Вернуться к старому виду сайта
Задать вопрос

или свяжитесь с нами по телефону +7 (495) 792-57-57

Защита от автоматического заполнения Введите символы с картинки*

* - обязательные поля

Силовая электроника
+7 (495) 792-57-57

Современные типы двигателей: новое – это хорошо забытое старое

В рамках новой директивы ЕС по энергопотребляющей продукции приоритетным будет переход на энергоэффективные двигатели.

Истощение запасов ископаемого топлива, изменение климата и глобальное потепление являются лишь частью причин, заставляющих задуматься о значительном снижении энергопотребления. Достичь этого можно только с применением огромных усилий, в том числе и со стороны Европейского союза. Директива ЕС по энергопотребляющей продукции, одобренная 6 июля 2005 г. (2005 / 32 / EC), формирует правовую основу, устанавливающую требования к экологическому проектированию энергопотребляющей продукции в целях достижения таких масштабных задач, как снижение энергозатрат и выбросов углекислого газа к 2020 г. Проект (2009 / 125 / EG) от 21 октября 2009 г. также включает в себя требования к экодизайну потребляющих энергию продуктов.

ЕС признает электронные системы управления одним из ключевых факторов эффективности двигателей – особенно тех, которые задействованы в различных отраслях промышленности. Двигатели являются связующим звеном между электропитанием и механическими процессами в промышленном и коммерческом секторах, на которые приходится большая часть общего энергопотребления. Две трети общего промышленного потребления приходится на машины, управляемые электродвигателями. В одной только Германии можно сэкономить 38 млрд. кВт*ч в год, просто заменив многие устаревшие приводы в промышленном, коммерческом секторах и государственных учреждениях современными. А замена приводов по всей Европе позволит сократить энергопотребление на целых 135 млрд. кВт*ч, что эквивалентно 69 млн. тонн выбросов углекислого газа. (Источник: ZVEI, "Двигатели и управляемые приводы").

Внедрение директивы требует пересмотра ситуации и использования новых технологий

типы двигателей для различных применений

Для достижения указанных целей множество стран мира – в том числе страны Евросоюза – установили официальные минимальные классы эффективности для электродвигателей. Соответствие данным классам эффективности является обязательным для производителей и потребителей. К тому же, в настоящее время все больший акцент делается на повышении производительности и эффективности работы двигателей.

Для стран Евросоюза Регламентом № 640/2009 установлены требования к экодизайну электродвигателей - такие как соответствие классам эффективности двигателя и использование электронного регулирования скорости. Новые регламенты устанавливают классы эффективности с ограничениями по току, прописанными в EN 60034-30 и EN 60034-30-1. Для соответствия их требованиям необходимо внести изменения в опробованные и новые технологии работы двигателей.

В результате, пользователи теперь вынуждены сталкиваться с проблемой выбора подходящей технологии из множества имеющихся. Что скрывается за множеством терминов и различными технологиями? Являются ли они новыми или же усовершенствованными старыми? В равной ли степени каждый тип двигателя подходит для различных применений?

Способы оптимизации эффективности

Директива Европейского Союза по энергопотребляющей продукции (ErP) предусматривает конкретные сроки для производителей двигателей, к которым они обязаны переоснастить двигатели для их соответствия установленным классам эффективности (см. Табл. 1). Стандартные асинхронные двигатели, разработанные в 1889 г., до сих пор широко используются в промышленности. Вместе с тем значительную долю рынка начинают занимать и другие активно развивающиеся типы двигателей.

Итак, каким образом можно добиться соответствия классам эффективности? Во-первых, производители стремятся свести к минимуму потери в роторе и статоре. Одним из способов достичь этого является использование более дорогих материалов с улучшенной магнитной, а также электрической проводимостью, например, использование в роторе меди вместо алюминия. Однако необходимо отметить, что это приводит к повышению общей стоимости оборудования и может отрицательно сказаться на спросе.

Данная статья охватывает широкий круг вопросов, однако ее целью не является подробное научное рассмотрение особенностей различных типов двигателей и технологий. Напротив, ее главное назначение в том, чтобы представить пользователям краткий обзор характеристик, областей применения, преимуществ и недостатков каждого типа - с тем, чтобы пользователь смог самостоятельно определиться с выбором подходящей технологии и грамотно сформулировать производителю вопросы по ее применению. В данной статье рассматриваются следующие типы двигателей:

Данный порядок является произвольным и не указывает на преимущество какого-либо типа перед остальными.

Вывод

Очевидно, что Директива ЕС по энергопотребляющей продукции (ErP) и экономическая и социальная необходимость повышения энергоэффективности в значительной мере стимулировали рынок производства двигателей. В результате на рынке появилось большое количество конкурентоспособных новых или усовершенствованных моделей данных устройств. Мы с интересом следим за тем, какая же технология - или технологии - займут лидирующую позицию в долгосрочной перспективе.

Безусловно, процесс модернизации двигателей на этом не останавливается. Так, например, некоторые производители уже экспериментируют с использованием ферритов вместо обычных магнитов, и полученные результаты исследований являются весьма многообещающими.

Пользователям крайне важно определиться в необходимости использования высокоэффективных двигателей. Так, к примеру, применение двигателей классом эффективности IE4 не всегда целесообразно из-за сравнительно высокой стоимости или высокой инерции, если речь идет о системе с большой нагрузкой. Переоснащение оборудования для перехода от класса IE3 к IE4 намного более затратно, чем для перехода от класса IE1 к классу IE2. Зачастую материальные затраты превышают полезный эффект, ведь не всегда использование современного двигателя результируется в повышении эффективности системы. Согласно исследованиям ИЛК Дрезден, вентиляторный EC-двигатель показал пониженный уровень эффективности работы по сравнению с другими менее качественными двигателями, несмотря на наличие у него класса эффективности IE4.

В заключение хотелось бы отметить, что некоторые из упомянутых в статье недостатков могут быть сглажены благодаря применению оптимизационных мер. Однако не стоит забывать и о том, что в некоторых случаях подобные меры могут сказаться на работе устройства негативно.

Целью этой статьи является упрощение процесса выбора подходящего двигателя пользователем.

Майкл Бургхардт
Product Manager VLT® HVAC Drive FC100
Приводная техника Danfoss VLT
Оффенбах/Майн