NEMA 143-5 T и стандартный шток NEMA 56. J=NEMA C (торцевое соединение) насосный электродвигатель + шток с резьбой. JM=Насосный электродвигатель с глухим подсоединением, со специфическими размерами и подшипниками. JP=Насосный электродвигатель с глухим подсоединением, со специфическими размерами и подшипниками. M=Под 6 3/4″ фланец (мазутная горелка) N=Под 7 1/4″ фланец (мазутная горелка) T, TS=Номинированный в л. наиболее стандартный электродвигатель NEMA со стандартными размерами штока, если никакие дополнительные индексы не следуют за » T » или » TS. » TS=То же, но NEMA со стандартным «коротким штоком» под ременные передачи Y=Не соответствующие по габаритам NEMA стандарту электродвигатели; требуйте чертеж для выверки размеров. Может означать как специфический торец (фланец), так и раму. Z=Не соответствующие NEMA стандарту штоки; требуйте чертеж для выверки размеров.

Что такое IM code ? Это IEC тип конструкции по типу монтажа электродвигателя. Например: B 5 – «без рамы, присоединительный фланец со свободными отверстиями». Иногда еще называется классификацией по IEC ( МЭК ) 60 034-7.

Индексы присоединительных и габаритных размеров электродвигателей IEC (размеры — см. чертеж и таблицу ниже).

1) Высота от основания электродвигателя до центра вала указывается в мм.

2) Три индекса для обозначения стандарта расстояния между отверстиями основания:

3) Диаметр вала электродвигателя указывается в мм.

4) Индекс FT для присоединительного фланца с резьбовыми отверстиями, или индекс FF для присоединительного фланца с отверстиями без резьбы. Этот индекс сопровождается диаметром окружности проходящей через центры отверстий во фланце.

! Если электродвигатель даже не будет установлен на раму, то размер высоты от центра основания до центра вала указывается так, как если бы рама была.

Таблица 1. Сравнение похожих присоединительных и габаритных размеров IEC и NEMA

Размеры электродвигателей предписанные (кВт) /л. (размер IEC) размер NEMA Номер рамы (размер IEC) размер NEMA 3- фазные – TEFC=Totally Enclosed Fan Cooled (NEMA) IEC NEMA (H)D (A)E (B)F (K)H (D)U (C)BA (E)N-W 2- х полюсные 4-х полюсные 6-ти полюсные 56—(56)-(45)-(35,5)-(5,8)-(9)-(36)-(20)-——— 6342(63)66,7(50)44,5(40)21,4(7)7,1(11)9,5(40)52,4(23)28,6(0,25)1/3(0,18)1/4— 7148(71)76,2(56)54(45)34,9(7)8,7(14)12,7(45)63,5(30)38,1(0,55)2/3(0,37)1/2— 8056(80)88,9(62,5)61,9(50)38,1(10)8,7(19)50,9(50)69,9(40)47,6(1,1)1 1/2(0,75)1(0,55)2/3 90S143T(90)88,9(70)69,8(50)50,8(10)8,7(24)22,2(56)57,2(50)57,2(1,5)2(1,1)1 1/2(0,75)1 90L145T(90)88,9(70)69,8(62,5)63,5(10)8,7(24)22,2(56)57,2(50)57,2(2,2)3(1,5)2(1,1)1 1/2 100L—(100)-(80)-(70)-(12)-(28)-(63)-(60)-(3)4(2,2)3(1,5)2 112S182T(112)114,3(95)95 ,2(57)57,2(12)10,7(28)28(70)70(60)69,9(3,7)5(2,2)3(1,5)2 112M184T(112)114,3(95)95 ,2(70)68,2(12)10,7(28)28(70)70(60)69,9(3,7)5(4)5 4/5(2,2)- 132S213T(132)133,4(108)108(70)69,8(12)10,7(38)44,9(89)89(80)85,7(7,5)10(5,5)7 1/2(3)- 132M215T(132)133,4(108)108(89)88,8(12)10,7(38)44,9(89)89(80)85,7(-)-(7,5)10(5,5)7 1/2 160M*254T(160)158,8(127)127(105)104,5(15)13,5(42)41,3(108)108(110)101,6(15)20(11)15(7,5)10 160L*256T(160)158,8(127)127(127)127(15)13,5(42)41,3(108)108(110)101,6(18,5)25(15)20(11)15 180M*284T(180)177,8(139/5)139,8(120)120,2(15)13,5(48)47,6(121)121(110)117,5(22)-(18,5)25(-)- 180L*286T(180)177,8(139/5)139,8(139)138,8,2(15)13,5(48)47,6(121)121(110)117,5(22)30(22)30(15)20 200M*324T(200)203,3(159)158,8(133,5)133,4(19)16,7(55)54(133)133(110)133,4(30)40(30)40(-)- 200L*326T(200)203,2(159)158,8(152,5)152,4(19)16,7(55)54(133)133(110)133,4(37)50(37)50(22)30 225S*364T(225)228,6(178)117,8(143)142,8(19)16,7(60)60,3(149)149(140)149,2(-)-(37)50/75**(30)40 225M*365T(225)228,6(178)117,8(155,5)155,6(19)16,7(60)60,3(149)149(140)149,2(45)60/75**(45)60/75**(37)50 250M*405T(250)254(203)203,2(174,5)174,6(24)20,6(65)73(168)168(140)184,2(55)75/100**(55)75/100**(-)- 280S*444T(280)279,4(228,5)228,6(184)184,2(24)20,6(75)85,7(190)190(140)215,9(-)-(-)-(45)60/100** 280M*445T(280)279,4(228,5)228,6(209,5)209,6(24)20,6(75)85,7(190)190(140)215,9(-)-(-)-(55)75/125** *Высота от оси штока для этих рядов IEC на практике могут отличаться от производителя к производителю. ** Указанная мощность в л. это наиболее похожий ряд NEMA с наиболее похожими размерами. некоторых случаях мощность ряда NEMA существенно выше аналогичной IEC.

