Энергоэффективные электродвигатели

Энергоэффективные электродвигатели

Содержание

1. Понятие энергоэффективности
2. Энергоэффективность электродвигателей
3. Препятствия на пути внедрения энергоэффективных систем электропривода
4. Новые международные стандарты, регламентирующие энергоэффективность электродвигателей

Понятие энергоэффективности

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.

Рис. 1а. Нерациональное использование энергии

Рис. 1б. 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.А. 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.

Энергоэффективность электродвигателей

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.

Рис. 2. 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. 3).

1. 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

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

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

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.

Рис. 3. 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. 1).

Рис. 4. 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. 2) установлены старым стандартом IEC 60034-2, на смену которому пришел новый IEC 60034-30 (рис. 1).

Рис. 5. Классы энергоэффективности согласно старому стандарту IEC 60034-2

Справочник

Энергоэффективность стандарты и выбор электодвигателя 30.12.2008 14:48

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

Введена соответствующая идентификация класса энергоэффективности в зависимости от регламентированного значения КПД. Новый стандарт определяет следующие международные классы энергоэффективности для трехфазных, асинхронных двигателей низкого напряжения для питания 50/60 Гц с диапазоном мощностей от 0.75 кВт до 375 кВт

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

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

• IE3 = высший класс энергоэффективности ( «премиум» класс КПД );

То есть существующий уровень взят за стандарт. Далее предполагается переходить на двигатели класса IE2, так как они 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 планируется обязательный переход к 2015 году на двигатели класса IE2, работающие совместно с регулятором частоты, либо на двигатели класса IE3 («премиум»).

В техническою документацию и каталог продукции для односкоростных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором введена соответствующая идентификация класса энергоэффективности в зависимости от регламентированного значения КПД. При наличии нескольких вариантов одного и того же электродвигателя с разными классами КПД и выбора того или иного варианта ниже предлагается пример расчета экономической эффективности использования двигателя с более высоким классом энергоэффективности. Для расчета необходимо знать мощность, цену и КПД двигателей различных классов энергоэффективности, время работы двигателей за сутки, число рабочих дней в году и стоимость в рублях 1 кВтч электроэнергии. Таким образом можно рассчитать срок окупаемости в годах двигателя с более высоким классом энергоэффективности и годовая экономия электроэнергии от его использования в рублях.

При выборе того или иного варианта следует также помнить, что обмотка двигателя с более высоким классом энергоэффективности имеет меньший перегрев в процессе работы и, следовательно, такой двигатель имеет более высокий срок службы и перегрузочную способность.

Данный расчет рекомендуется производить при предпочтении в выборе электродвигателей различных производителей для оценки цены изделия (разовых затрат) и затрат при эксплуатации и их окупаемости. Более низкая цена изделия не должна быть приоритетным критерием выбора. Также необходимо помнить, что некоторые импортные и якобы российские производители умышленно завышают регламентированное номинальное значение КПД по отношению к фактически полученному по результатам испытаний с учетом допуска на номинальное значение.

Пример расчета экономической эффективности

Энергоэффективные электродвигатели

Энергоэффективные двигатели (ЭЭД) — это трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором, в которых, за счет снижения всех видов энергетических потерь, а также за счет специальных приемов проектирования, в среднем, удается поднять КПД в номинальном режиме на 1-2% (мощные двигатели) или на 4-11% (малые двигатели), при этом увеличение кпд в режимах частичной загрузки по мощности и в режиме повышенной мощности может достигать 10-25%, при увеличении себестоимости двигателя.

Классы энергоэффективности нормируются международными стандартами IEC 60034-30, IEC 60034-30-1, IEC 60034-31 (где IE1-низший уровень с меньшим кпд, а IE4-наивысший уровень,с наиболее высоким кпд).

Мы предлагаем энергоэффективные электродвигатели изготавливаемые в соответствии с требованиями по привязке мощности к высоте оси вращения стандартов ГОСТ Р , CENELEC , NEMA, а именно:

— Энергоэффективные асинхронные трехфазные электродвигатели с короткозамкнутым ротором мощностью 0,75 ÷ 315 кВт в исполнении с увязкой мощностей с установочными размерами в соответствии с требованиями стандартов IEC, с уровнями энергоэффективности IE3, IE4(согласно IEC 60034-30, IEC 60034-30-1),питающим напряжением и частотой 50Hz, 230/400V.

