Почему двигатели с КПД классов IE4 и IE5 широко применяются на рынках энергосберегающей модернизации насосов, вентиляторов и компрессоров

В любом нефтеперерабатывающем заводе, шахте или шинном заводе из центра управления двигателями можно извлечь журналы работы — и три типа машин потребляют более 60 % счета за электроэнергию: центробежные насосы, дымососы и воздушные компрессоры. Большинство устаревших агрегатов были избыточно мощными ещё десятилетия назад и с тех пор работают в условиях дросселирования клапанов, прижатых заслонок или циклов «нагрузка/разгрузка». Стандартные асинхронные двигатели классов IE2 и IE3 теряют киловатт-часы в этих установках, поскольку наведённый в роторе ток создаёт значительное тепловыделение в меди, а КПД и коэффициент мощности резко падают при работе ниже половины номинальной нагрузки.

Замена устаревших асинхронных приводов на Двигателя с КПД класса IE4/IE5 стал наиболее востребованным решением для модернизации на Sinopec, Shandong Gold Mine и Linglong Tire, поскольку одновременно устраняет потери в двигателе и потери из-за дросселирования. ENNENG разрабатывает и производит вращающееся оборудование с постоянными магнитами в едином диапазоне мощности от 5 кВт до 5 МВт и диапазоне напряжения от 110 В до 690 В, а также вертикальные ветрогенераторы мощностью от 1 кВт до 10 кВт (с акцентом на модели мощностью 3 кВт, 5 кВт и 10 кВт). Встраивая высококачественные постоянные магниты NdFeB (неодим-железо-бор) в ротор, ENNENG Решение для энергосбережения в двигателях устраняет ток возбуждения ротора и скольжение, обеспечивая синхронную работу с выходным сигналом преобразователя частоты (VFD) при нагрузке от 25 % до 100 %.

Почему модернизация систем подачи жидкости и воздуха окупается быстрее других усовершенствований

Светодиодный модуль Двигателя с КПД класса IE4/IE5 стоящий на складе двигатель ничего не экономит, однако установка его на насос или компрессор, работающий 7500 часов в год, превращает каждый процент снижения потерь в нарастающий денежный поток.

Нулевые потери в медных обмотках ротора и растущий регуляторный импульс со стороны ЕС/IEC

Согласно стандартам IEC 60034-30-1 и IEC TS 60034-30-2, класс IE4 обозначает сверхвысокую энергоэффективность, а класс IE5 — ультравысокую энергоэффективность. В соответствии с регламентом ЕС по экодизайну 2019/1781 для двигателей мощностью от 75 до 200 кВт обязательным стал класс IE4; поэтому глобальные покупатели рассматривают IE4 и IE5 как базовые технические требования при модернизации. В асинхронном двигателе ток должен постоянно индуцироваться через воздушный зазор в стержни ротора. Двигатель ENNENG Синхронный двигатель с постоянными магнитами имеет собственное постоянное магнитное поле на роторе, что снижает потери в медных обмотках ротора до нуля. Такая конструкция повышает номинальный КПД на 2–5 % по сравнению с асинхронными двигателями и обеспечивает понижение роста рабочей температуры на 20 К — при непрерывной работе превышение температуры остаётся ниже 60 К.

Использование кубического закона подобия для экономии энергии при частичных нагрузках

Насосы, вентиляторы и компрессоры редко работают на 100 %-ной производительности. Для центробежных насосов и вентиляторов законы подобия показывают, что снижение скорости вращения на 20 % почти вдвое уменьшает потребляемую мощность на валу. Проблема стандартных асинхронных двигателей заключается в том, что их КПД и коэффициент мощности резко падают при управлении частотным преобразователем (ЧП) на режимах ниже 50 % нагрузки. Двигатель ENNENG Двигателя с КПД класса IE4/IE5 поддерживает плоскую эффективность в диапазоне от 25 % до 120 % номинальной нагрузки и сохраняет коэффициент мощности от 0,95 до 1,0 (по сравнению с 0,86 у асинхронных двигателей). Снижение тока линии более чем на 10 % охлаждает трансформаторы и кабели, одновременно устраняя конденсаторные батареи.

Согласование электродвигателя с насосами, вентиляторами и компрессорами на производственной площадке

Настоящий Решение для энергосбережения в двигателях выходит за рамки номинальных данных электродвигателя, чтобы оптимизировать подачу крутящего момента на рабочее колесо, ступицу вентилятора или винтовой блок компрессора

Насосы и вентиляторы: открытие клапанов и отказ от редукторов для вентиляторов

В насосных отделениях для водоподготовки и химических производств сочетание Двигателя с КПД класса IE4/IE5 с ЧРП позволяет операторам открывать дроссельные напорные клапаны и регулировать расход путём изменения частоты вращения, поддерживая работу насоса вблизи точки наивысшего КПД (BEP) и предотвращая разрушение уплотнений из-за гидравлического удара. Для вентиляторов охладительных башен и печных дымососов увеличение числа полюсов ротора с постоянными магнитами позволяет двигателю ENNENG Двигатель с частотным регулированием вращаться непосредственно на рабочей скорости вентилятора (80–220 об/мин), обеспечивая прямое соединение с рабочим колесом без редуктора или промежуточного вала. Устранение редуктора исключает утечки масла, износ муфт и необходимость технического обслуживания защитных кожухов валов в соответствии с требованиями OSHA 1910.219, при этом уровень вибрации остаётся в пределах стандартов ISO 10816 и ISO 20816, а шум — ниже 55 дБ.