Соотношение габариты/ мощность в IEC и NEMA хорошо совпадают в начале таблицы, но в больших размерах они отличаются настолько, что вызывают сомнения в возможности применения одного из стандартов. Посмотрим соотношение IEC 115 S / NEMA 364 T для 4-х полюсных электродвигателей. NEMA декларирует 75 л. для того же присоединительного размера рамы, где IEC декларирует 50 л. Если 50 л. достаточно то Вы, конечно, могли бы взять и раму согласно NEMA 326 T, но как быть с присоединительными размерами? Если же взять нужную раму (364 T) то следует подумать, не повредит ли слишком мощный мотор приводной механизм, или даже нагрузку.

Стандарты размеров электродвигателей:

  • ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
  • Классы энергоэффективности электродвигателей
  • Классы энергоэффективности IEC
  • Классы энергоэффективности IE. Электродвигатели класса IE3.
  • Экскурс в историю. Зарождение проблемы энергосбережения
  • Энергосбережение сегодня
  • Энергоэффективность в вентиляции
  • Класс энергоэффективности IE
  • Выбор энергоэффективности двигателей при подборе установок в программе QC Ventilazione
  • От теории к практике
  • Класс энергоэффективности IE2
  • Что такое ie2 двигатель
  • ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЕ ДВИГАТЕЛИ IE2 » IE2 (Двигатели с высоким классом энергоэффективности)

Экскурс в историю. Зарождение проблемы энергосбережения

Проблема сбережения энергетических ресурсов планеты была обозначена еще во второй половине XX века. Так в 70-х годах прошлого столетия во всем мире разразился энергетический кризис. Цены на нефть с 1972 по 1981 годы возрасли в 14,5 раз. И хотя большинство сложных моментов того времени были преодолены, проблема сбережения мирового топливно-энергетического комплекса получила статус глобальной особо значимой проблемы, и с каждым годом этому вопросу уделяется все больше и больше внимания.

Энергосбережение сегодня

За счет технологического развития, во всем мире значится быстрый рост потребления энергии. Чтобы ресурсов планеты хватило человечеству в будущем, люди ищут различные пути и решения: используются альтернативные природные источники энергии (ветер, вода, солнечные батареи), были изобретены экологичные технологии получения энергии путем переработки мусора и различных бытовых отходов, технологическое оборудование из года в год модернизируется с целью уменьшения потребляемой этим оборудованием энергии.