-Энергоэффективные асинхронные трехфазные электродвигатели с короткозамкнутым ротором мощностью 0,75 ÷ 315 кВт в исполнении с увязкой мощностей с установочными размерами в соответствии с требованиями стандартов ГОСТ Р, с уровнями энергоэффективности IE2, IE3, IE4(согласно IEC 60034-30, IEC 60034-30-1), питающим напряжением и частотой 50Hz, 220/380,660V.

-Энергоэффективные асинхронные трехфазные электродвигатели с короткозамкнутым ротором мощностью 0,75 ÷ 315 кВт, с уровнями энергоэффективности Premium, Super Premium efficiency (EPAct), с увязкой мощностей с установочными размерами в соответствии с требованиями стандартов NEMA, питающим напряжением и частотой 60Hz, 230/460V.

Энергоэффективные двигатели широко распостранены в ЕС , США, Канаде и других странах . За последние несколько лет эти двигатели завоевали заслуженное признание потребителей и практически вытеснили»обычные»(с уровнем кпд IE1 или ниже) двигатели из продаж, благодаря той значительной экономии, которую получает потребитель за счет экономии электроэнергии, даже несмотря на большую себестоимость энергоэффективных двигателей.

Во многих странах применение «обычных» двигателей с низким уровнем кпд законодательно запрещено(например, в странах Европейского союза запреты и регулирование вводятся законодательными актами DIRECTIVE 2009/125/EC, Регламентом Комиссии (ЕС) № 640/2009, Директивой 2005/32/ЕС «Ecodesign»), из-за того ущерба окружающей среде которую наносит повышенное энергопотребление, особенно, если генерация осуществляется традиционными источниками получения электроэнергии(ТЭC,АЭС). А также, из-за тех огромных и неоправданных дополнительных затрат на генерацию, вызванных с эксплуатацией двигателей с низким кпд.

В настоящее время на Украине, только нашим предприятием проектируются и изготавливаются энергоэффективные асинхронные двигатели с повышенным(IE2) и высоким уровнем кпд(IE3). Для ряда случаев возможно достижение наивысшего на сегодняшний день уровня энергоэффективности для асинхронных трехфазных двигателей с короткозамкнутым ротором IE4.

При выборе энергоэффективного двигателя надо обратить внимание на уровень кпд, который не только должен соответствовать уровню по классу энергоэффективности стандарта IEC 60034-30-1, но и на метод испытаний который декларирует производитель. Поскольку в большинстве случаев, двигатели выпускаемые на пространстве стран бывшего СССР и КНР испытываются по стандартам ГОСТ Р 51677-2000, ГОСТ 25941-83, ГОСТ 7217-87 или собственным техническим условиям(ТУ) основанных на указанных стандартах. Тогда как по стандарту IEC 60034-30-1 метод испытаний энергоэффективных двигателей строго регламентируется и должен соответствовать методу суммирования составляющих потерь под нагрузкой и измерением момента с уточнением добавочных потерь под нагрузкой (P LL ) согласно требованиям IEC 60034-2-1. Основное различие в этих методах заключается в способе определения добавочных потерь, способ учета которых значительно влияет на правильность определения кпд двигателя. Испытания по указанным ГОСТам вносят значительную погрешность в результаты. Так разница между фактическим значением кпд двигателя определенным по IEC 60034-2-1 и кпд двигателя определенным по указанным ГОСТам и обозначенным в каталоге будет составлять от 1 до 2,5 процентов кпд, которые фактически определены ошибочно. Таким образом, для того что бы узнать реальный кпд двигателей испытанных согласно требованиям указанных ГОСТов, надо из значений кпд указанных в каталоге вычесть от 1%(для средних машин) до 2,5% (для малых машин).

Конкурентные преимущества наших энергоэффективных по сравнению с энергоэффективными двигателями зарубежного производства:

1)Возможность изготовления двигателей для климатических холодных зон и для тропических зон, тогда как европейские двигатели рассчитаны для работы при температурах -15/+40 С.

2)Высокая энергоэффективность (кпд) двигателей в режимах частичной загрузки по мощности.

3) Возможность выполнения индивидуальных конструктивных исполнений по требования заказчика.

4) Низкий фактический перегрев двигателей(нагрев по классу изоляции А,В)

5)Применение системы изоляции с нагревостойкостью по классу Н(нагрев 180 градусов Цельсия), что вместе с п.4 значительно увеличивает ресурс работы двигателя и соответственно, увеличивает экономию денежных средств за счет продления ресурса работы.

