Энергосбережения при внедрении в производство асинхронных двигателей с совмещёнными обмотками ( АДСО )

В мире все больше и возрастает проблема энергообеспечения. Конечность энергоресурсов на земле ставит во главу политики индустриально развитых стран геополитику. В связи с этим экономия электрической энергии с использованием в производстве более экономичных электрических машин является важной задачей. По мнению международных экспертов 90 % существующих парка насосных агрегатов потребляют на 60% больше электроэнергии, чем это требуется для существующих систем. Несложно представить, какие объемы природных ресурсов можно сберечь если учитывать, что доля насосов в общемировом потреблении электрической энергии составляет около 20 %. Применение более экономичных современных двигателей, нетрудно заметить, может привести к большой экономии. Такими двигателями могут является высоко моментные малошумные энергоэффективные асинхронные двигатели с совмещёнными обмотками. Основными преимуществами этих двигателей являются:

- Меньший потребляемый ток 20-25 % в зависимости от режима:

• -    Более высокий пусковой момент на 35%

• -    Менышие пусковые токи на 35 %

• -    Большой максимальный момент на 20 %

• -    Большой минимальный момент на 35 %

• -    Имеют возможность эксплуатации как в режиме работы S1, та и в режиме работы S3

• - Улучшены виброшумовые характеристики, в среднем уровень звука ниже 5 ДБ;

• - Имеют повышенную надежность: сервис фактор:

• -    КПД и cosφ, близкий к номинальному в диапазоне нагрузки от 2,5 до 150%

• -    Более мягкая механическая характеристика

• -    Большая перегрузочная способность

  Такие двигатели серии АДЭМ изготавливаются заводом Урал Электро и полностью ГОСТ-Р-51689 по классу эффективности полностью соответствуют IE-2 по IEC 60034-30. Проводя модернизационные, ремонтные и сервисные работы на АД другой модификации можно довести основные характеристики до уровня двигателей АДЭМ. Электропривод является главным потребителем электроэнергии. Сегодня он потребляет более 40% всей производимой электроэнергии, а в ЖКХ до 80%. В условиях дефицита энергетических ресурсов это делает особо острой проблему энергосбережения в электроприводе и средствами электропривода.

В результате исследований и разработок в области реализации этого проекта в мировой практике сложились два основных направления решения указанной проблемы:

• -    Первой энергоснабжение средствами электропривода за счет подачи конечному потребителю в каждый момент времени необходимой мощности.

• -    Второе     производство     необходимых     двигателей,

удовлетворяющих IE-3.

В первом случае усилия направлены на снижение стоимости частотных преобразователей.

Во втором случае на разработку новых электротехнических материалов и оптимизацию основных размеров электрических машин. В новом подходе решения этой задачи предлагается технологическое решение.

Предлагается асинхронный двигатель с совмещенными обмотками вместо обычного двигателя. Форма поля в рабочем зазоре стандартного двигателя и двигателя с совмещенными обмотками показаны на графике-1. Суть технологических решений

Ф1–Форма поля в рабочем зазоре стандартного двигателя.

Ф2–Форма поля в рабочем зазоре двигателя с совмещёнными обмотками.

Электродвигатель с 2*3 двухслойными обмотками, сдвинутыми относительно друг друга получил название синхронного двигателя с совмещёнными обмотками ( АЕДСО ). Это привело к тому, что эти двигатели обладают рядом преимуществ отмеченных выше.

Свойства АЕДСО позволили создать на его основе целый ряд технологического оборудования, отвечающего самым жестким требованиям энергосберегающих технологий.

Для заливки обмоток двигателей применяется компаунд ИКМ на основе метилвинилсилоксановой резины с минеральными нормативные температурные параметры изоляции и расширить сферу применения, использовать их как в статическом так и в динамическом режимах работы, подверженных высокому температурному нагреву до +400/700°с в течении 240 минут, скрутки проводов выдерживают кратковременную 20 кратную перегрузку и многое другое.

Для уменьшения силы трения в подшипниках применяется антифрикционная минеральная смазка ЦЕТИЛ, которая обладает рядом особенностей и преимуществ, делающих двигатели всесторонние совершенными и надежными.

Анализ традиционного подхода к расчету асинхронного двигателя привел к отработке новой методологии расчету магнитного поля и намеченную эффективных путей по улучшению основных параметров асинхронных двигателей.

Для улучшения характеристик магнитного поля был предложен очевидный способ – совмещение двух схем «звезды» и «треугольника» в одной обмотке. Применение совмещенных обмоток в сочетании с новым пониманием теории протекании электромагнитных процессов в асинхронных двигателях дал ошеломляющий эффект. Экономии электроэнергии при той же полезной работе, достигает 30-50 %, на 3050% снижается пусковой ток. Повышается максимальный пусковой момент, КПД имеет высокое значение в широком диапазоне нагрузок, повышая cosφ облегчается работа двигателя при пониженном напряжении. Массовое внедрение асинхронных двигателей с совмещенными обмотками понизит потребление электроэнергии более чем на 30% и позволит улучшить экологическую обстановку.

"Экономика и социум" №3(58) 2019