Энергоэффективность оборудования, в частном порядке касается каждого из нас. Ведь, от нее напрямую зависит сумма в ежемесячном счете за элетроэнергию. В Европе электроэнергия значительно дороже чем в России, поэтому каждый европеец пытается подбирать технологичное оборудование, потребялющее как можно меньше энергии. У нас же об этом задумывается гораздо меньшее количество людей, но и в нашей стране использвание энергосберегающих технологий способно благополучно сказаться на «толщине вашего кошелька». Оплачивая ежемесечные счета за электроэнергию мы не задумываемся, что годовые эксплутационные затраты – это внушительная сумма, которой могла бы быть потрачена на другие цели.

Класс энергоэффективности IE

Европейские стандарты электродвигалей DIN основаны на стандарте классификации энергоэффективности оборудования IEC (Международная электротехническая комиссия).

Согласно международным стандартам на сегодняшний день разработы четыре класса энергоэффективности двигателей IE1, IE2, IE3 и IE4. IE означает «International Energy Efficiency Class» — международный класс энергоэффективности

Классы энергоэффективности

  • IE1 стандартный класс энергоэффективности.
  • IE2 высокий класс энергоэффективност.
  • IE3 сверхвысокий класс энергоэффективности.
  • IE4 максимально высокий класс энергоэффективности.

Ниже преведены кривые зависимости КПД двигателя, соответствующего класса энергетической эффективности, от номинальной мощности.

Классы энергоэффективности

Начиная с 1 января 2017 года все европейские производители двигателей, согласно принятой директиве, будут производить электродвигатели класса энергоэффективности не ниже IE3

Выбор энергоэффективности двигателей при подборе установок в программе QC Ventilazione

ТМ QuattroClima предлагает вентиляционные установки с асинхронными двигателями класса IE2 и IE3, также EC-моторами премиум-класса IE4.

Выбор типа вентилятора осуществляется нажатием левой кнопки мыши на вкладку «Вентилятор».

Классы энергоэффективности

Радиальный вентилятор с прямой передачей – асинхронный двигатель (стандартно IE2).

Классы энергоэффективности

Радиальный вентилятор c прямой передачей и двигателем EC соответствует классу IE4.

Выбрать нужный класс энергоэффективности асинхронного двигателя можно здесь же, чуть ниже.

Классы энергоэффективности

От теории к практике

Для наглядности, рассмотрим пример. Рассчитаем стандартную приточную установку расходом 20 000 м3/ч и свободным напором 500 Па в трех вариантах:

1) С асинхронным двигателем класса IE2

2) С асинхронным двигателем класса IE3

3) C EC-двигателем класса IE4

А затем сравним полученные результаты.

Установка с асинхронным двигателем класса IE2

Классы энергоэффективности

Установка с асинхронным двигателем класса IE3

Классы энергоэффективности

Установка с EC-двигателем класса IE4

Классы энергоэффективности

В этом случае, программой подобралась секция из двух EC-вентиляторов.

Теперь сравним полученные результаты.

Асинхронный двигатель Класс энергоэффективности IE2

Асинхронный двигатель Класс энергоэффективности IE3

EC-двигатель Класс энергоэффективности IE4

Номинальная мощность, кВт

Потребляемая мощность, кВт

Потребляемая мощность двигателя класса IE3 меньше аналогичного двигателя класса IE2 на 0,18 КВт. А разница мозностей двух EC-моторов и двигателя IE2 составляет уже 1,16 кВт.

В случае аналогичных расчетов для приточно-вытяжных вентиляционных большерасходных вентиляционных агрегатов разница потреблемых мощностей двигателей IE2 и IE3 может достигать 25-30 %. А если на объекте, используется десятки установок, то энергопотребление вентиляци можно снизить на порядок и, благодаря этому, сэкономить сотни тысяч, а то и миллионы рублей.

Класс энергоэффективности IE2

Классы энергоэффективности

С целью снижения всемирного потребления энергии, Международная электротехническая комиссия разработала и опубликовала новый стандарт, IEC 60034-30:2008.

Этот новый мировой стандарт определяет классы эффективности трехфазных двигателей низкого напряжения для питания 50/60 Гц с мощностью от 0,75 до 375 кВт.

В Европейском союзе данный стандарт был основой для норматива 2009/640/EU, который определяет минимальную допустимую эффективность для двигателей, выпускаемых на европейский рынок. С лета текущего года минимальным рекомендованным классом эффективности для этих двигателей является IE2 («высокий»). Двигатели класса IE2 сочетают в себе преимущества более высокой эффективности с более продолжительным сроком службы. IE2 двигатели более эффективны даже при частичной нагрузке, что позволяет настроить оборудование для работы в оптимальном режиме. Дополнительно IE2 двигатели производят меньше шума и меньше нагреваются. Следующим шагом будет обязательный переход к 2015 году на двигатели класса IE2, работающие совместно с регулятором частоты, либо на двигатели класса IE3 («премиум»).