6)Сервис фактор от 1,25 и выше. Для некоторых исполнений энергоэффективных двигателей(IE3,IE4) сервис фактор так высок, что достигает значений 1,8-2,1, что фактически позволяет классифицировать эти двигатели как двигатели повышенной мощности. Такие энергоэффективные двигатели могут эксплуатироваться в длительном режиме при мощности на ступень большей, чем номинальная.

7)Возможность пополнения смазки без разборки двигателя.

8)Возможность установки токово-температурных реле для отключения питания двигателя при его перегрузке или перегреве. Возможность установки датчиков температуры обмотки и подшипников.

9) Доступный и быстрый сервис в Украине. Выезд представителя компании на место эксплуатации. Проведение предварительного обследования и диагностики эксплуатирующихся двигателей. Проведения шеф-монтажных работ и надзора за эксплуатацией.

10)Возможно изготовление двигателей с нестандартными высотами оси вращения и нестандартной мощности(большей либо меньшей), что позволяет максимально адаптировать двигатели у сложившимся условиям эксплуатации и избежать перерасхода средств на ремонты или на увеличение установленной мощности.

*11)Функция «SMART»-возможность без применения сторонних инструментов автоматизировано и удаленно измерять, обрабатывать и анализировать основные параметры двигателей(частоту вращения, фактические ток, напряжение, потребляемую подводимую из сети мощность, оценивать полезную мощность на валу двигателя, кпд и коэффициент мощности) в режиме онлайн с передачей на удаленный компьютерный узел или мобильное приложение.

Цена на украинские энергоэффективные двигатели ниже 20-55% (в зависимости от уровня энергоэффективности и наличия дополнительных опций у двигателей) , чем на аналогичные импортные двигатели.

Все это позволяет окупить дополнительные расходы на приобретение энергоэффективных двигателей за 1,5-2 года, и за полный период эксплуатации( с увеличенным ресурсом эксплуатации) получить дополнительную экономию- сопоставимую со стоимостью нового электродвигателя.

Для заказа энергоэффективных двигателей-пожалуйста, заполните и вышлите нам опросный лист электронной почтой ([email protected] , [email protected]).

Структура условного обозначения двигателей:

Основным исполнением считается — двигатель открытого исполнения с зависимым вентилятором на валу (IC01), степень защиты двигателя от внешних воздействий IP23, c частотой питающей сети 50 Гц, напряжением 380В, с соединением схемы обмоток в «звезду» с выводом 3х выводных проводников на клеммную колодку, по способу монтажа IM1001, без встроенной температурной защиты, с одним выступающим цилиндрическим концом вала и без других дополнительных конструктивных признаков, с нормальными электрическими параметрами, вид климатического исполнения У2, уровнем энергоэффективности IE1, режим работы асинхронного двигателя S1, с окраской RAL5003 «сапфирово-синий». Двигатели конструктивно адаптированы для установки датчика обратной связи по частоте вращения и пристроенного осевого вентилятора независимого охлаждения и питания.

Модификации. Исполнения двигателей, имеющие дополнительные или другие, отличительные от основного исполнения, признаки по конструкции (удлиненный выступающий конец вала, два выступающих конца вала, встроенную температурную защиту, исполнения по способу монтажа, закрытое исполнение с естественным охлаждением и т.п.), по характеристикам или по условиям окружающей среды.

Примечание 1. Другие параметры по исполнению(указываются через точку с запятой):

-схема соединения обмоток;

режим работы асинхронного двигателя(S1 продолжительный; S2 кратковременный; S3-S6 повторно – кратковременный с указанием ПВ в % времени полного рабочего цикла).

Способ охлаждения(IC 01 Свободная циркуляция с использованием окружающей среды с самоохлаждением, IC 41 Охлаждение наружной поверхности машины с использованием окружающей среды со свободной конвекцией). При указании исполнения пристроенного вентилятора независимого охлаждения в скобках указываются параметры вентилятора и двигателя;

Степень защиты двигателя от внешних воздействий. При необходимости, указать степень защиты частей машины (по линии вала, коробки выводов, корпусу, вент.узлу). Если не обозначено иное, то указывается степень защиты станины по наиболее низкому коду IP.

Примечание 2. Указывается по каталогу цветов RAL. Типовые исполнения по окраске: RAL1014 «желто – зеленый», 5010 «горечавково-синий», 5003 «сапфирово-синий», 5005 «сигнальный синий», RAL7005 «мышино-серый» , RAL7036 «платиново-серый», RAL7031 «сине-серый», RAL 7001 «серебристо-серый», RAL7024 «графитово-серый», RAL6016«бирюзово-зелёный».

