2.1.1. Энергоэффективные двигатели
Общая характеристика и производственная информация
Энергоэффективные двигатели и высокоэффективные двигатели отличаются повышенной энергоэффективностью. Начальные затраты на приобретение такого двигателя могут быть на 20– 30 % выше по сравнению с традиционным оборудованием при мощности двигателя более 20 кВт, и на 50–100 % при мощности менее 15 кВт. Конкретная величина стоимости зависит от класса энергоэффективности (двигатель более высокого класса содержит больше стали и меди), а также других факторов. Однако при мощности двигателя 1–15 кВт может быть достигнуто энергосбережение в размере 2–8 % от общего энергопотребления.
Приводя к меньшему нагреву двигателя, сокращение потерь способствует и продлению срока службы изоляции обмоток, а также подшипников. Поэтому при переходе к использованию энергоэффективных двигателей во многих случаях:
повышается надежность работы двигателя;
сокращаются продолжительность простоев и затраты на техническое обслуживание;
возрастает устойчивость к тепловым нагрузкам;
улучшается способность к работе в условиях перегрузки;
возрастает устойчивость к различным нарушениям эксплуатационных условий – повышенному и пониженному напряжению, несбалансированности фаз, искажению формы напряжения и тока;
увеличивается коэффициент мощности;
снижается уровень шума.
Согласно общеевропейскому соглашению между Европейским комитетом производителей электротехнического оборудования и силовой электроники (CEMEP) и Европейской Комиссией, на большинстве электродвигателей, производимых в странах ЕС, четко указывается их уровень энергоэффективности. Европейская схема классификации электродвигателей, применяемая к двигателям мощностью менее 100 кВт, устанавливает три класса эффективности, обеспечивая стимулы для производства более эффективных моделей:
EFF1 (высокоэффективные двигатели);
EFF2 (двигатели стандартной эффективности);
EFF3 (низкоэффективные двигатели).
Эта классификация применима к 2-х и 4-х полюсным трехфазным асинхронным двигателям переменного тока с короткозамкнутым ротором, номинальными напряжением и частотой 400 В и 50 Гц, номинальным режимом работы и номинальной механической мощностью от 1,1 до 90 кВт. Именно на такие двигатели приходится наибольшая доля продаж на рынке. На рис. 2.2 показана зависимость энергоэффективности каждого из трех классов двигателей от номинальной мощности.
Рис. 2.2. Энергоэффективность трехфазных индукционных электродвигателей
Ожидается, что производство двигателей классов EFF3 и EFF2 будет прекращено к 2011 г. во исполнение требований Директивы ЕС по экологическому проектированию энергопотребляющей продукции. Во время подготовки документа [4] Международная электротехническая комиссия (МЭК) работала над созданием новой международной классификации электродвигателей, согласно которой двигатели классов EFF2 и EFF3 относятся к низшему классу энергоэффективности, а двигатели с характеристиками, превосходящими EFF1, образуют новый высший класс.
Большую помощь в выборе оптимального двигателя может оказать специализированное программное обеспечение, например, Motor Master Plus или EuroDEEM, рекомендуемое проектом EU-SAVE PROMOT.
При выборе оптимальных решений в области электроприводов может использоваться база данных EuroDEEM, в которой собраны данные об энергоэффективности более чем 3500 типов двигателей от 24 производителей (публикуется Европейской Комиссией).