Новая рекомендация достаточно широко повлияла на ассортимент продукции Systemair. Все трехфазные IEC двигатели, используемые, в серии вентиляторов MUB, в крышных вентиляторах DVN, DVNI, DVV и DVG, в кухонных вентиляторах KBT/KBR и MUB-K, в осевых вентиляторах AXC и AXBF, и в вентиляторах для агрессивных средств PRF, с мощностью выше 0,75 кВт, были заменены на высокоэффективные двигатели IE2 регулируемые преобразователями частоты. Обратите внимание! В двигателях IE2 скорость не может регулироваться по напряжению, т. с помощью трансформаторов. В этой связи Systemair предлагает новый спектр частотных преобразователей Systemair FRQ. Частотные преобразователи Systemair FRQ готовы к подключению, и таким образом, экономят время на пуско-наладочную настройку; и при выборе Systemair FRQ-S моделей, нет необходимости устанавливать дорогой экранированный кабель.

Дополнительным источником экономии может стать применение вентиляторов Systemair с EC-двигателями вместо изпользуемых в настоящее время двигателей класса IE2. Их скорость регулируется управляющим сигналом 0-10В, обеспечивая экономию до 50% энергии. Для более подробной информации, смотрите презентацию решения EC-Vent на сайте Systemair. Пользуйтесь online каталогом для подбора вентиляторов. Информация о земене и артикульных номерах у вентиляторов Systemair с двигателями IE2 приведена в документе, опубликованном на сайте Systemair.

Что такое ie2 двигатель

Классы энергоэффективности

ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЕ ДВИГАТЕЛИ IE2 » IE2 (Двигатели с высоким классом энергоэффективности)

ВЗРЫВОБЕЗОПАСНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ IE2

Классы энергоэффективности

Новые международные классы энергоэффективности для двигателей

Новый стандарт EN 60034-30:2009 определяет следующие международные классы энергоэффективности для трехфазных, асинхронных двигателей низкого напряжения , с диапазоном мощностей от 0. 75 кВт до 375 кВт, потому как они потребляют 70% из используемой в промышленности энергии. Общее потребление в этой области достигает 1. 067. 000. 000. 000 кВт/ч, то что приводит к выбросам CO2 в объеме 427. 000. 000 тонн.

• IE1 = «стандартный» класс КПД (аналог EFF2)

• IE2 = «повышенный» класс КПД (аналог EFF1)

• IE3 = «премиум» класс КПД;

Директива Еко-Дизайн 2005/32/EC (Директива «EuP») устанавливает уровни КПД, которые вступят в силу с 16 июня 2011 г. , но Вам не придется ждать до тех пор, чтобы воспользоваться высокой эффективностью двигателей производства «УМЕБ».

По предварительным оценкам, общий объем потребления электроэнергии промышленных двигателей возрастет до 1. 252. 000. 000 МВт/ч в 2020 году, момент до которого планируется сокращение выбросов парниковых газов на 20%. Предполагаемая экономия электроэнергии до 2020 благодаря Директиве Еко-Дизайн достигнет 135. 000. 000 МВт/ч, то что соответствует годовому сокращению CO2 на 63. 000. 000 тонн и экономии в размере 9 миллиардов евро.

Номинальный режим работы S1 Экономия /

ASU 225M-6 30 кВт / 1000 об/мин 500 V 50 Гц

  • ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
  • Классы энергоэффективности электродвигателей
  • Классы энергоэффективности IEC
  • Нов-электро
  • Профессиональный сайт для энергетиков
  • Энергоэффективность электродвигателей

Энергоэффективность электродвигателей

Под энергоэффективностью понимается рациональное использование энергетических ресурсов, с помощью которого достигается уменьшение потребления энергии при том же уровне нагрузочной мощности.