Примечание 3. Тp — наличие встроенной температурной защиты; Tп,Тз- встроенный датчик температуры переднего и заднего подшипников,Tс—встроенный датчик температуры обмотки статора, Б – закрытое исполнение с естественным охлаждением IC41; О — открытое исполнение IC01(не указывается), Ж – удлиненный выступающий конец вала; Ж1 – удлиненный выступающий конец вала из нержавеющей стали, Эн- датчик обратной связи(энкодер), ТХГ-тахогенератор. Необходимость пристроенного вентилятора независимого охлаждения указывается в блоке других параметров по исполнению как исполнение по IC.

Допускается сочетание модификаций. Сочетание модификаций указывается через запятую.

Пример №1 записи обозначения двигателя при его заказе в документации другого изделия:

Двигатель габарита 200 с установочным размером по длине станины М, числом полюсов 2р=6, видом климатического исполнения У3, удлиненным концом вала, с уровнем энергоэффективности IE3, конструктивного исполнения по способу монтажа IM2001(горизонтальный вал, лапы внизу, один фланец с доступом сзади, один цилиндрический выступающий конец вала), открытого исполнения IC01, степенью защиты двигателя IP44. Параметры: окраски RAL5003 «сапфирово-синий», линейного напряжения питания 380В, частоты питания сети 50 Гц, соединения фаз «звезда» соответствуют базовому исполнению, поэтому не указаны в обозначении.

для поставок внутри страны:

«Двигатель 4АИР200М6–У3–Ж–IE3– IM2001–IC01,IP44. ТУ У 27.1- 42507746-001:2018»

Пример №2 записи обозначения двигателя габарита 200 с установочным размером по длине станины М, числом полюсов 2р=6, видом климатического исполнения УХЛ1, удлиненным концом вала, с уровнем энергоэффективности IE3, конструктивного исполнения по способу монтажа IM2001(горизонтальный вал, лапы внизу, один фланец с доступом сзади, один цилиндрический выступающий конец вала), окраской RAL5005(«сигнальный синий»), линейным напряжением питания 460 В, частоты питания сети 60 Гц, соединением фаз «треугольник», открытого исполнения IC01(соответствует базовому исполнению, поэтому не указан в обозначении), степенью защиты двигателя IP23(соответствует базовому исполнению, поэтому не указан в обозначении), при его заказе в документации другого изделия:

для поставок на экспорт:

«Двигатель 4АИР200М6–УХЛ1–Ж– IE3– IM2001–RAL5005 –460 В; Δ; 60 Гц. Экспорт. ТУ У 27.1- 42507746 -001:2018».

В случае, если в структуре условного обозначения не указан какой либо параметр двигателя, значит, этот параметр соответствует параметру основного исполнения. Например, если в обозначении не указаны напряжение и частота, значит напряжение 380В, частота 50Гц.

Наше предприятие внесено Государственным агентством по энергоэффективности и энергосбережению Украины в базу отечественных производителей энергоэффективного оборудования — как компания разработчик и производитель энергоэффективных электродвигателей с уровнями энергоэффективности IE2,IE3,IE4(запись №43 в перечне по Харьковской области).

(*данная функция проходит период опытной эксплуатации).

Поддержка

Двигатель наизнанку: сравнение двигателей из Европы, Азии и России

Все познается в сравнении. Мы разобрали до винтика три электродвигателя из Европы, Азии и России, проанализировали уровень исполнения их основных узлов, качество сборки и теперь готовы рассказать о недостатках и преимуществах каждого образца, а также о том, на чем можно сэкономить, а на чем – не стоит.

Встречают по одежке

Первое, на что мы обратили внимание – надежность крепления щита к станине и удобство обслуживания. Лидером в этой номинации стал двигатель российского производства, у которого, в отличие от конкурентов, в силу особенности конструкции отсутствует резиновый уплотнитель на переднем щите, а значит – нет необходимости в его замене и использовании смазки.

Наиболее проблемным оказался двигатель из Азии. В результате небрежности краска попала на резиновую прокладку крышки коробки выводов, а это ухудшает ее эластичность, снижает уровень защиты оболочки от воздействий окружающей среды (IP), и есть риск, что электродвигатель, работая, как пылесос, будет втягивать через неплотные соединения пыль и влагу.

Азиатский мотор проигрывает и в том, что на нем установлена коробка выводов из штампованной стали. Резьбовая часть для крепления крышки здесь короткая, и после нескольких затяжек резьба может «слететь». У образцов российского и европейского производства коробка выводов и ее крышка более надежные – литые.