Воздушные компрессоры: прекращение сброса воздуха при разгрузке и уменьшение занимаемой площади

Компрессоры винтового типа с фиксированной скоростью теряют от 30 % до 35 % киловатт при полной нагрузке во время работы в разгруженном режиме между заданными значениями давления. Модернизация компрессора с установкой двигателя ENNENG Двигателя с КПД класса IE4/IE5 и индивидуальный преобразователь частоты динамически подстраивает скорость двигателя под текущий спрос на воздух, обеспечивая плавный пуск и подтверждённую экономию электроэнергии до 50%— в то время как модернизация соответствующего тяжёлого оборудования на линиях по производству резиновых шин позволяет сэкономить 7–40 % . Поскольку потери в роторе отсутствуют, плотность мощности возрастает; поэтому ENNENG изготавливает каждый двигатель на одну–две размерных категории меньше, чем аналогичный асинхронный двигатель, что обеспечивает лёгкую установку в компрессорные шкафы и насосные блоки ограниченных габаритов. Обмотки статора соответствуют стандартам ANSI/NEMA MG 1 Часть 31 по диэлектрической стойкости к ШИМ и нормам заземления NFPA 70.

Шеститочечный полевой контрольный перечень перед заказом двигателя для модернизации

Разработано инженерами Национального инженерного центра по постоянным магнитам на основе редкоземельных элементов и подкреплено десятками патентов; ENNENG адаптирует каждый Двигателя с КПД класса IE4/IE5 и Решение для энергосбережения в двигателях в диапазоне напряжений от 110 В до 690 В (380 В/660 В/1140 В), а также в высоковольтных исполнениях на 6 кВ и 10 кВ. Перед установкой нового двигателя на существующий блок руководители проектов должны проверить три параметра на месте:

• Проверка реального расхода и журналов потребляемой мощности (кВт): Замерьте исходные значения тока, положения клапанов или заслонок, а также циклы нагрузки по сменам — вместо расчёта по устаревшей номинальной табличке с завышенными параметрами.

• Проверка совместимости корпуса двигателя и преобразователя частоты: Подтвердите размеры крепления по стандартам IEC/NEMA, высоту вала, защиту изолированных подшипников и фильтрацию гармоник от преобразователя частоты в заданном диапазоне скоростей.

• Соблюдайте осторожность при охлаждении и выравнивании: Укажите степень защиты IP55/IP65 для мойки или защиты от пыли, выполняйте лазерное выравнивание соединённых валов и удаляйте пыль с рёбер охлаждения во время простоев, чтобы поддерживать повышение температуры ниже 60 К.

Обратитесь в инженерную компанию ENNENG

Свяжитесь с Инженерная поддержка ENNENG совместно с журналами насосов, вентиляторов или компрессоров для получения индивидуального Двигателя с КПД класса IE4/IE5 расчёта модернизации:

• WhatsApp:+86 18562780228
• Электронная почта:  [email protected]
• Телефон:  +86 532 66000559

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Почему двигатель повышенной эффективности класса IE4/IE5 предпочтителен при модернизации насосов, вентиляторов и компрессоров?

A:Насосы, вентиляторы и компрессоры работают тысячи часов ежегодно при изменяющихся нагрузках, при которых стандартные асинхронные двигатели теряют эффективность и коэффициент мощности. Двигатель повышенной эффективности ENNENG класса IE4/IE5 устраняет потери в медном роторе, обеспечивая стабильный уровень эффективности в диапазоне нагрузок от 25 % до 120 %, снижает ток в сети более чем на 10 % и позволяет достичь экономии электроэнергии до 50 % на воздушных компрессорах с регулируемой скоростью.

Вопрос: Почему комплексное решение «Двигатель для энергосбережения» эффективнее, чем простая замена только двигателя?

A:Полное решение по энергосбережению включает двигатель с постоянными магнитами класса эффективности IE5 и регулятор частоты вращения (VFD), соединённые напрямую; это позволяет операторам полностью открывать клапаны насосов, удалять заслонки вентиляторов и исключать механические редукторы. Такой системный подход обеспечивает снижение потребляемой мощности в соответствии с кубическим законом подобия, при этом температура двигателя остаётся на 20 К ниже (ниже 60 К), а уровень шума — ниже 55 дБ.

Вопрос: Какие номинальные значения мощности и напряжения может адаптировать ENNENG для проектов модернизации промышленного оборудования?

A:ENNENG разрабатывает под заказ двигатели и генераторы промышленного назначения классов эффективности IE4/IE5 в едином диапазоне мощностей от 5 кВт до 5 МВт и рабочих напряжений от 110 В до 690 В (а также варианты на 380 В/660 В/1140 В и 6 кВ/10 кВ), а также вертикальные ветрогенераторы мощностью от 1 кВт до 10 кВт, ориентированные преимущественно на модели мощностью 3 кВт, 5 кВт и 10 кВт. Компактные корпуса совместимы с существующими посадочными местами по стандартам IEC и NEMA.