На рис. 1а, б приведены примеры нерационального и рационального использования энергии. Мощности Рн приемников 1 и 2 одинаковые, при этом потери ΔР1, выделяющиеся в приемнике 1, значительно превосходят потери ΔР2, которые выделяются в приемнике 2. Как следствие, потребляемая мощность ΔРп1 приемником 1 больше мощности ΔРп2, потребляемой приемником 2. Таким образом, приемник 2 является энергоэффективным по сравнению с приемником 1.

Классы энергоэффективности

Рис. Нерациональное использование энергии

Классы энергоэффективности

Рис. Рациональное использование энергии

В современном мире вопросам энергоэффективности уделяется особое внимание. Объясняется это отчасти тем, что решение данной задачи может привести к достижению основных целей международной энергетической политики:

  • повышению энергетической безопасности;
  • снижению вредного экологического воздействия вследствие использования энергоресурсов;
  • повышению конкурентоспособности промышленности в целом.

В последнее время был принят целый ряд инициатив и мер в отношении энергоэффективности на региональном, национальном и международном уровнях.

Энергетическая стратегия России

В России разработана Энергетическая стратегия, которая подразумевает развёртывание программы энергоэффективности в рамках комплексной политики энергосбережения. Данная программа направлена на создание базисных условий для ускоренного технологического обновления энергетической отрасли, развития современных перерабатывающих производств и транспортных мощностей, а также на освоение новых, перспективных рынков.

23 ноября 2009 г. президентом Российской Федерации Д. Медведевым был подписан Федеральный закон № 261-ФЗ “Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации”. Данный закон формирует принципиально новое отношение к процессу энергосбережения. В нем четко обозначены полномочия и требования в этой области для всех уровней власти, а также заложена основа для достижения реального результата. Законом вводится обязанность по учету энергетических ресурсов для всех предприятий. Организации, совокупные годовые затраты которых на потребление энергоресурсов превышают 10 миллионов рублей, предлагается обязать до 31 декабря 2012 года и далее не реже 1 раза в 5 лет проходить энергетические обследования, по результатам которых составляется энергетический паспорт предприятия, фиксирующий продвижение по шкале энергоэффективности.

С принятием закона ‘Об энергоэффективности’, одними из ключевых статей документа стали поправки в Налоговый кодекс (Статья 67 часть 1), которые освобождают от налога на прибыль предприятия, использующие объекты, имеющие наивысший класс энергоэффективности. Правительство РФ готово оказывать субсидии и снижение налогового бремени тем предприятиям, которые готовы поднять своё оборудование до уровня энергосберегающей техники.

По данным РАО «ЕЭС России» за 2006-й год около 46% вырабатываемой электроэнергии в России потребляется промышленными предприятиями (рис. 1), половина этой энергии посредством электродвигателей преобразуется в механическую.

Классы энергоэффективности

Рис. Структура потребления электроэнергии в России

В процессе преобразования энергии, часть ее теряется в виде тепла. Величина потерянной энергии определяется энергетическими показателями двигателя. Применение энергоэффективных электродвигателей позволяет существенно снизить потребление энергии и уменьшить содержание углекислого газа в окружающей среде.

Основным показателем энергоэффективности электродвигателя, является его коэффициент полезного действия (далее КПД):

где Р2 – полезная мощность на валу электродвигателя, Р1 – активная мощность потребляемая электродвигателем из сети, ΔP – суммарные потери возникающие в электродвигателе.

Очевидно, чем выше КПД (и соответственно ниже потери), тем меньше энергии потребляет электродвигатель из сети для создания той же самой мощности P2. В качестве демонстрации экономии электроэнергии при использовании энергоэффективных двигателей сравним количества потребляемой мощности на примере электродвигателей ABB обычной (М2АА) и энергоэффективной (М3АА) серий (рис.

Серия М2АА (класс энергоэффективности IE1): мощность Р2=55 кВт, частота вращения n=3000 об/мин, η=92,4%, cosφ=0,91

Активная мощность, потребляемая из сети:

Если предположить, что данный двигатель работает 24 часа в сутки, 365 дней в году, то количество энергии, теряемое и выделяемое в виде тепла

При средней стоимости электроэнергии 2 руб. за кВт/ч количество потерянной электроэнергии за 1 год в денежном эквиваленте

Серия М3АА (класс энергоэффективности IE2): мощность Р2=55 кВт, частота вращения n=3000 об/мин, η=93,9%, cosφ=0,88

Таким образом, в случае замены обычного электродвигателя (класс IE1) энергоэффективным (класс IE2) экономия энергии составляет 7884 кВт в год на один двигатель. При использовании 10 таких электродвигателей экономия составит 78840 кВт в год или в денежном выражении 157680 руб. /год. Таким образом, эффективное использование электроэнергии позволяет предприятию снизить себестоимость выпускаемой продукции, тем самым, повысив ее конкурентоспособность.

