Электродвигатели

Биты и байты → Электроника в промышленности → Электрические машины → Электродвигатели

Основой к обеспечению хорошей эффективности двигателя, во время самых минимальных всех вместе взятых затратах на эксплуатации, которые были потрачены на весь период службы – будет достаточно высока. Эффективность электродвигателя является главной мерой, того насколько именно хорошо он переделает электрическую энергию, которая не преобразовывается в работу и теряется в виде некоторого тепла. Для того чтобы повысить эффективность необходимо уменьшить все эти потери. Потери электрической энергии в различных электродвигателях можно поделить на пять категорий, две из них это потери в сердечнике, трение и потери на вентиляцию будут рассмотрены как в виде потерь холостого хода, который не каким образом не зависит от нагрузки. Потери в обмотках данного статора, а также в роторе и другие различные потери изменятся в соответствие с нагрузкой. На объем данных потерь можно повлиять на этапе разработки и изготовления, с помощью качества данных процессов.
Потери в сердечнике являются частью подводимой электрической энергии, затрачиваемой на проходимость сопротивления, которое вызвано магнитным материалом сердечника и изменяет его намагниченность. На этапе, где идет процесс разработки, данные потери можно уменьшить с помощью выбора более качественного электрической и технической стали для данного сердечника, при этом увеличивая сердечник, чтобы уменьшить плотность магнитного потока. Одним из важных факторов является надежность, особенно для изготовителей оборудования, которые устанавливаю двигатели для различных производителей в свои изделия. Потери на трение и вентиляцию порождены сопротивлением трения и воздуха в подшипниках данного ротора. В деталях, которые высокого качества, данные потери уменьшаются выбором уплотнений и подшипников, а также различных конструкций вентилятора и выбирая конфигурацию выбранного воздушного потока проходящий через двигатель. С одной стороны, вентилятор должен иметь большие размеры, чтобы обеспечивать нужное охлаждение, а с другой стороны, его габариты не должны быть через чур большими во избежание уменьшения эффективности и возрастания различного шума. Потери в обмотках статора является тепло, которое выделяется во время охлаждения тока проходящего через уже имеющиеся конечное сопротивление данной обмотки статора. Главным путем уменьшения потерь является оптимизация конструкции различных пазов статора. Также пластины статора обязаны иметь одинаковую форму и был сделаны из стали, которая имеет низкий уровень потерь – все это позволит увеличить напряжение магнитного поля. Пластины также должны быть качественно выровненные с тем, чтобы созданные ими каналы были абсолютно прямыми. Понятное дело что, чем тоньше будет пластина статора, тем больше она будет дороже стоить. Высокая эффективность электрических двигателей сулит хорошие выгоды, включая в виде уменьшения затрат на потребляемую электрическую энергию и ограничения на выбросы углекислого газа. Во всех странах ЕС в стержень классификации всех двигателей по эффективности заложена их энерго эффективность. Также существует и Европейская схема классификации, которая делит все двигатели по их эффективности энергии на 3 класса: EFF3, EFF2, EFF1, при этом самым высоким уровнем является EFF1. Схема стала очень успешной, и вытеснила с рынка все низкоэффективные двигатели, а сам уровень EFF1 стал рассматривать как обобщенный «знак качества» и показатель эффективности. В данный момент схема модернизируется в части метода проверки на эффективность, все это делается для того, чтобы облегчить сравнение различных двигателей от различных производителей. Но, при этом заказчику не нужно будет за нее платить. Производство и разработка очень надежных двигателей, которые имею хорошие характеристики в рабочих и пусковых режимах, а это и достижение достаточно тонкого баланса всей группы параметров, к которым относятся стоимость, эффективность, конструкция подшипников и вентилятора, форма пазов статора, уровни шума и вибрации, степень нагрева. Только абсолютно правильное сочетание всех факторов дает двигатели очень высокого качества – долговечность, надежность, эффективность, которые имеют оптимальную массу. При данном подходе основным является эффективность, техническая готовность и надежность. В суме всех затрат учтена электрическая энергия, именно поэтому на неё поставлена цена и её рост, вопрос затрагивает эффективность и переносит её в центр внимания. В большинстве стран власти ввели разные схемы для того, чтобы все заказчики пытались применять именно высоко эффективные двигатели. Все потери в роторе относятся к нагрузкам, а создаются различными токами в роторе и небольшими потерями в сердечнике. В двигателях высокой эффективности данные потери уменьшают увеличение сечение проводников ротора, которые коротко замкнутые, с целью уменьшения их сопротивления. Дополнительные потери могут возникнуть в результате различных утечек магнитного потока, которые наводятся токами в роторе. Данные потере можно уменьшить модернизированием геометрии пазов. Чем ниже температура, тем выше надежность. Двигатели, которые работают время от времени или которые вообще не используются в различных ответственных операциях, не обязательно должны обладать высокой надежностью. Естественно, поломка некогда не бывает приятной, но в результате она не всегда бывает серьёзной. Однако в процессе непрерывного производства, для примера, охлаждение газовой или нефтяной промышленности или приведение в движение машин, которые изготавливают бумагу, в таких случаях необходимо избегать неплановых простоев, в результате видим, что основной в таком случае характеристикой будет надежность. Остановка работы на пару минут, может обойтись предприятию в такую же сумму, как и покупка нового двигателя. Надежность считается основной для изготовителей оборудования, которое устанавливается на различные двигатели своего ряда. Во время отказа в работе двигателя, который выпущен данным изготовителем оборудования будет для заказчика считаться ненадежным, в результате чего изготовитель потеряет репутацию.
Надежность должна иметь самые высокие качества, он также влияет на используемые материалы. Цена материалов, в общей цене двигателя, занимает почти половину суммы. Следовательно, что если производитель сильно уменьшает стоимость, значить он использует менее качественные материла для изготовления двигателей. В результате чего страдает, готовая продукция. Чаще всего двигатели отказываются работать из-за обмоток и подшипников, именно поэтому данные компоненты играют очень важную роль в общей надежности всего двигателя. На период их службы очень сильным образом влияет рабочая температура, которая развивается внутри самого двигателя. В двигателе высокого качества, который работает с полной нагрузкой, температура обычно не превышает отметки в 80 градусов, а в двигателях низкого качества она может доходить до отметки в 100 градусов. Более высокой температура может образоваться в двигателях, которые специально сконструированы для работы при повышенных температурах и именно поэтому они имеют специальную изоляцию. Потребляемая электрическими двигателями доля расхода электрической энергии промышленностью оценивается примерно в 65%. Используя такое количество электрической энергии означает выбрасывание в атмосферу около 37 млн. тонн СО2 ежегодно. Для того чтобы обеспечить максимальную надежность нужно использовать подшипники очень высокого качества. Учитывая конкретные условия, после чего выбирается подходящая смазка и подшипник. Во время высоких температур смазка имеет возможность утратить все свои полезные свойства или наоборот, уменьшение рабочей температуры на 15 градусов, теоретически может удвоить период службы смазки, которая используется в подшипниках. Сильно высокие температуры внутри самого двигателя могут пагубно повлиять на период службы его изоляции. Повышение рабочей температуры примерно на 10% уменьшает срок службы изоляции в два раза. По данной причине большое количество электрических двигателей изготавливаются с обмотками, которые имеют класс стойкости к нагреванию изоляции F(155 градусов). Но они рассчитаны на применение при температуре не выше чем 130 градусов. Увеличение температуры в двигателе, который находиться в работе, является одной из возможных характеристик, которые являются объектом, проводим в данный момент времени исследований. Другими факторами данной надежности обмоток принято считать выдерживаемое напряжение. Чаще всего напряжение. Которое могут выдержать обмотки равно 1200В, но некоторые двигали поставляются с более высоким напряжением, иногда даже выше 1400В. В тот момент, когда данные обмотки вынуждены выдержать выбросы и пики напряжения, что можно наблюдать во время работы двигателя от регулируемого привода. Необходимо помнить, что разные области техники понятие надежность может пониматься совершенно по-разному. Для примера, в нефтегазовой промышленности надежностью принято считать первоочередную заботу. Двигателям довольно часто приходиться работать в достаточно суровых условиях, выдерживая при этом холод и жару, влагу и пыль. Данный опыт воплощается в изготовлении и разработке двигателей, которые имеют высочайшее качество, которые соответствуют действующим стандартам и нормам, являются безопасными и сохраняют свою эффективность и надежность в течении всего периода службы. Такими качествами характеризуется обмотка:

Чем выше качество двигателя, тем он лучше работает. Электрические двигатели считаются рабочими лошадками, особенно в современной индустрии, они играют важнейшую роль в попытках уменьшить потребление электрической энергии и выбросы в атмосферу углекислого газа. Используемая электрическими двигателями доля расхода электрической энергии промышленностью оценивается примерно в 65%. Выпуская такое количество электрической энергии означает ежегодное выбрасывание в атмосферу около 37 миллионов тонн углекислого газа. Если учесть громадный масштаб данный чисел, даже маленькое увеличение эффективности энергии каждого из двигателей может дать положительный результат, который может достичь глобального масштаба. У всех заказчиков есть довольно мощный финансовый стимул покупать именно эффективные электрические двигатели, даже не смотря на то, что они стоят дороже. Необходимо избегать перемотки. Перемотка данного двигателя, чаще всего, приводит к уменьшению эффективности не сильно заметно, как в других двигателях, которые имеют не высокое качество. Необходимо избегать больших размеров. Многие компанию, чаще всего, стараются купить двигатели больших размеров, даже больше чем им нужно. Это может происходить из-за многих причин. Эксплуатационные испытания, которые проводятся в различных обрабатывающих отраслях промышленности, дали результат, что в среднем электрический двигатель работает во время нагрузки до 60%, от номинальной. Кроме остальных неудобств, работа двигателя в данном режиме будет неэффективной. Более правильным решением было бы замена такого двигателя на меньше по размерам, но с большей эффективностью. Эффективной полностью всей системы в данном случае увеличиться. Применять регулируемы приводы нет не какого смысла, а также использовать двигатель, который обладает высокой эффективность, в системе, которая имеет неэффективное управление. Во многих вентиляционных и насосных системах расход, как и раньше, регулируется дросселирвоанием, в этот момент двигатели работаю на полной скорости. Наблюдаем за чрезмерной расточительностью. Чтобы этого избежать, необходимо использовать регулируемые приводы, которые обеспечат оптимальную скорость, а также точность её соблюдения, в результате мы получим хорошую экономию электрической энергии. Недавние исследования, которые были проведенные в г. Лапперанта, страна Финляндия, показали, что использование данных приводов в насосных установках, которые работают параллельно, позволяет сэкономить около 70; электрической энергии. Существует три пути для увеличения эффективности электрической энергии дороже на 5-7 % , возможно даже до 20%. Данные затраты окупаются довольно быстро за счет уменьшения потребления электрической энергии, если включить период службы двигатель использует электрической энергии на сумму примерно в 100 раз большую, чем его стоимость. Эффективность является одной областью различных технических характеристик, а затраты не энергию является только одним элементом всех затрат за период службы. В результате из-за значительных затрат средств на техническое обслуживание и простоев вследствие маленькой надежности имеют шанс стать значительными.