Размер имеет значение

Отечественные производители, опираясь на достижения советской школы в области оптимизации электромагнитных параметров, делают большие диаметры бочки ротора, чем те, кто осуществляет еврораскрой электротехнической стали: мощность двигателя прямо пропорциональна квадрату диаметра бочки ротора. Соответственно, увеличиваются сервис-фактор и максимальный момент. Больший диаметр вала исключает возможность прогиба, что обеспечивает равномерность воздушного зазора, а следовательно, уменьшает шум и вибрацию.

Диаметр подшипников у российского двигателя тоже больше, чем у зарубежных конкурентов. Это означает, что его подшипниковый узел может выдерживать большие нагрузки.

Экономия или качество

Двигатели из России и Европы отличаются более высоким коэффициентом заполнения паза медью. Благодаря увеличению эквивалентной теплопроводности паза обмотка не перегревается. В азиатском двигателе пазы «дозаполнены» деревянными щепками. Это позволяет существенно сэкономить на материале, но крайне негативно сказывается на качестве изоляции в целом, поскольку в процессе эксплуатации под воздействием различных факторов, особенно высоких температур, деревянная щепа может быстро иссохнуть и растрескаться. Соответственно, снижается плотность заполнения паза, возрастает вероятность повреждения обмотки.

Преимуществом двигателей российского и европейского производства является также высококачественная пропитка компаундом.

Говоря о качестве и надежности исследуемых образцов, надо отметить, что станины двигателей, сделанных в Азии и Европе, имеют внутренний замок. Вследствие этого стружка при механической обработке может попасть в обмотку и на замок статора, появятся перекосы при установке подшипниковых щитов, которые неизбежно повлекут за собой выход подшипников из строя.

Скупой платит дважды

По качеству российские электродвигатели соответствуют европейским и при этом отличаются более доступной ценой. Азиатские аналоги еще дешевле, но они не могут составить конкуренцию по качеству за счет экономии на используемых материалах.

Цена напрямую зависит от применяемых компонентов и затраченных материалов. Золотое правило для двигателей до 132-й высоты оси вращения включительно: качество можно определить по доле меди в общем весе машины, чем её больше — тем лучше!

Самый главный фактор при выборе машины – энергоэффективность. Высокая энергоэф-фективность снижает затраты на электроэнергию, которые составляют основную долю стоимости владения электродвигателем. Поэтому более высокая стоимость энергоэффективной электрической машины окупается в процессе эксплуатации. Не стоит забывать, что в цене также заложены издержки на материалы и комплектующие, а качественные компоненты не могут стоить дешево.

СЧИТАЕМ РЕАЛЬНЫЕ ЗАТРАТЫ

Доля цены в стоимости владения

Время безотказной работы общепромышленного электродвигателя 315-й высоты оси вращения мощностью 160 кВт по техническим условиям составляет 20 000 часов, его цена равна 203 280 руб., КПД — 95,3%. Среднюю стоимость электроэнергии возьмем равной 4 руб./кВт.

20 000 х 160 : 0,953 x 4 + 203 280 = 13 634 550 руб.

Стоимость владения этим двигателем в течение 20 000 часов составит больше 13 600 000 рублей.

Как видно из данного расчета, стоимость покупки двигателя составляет всего лишь 1,5% от совокупных затрат за срок его безотказной работы.

Что выбрать — IE1 или IE2

Сравним общепромышленные двигатели IE1 и IE2 классов энергоэффективности с одинаковой мощностью в 18,5 кВт.

Двигатель класса IE1 обладает КПД в 89,3%, а класса IE2 – 91,5%. Разница в цене при покупке этих двигателей – 5 390 рублей. Казалось бы, различие в 2,2% КПД не столь существенно для такой малой мощности, однако разница в цене при покупке электродвигателя класса IE2 возвращается менее чем через 4 месяца:

(18,5 : 0,893 – 18,5 : 0,915) х 4 = 1,99 руб.
1,99 руб. в час экономит двигатель IE2, по сравнению с двигателем IE1.
5390 / 1,99 = 2708 часов = 3 месяца и 20 дней

3 месяца и 20 дней – срок возврата разницы в цене между двигателями класса IE2 и IE1. Более того, за 20 000 часов безотказной работы электродвигатель класса IE2, по сравнению с двигателем IE1, сэкономит 39 800 руб. на электроэнергии. А это значит, заработает больше, чем на новый аналогичный электродвигатель.

Энергоэффективные двигатели класса IE2 в среднем окупают свою стоимость менее чем за 2 года.