Стоимостная разница электродвигателей с классами энергоэффективности IE1 и IE2, составляющая 15621 руб. , окупается приблизительно за 1 год.

Классы энергоэффективности

Рис. Сравнение обычного электродвигателя с энергоэффективным

Следует отметить, что с ростом энергоэффективности увеличивается и срок службы двигателя. Это объясняется следующим. Источником нагрева двигателя являются потери, выделяемые в нем. Потери в электрических машинах (ЭМ) подразделяются на основные, обусловленные протекающими в ЭМ электромагнитными и механическими процессами, и добавочные, обусловленные различными вторичными явлениями. Основные потери подразделяют на следующие классы:

  • 1. механические потери (включают в себя вентиляционные потери, потери в подшипниках, потери на трение щеток о коллектор или контактные кольца);
  • 2. магнитные потери (потери на гистерезис и вихревые токи);
  • 3. электрические потери (потери в обмотках при протекании тока).

Согласно эмпирическому закону срок службы изоляции уменьшается в два раза при увеличении температуры на 100С. Таким образом, срок службы двигателя с повышенной энергоэффективностью несколько больше, так как потери и следовательно нагрев энергоэффективного двигателя меньше.

Способы повышения энергоэффективности двигателя:

  • 1. Применение электротехнических сталей с улучшенными магнитными свойствами и уменьшенными магнитными потерями;
  • 2. Использование дополнительных технологических операций (например, отжиг для восстановления магнитных свойств сталей, как правило, ухудшающихся после механообработки);
  • 3. Использование изоляции с повышенной теплопроводностью и электрической прочностью;
  • 4. Улучшение аэродинамических свойств для снижения вентиляционных потерь;
  • 5. Использование высококачественных подшипников (NSK, SKF);
  • 6. Увеличение точности обработки и изготовления узлов и деталей двигателя;
  • 7. Использование двигателя совместно с частотным преобразователем.

Еще одним важным параметром, характеризующим энергоэффективность электродвигателя, является коэффициент нагрузки cosφ. Коэффициент нагрузки определяет долю активной мощности в полной, поступающей в электродвигатель из сети.

где S – полня мощность.

При этом только активная мощность преобразуется в полезную мощность на валу, реактивная мощность нужна лишь для создания электромагнитного поля. Реактивная мощность поступает в двигатель и возвращается обратно в сеть с удвоенной частотой сети 2f, создавая тем самым в подводящих линиях дополнительные потери. Таким, образом, система, состоящая из двигателей с высоким значениями КПД, но низкими значениями cosφ, не может считаться энергоэффективной.

Препятствия на пути внедрения энергоэффективных систем электропривода

Не смотря на высокую результативность энергоэффективных решений , на сегодняшний день существует ряд препятствий для распространения энергоэффективных систем электропривода:

  • 1. Замена только одного или двух электродвигателей на целом предприятии является несущественной мерой;
  • 2. Низкий уровень информированности потребителей в области классов энергоэффективности двигателей, их различий и существующих стандартов;
  • 3. Раздельное финансирование на многих предприятиях: распорядитель бюджета на закупки электродвигателей часто является не тем лицом, которое занимается вопросами снижения себестоимости выпускаемой продукции или несет ежегодные расходы на техническое обслуживание;
  • 4. Приобретение электродвигателей в составе комплексного оборудования, производители которого часто в целях удешевления продукции устанавливают электродвигатели низкого качества;
  • 5. В рамках одной компании расходы на приобретение оборудования и на потребление энергии за срок службы часто оплачиваются по разным статьям;
  • 6. На многих предприятиях существуют запасы электродвигателей, как правило, того же типа и того же класса эффективности.

Важным аспектом в вопросах, связанных с энергоэффективностью электрических машин, является популяризация принятия решения на приобретение оборудования на основе оценки суммарных эксплуатационных расходов за срок службы.

Новые международные стандарты, регламентирующие энергоэффективность электродвигателей.

В 2007, 2008-м гг. IEC были введены два новых стандарта, касающихся энергоэффективности электродвигателей: стандарт IEC/EN 60034-2-1 устанавливает новые правила определения КПД, стандарт IEC 60034-30 – новые классы энергоэффективности электродвигателей.

В стандарте IEC 60034-30 установлены три класса энергоэффективности трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором (рис. 4 ).

Классы энергоэффективности

Рис. Классы энергоэффективности согласно новому стандарту IEC 60034-30

В настоящее время обозначение классов энергоэффективность часто можно увидеть в виде следующих комбинаций: EFF3, EFF2, EFF1. Однако границы разделения классов (рис. 5) установлены старым стандартом IEC 60034-2, на смену которому пришел новый IEC 60034-30 (рис.

Классы энергоэффективности

Понятие энергоэффективности

23 ноября 2009 г. президентом Российской Федерации Д. Медведевым был подписан Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Данный закон формирует принципиально новое отношение к процессу энергосбережения. В нем четко обозначены полномочия и требования в этой области для всех уровней власти, а также заложена основа для достижения реального результата. Законом вводится обязанность по учету энергетических ресурсов для всех предприятий. Организации, совокупные годовые затраты которых на потребление энергоресурсов превышают 10 миллионов рублей, предлагается обязать до 31 декабря 2012 года и далее не реже 1 раза в 5 лет проходить энергетические обследования, по результатам которых составляется энергетический паспорт предприятия, фиксирующий продвижение по шкале энергоэффективности.

С принятием закона ‘Об энергоэффективности’, одними из ключевых статей документа стали поправки в Налоговый кодекс (Статья 67 часть 1), которые освобождают от налога на прибыль предприятия, использующие объекты, имеющие наивысший класс энергоэффективности. Правительство РФ готово оказывать субсидии и снижение налогового бремени тем предприятиям, которые готовы поднять своё оборудование до уровня энергосберегающей техники.

Основным показателем энергоэффективности электродвигателя, является его коэффициент полезного действия (далее КПД):

η=P2/P1=1 – ΔP/P1,

Серия М2АА (класс энергоэффективности IE1): мощность Р2=55 кВт, частота вращения n=3000 об/мин, η=92,4%, cosφ=0,91

Р1=Р2/η=55/0,924=59,5 кВт.

ΔP=Р1–Р2=59,5-55=4,5 кВт.

Q=4,5·24·365=39420 кВт.

C=2·39420=78840 руб.

Серия М3АА (класс энергоэффективности IE2): мощность Р2=55 кВт, частота вращения n=3000 об/мин, η=93,9%, cosφ=0,88

Р1=Р2/η=55/0,939=58,6 кВт.

ΔP=Р1–Р2=58,6-55=3,6 кВт.

Q=3,6·24·365=31536 кВт.

C=2·31536=63072 руб.

Следует отметить, что с ростом энергоэффективности увеличивается и срок службы двигателя. Это объясняется следующим. Источником нагрева двигателя являются потери, выделяемые в нем. Потери в электрических машинах (ЭМ) подразделяются на основные, обусловленные протекающими в ЭМ электромагнитными и механическими процессами, и добавочные, обусловленные различными вторичными явлениями. Основные потери подразделяют на следующие классы:

Препятствия на пути внедрения энергоэффективных систем электропривода

Не смотря на высокую результативность энергоэффективных решений, на сегодняшний день существует ряд препятствий для распространения энергоэффективных систем электропривода:

Важным аспектом в вопросах, связанных с энергоэффективностью электрических машин, является популяризация принятия решения на приобретение оборудования на основе оценки суммарных эксплуатационных расходов за срок службы.

Новые международные стандарты, регламентирующие энергоэффективность электродвигателей.

В 2007, 2008-м гг. IEC были введены два новых стандарта, касающихся энергоэффективности электродвигателей: стандарт IEC/EN 60034-2-1 устанавливает новые правила определения КПД, стандарт IEC 60034-30 – новые классы энергоэффективности электродвигателей.

Классы энергоэффективности

В настоящее время обозначение классов энергоэффективность часто можно увидеть в виде следующих комбинаций: EFF3, EFF2, EFF1. Однако границы разделения классов (рис. 2) установлены старым стандартом IEC 60034-2, на смену которому пришел новый IEC 60034-30 (рис.

Классы энергоэффективности

Оцените статью
GISEE.ru - Официальный сайт
Добавить комментарий