Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію
Останні новини
Останні новини
Прощайте газ і нафта! Відновлювана енергія стала найдешевшою у 30 країнах
17.01.2017р.

Згідно зі звітом Всесвітнього економічного форуму...

«ЛЕО» планує відмикати бюджетні установи через борги
17.01.2017р.

ТОВ «Луганське енергетичне об'єднання» з 23 січня 2017...

Споживачі нарешті отримують компенсацію за неякісні послуги
17.01.2017р.

З 12 січня споживачі мають можливість отримувати...

«Зеленої» енергетики в Україні буде вдесятеро більше
16.01.2017р.

Частка відновлювальної енергетики у загальній...

Парк сонячної енергетики у Чорнобильській зоні: отримано 39 заявок
16.01.2017р.

Міністерство екології та природних ресурсів...

Опитування
Опитування

Вам подобається оновлений портал?

4587
19.01.2009р. |
Новий сплав підвищує ефективність асинхронних двигунів

Для збільшення максимальної потужності вибухозахищених асинхронних двигунів фахівцями Українського науково-дослідного інституту вибухозахищеного обладнання (м. Донецьк) створена нова екологічно чиста енергоресурсозбережувальна технологія виготовлення роторів з литою мідною короткозамкненою обмоткою.

Про переваги нової технології розповідає заступник директора з наукової роботи Інституту вибухозахищеного електрообладнання Віктор Анатолійович ЧУВАШЕВ.

- Вирішення проблеми підвищення енергетичних показників вибухозахищених асинхронних двигунів є частиною національної програми енергозбереження, що сформульована державною інспекцією енергозбереження. Через подорожчання електроенергії, стає більш актуальною її економне використання під час гірничих робіт.

Нині на шахтах України широко використовуються двигуни з литою алюмінієвою короткозамкненою обмоткою ротора, які мають недостатню потужність у роботі із в’язким і міцним вугіллям. Окрім того, низька перевантажувальна здатність і низька надійність призводять до зростання вартості видобутку гірничої маси. Наявність “провалів” у механічній характеристиці спричиняє “застрягання” двигунів на проміжній частоті обертання і, як наслідок, призводить до термічних пошкоджень литих алюмінієвих короткозамкнених обмоток роторів. Аби запобігти цьому, необхідно було створити нове, недороге технічне рішення.

В УкрНДІ ВЕ вирішили замінити матеріал обмотки ротора - замість алюмінію застосувати мідь. Для досягнення цієї мети, знадобилися значні розрахунково-теоретичні й експериментальні дослідження. Одним із перспективних напрямів стала оптимізація форми і геометричних розмірів паза ротора з метою мінімізувати витрати під час виробництва й експлуатації асинхронного двигуна. Зазначимо, що таку роботу проводили над усіма вибухозахищеними асинхронними двигунами потужністю від 1,1 до 400 кВт і лише в УкрНДІ ВЕ.

Вперше у розрахунках і проектуванні вибухозахищених асинхронних двигунів повністю враховано умови експлуатації, режими навантаження, технічні вимоги до цього класу двигунів. Розглянуто тенденції розвитку подібних вибухозахищених двигунів і запропоновано напрями підвищення їх ефективності. Вперше сформовано критерії оцінки і порівняння асинхронних двигунів з литою мідною короткозамкненою обмоткою ротора з аналогами, що серійно виготовляються заводами України.

Подальший розвиток вибухозахищених асинхронних двигунів стосувався особливостей литої мідної обмотки ротора, а саме: зміни структури матеріалу осердя ротора при заливанні міддю, а не алюмінієм; зміни поперечного опору між пазами за експоненційним законом; регулювання закону зміни енергомеханічних і електродинамічних характеристик вибухозахищених асинхронних двигунів залежно від конструкції пазів ротора і електропровідності сплаву міді, що змінюється по висоті паза ротора.

Розроблено метод впливу стохастичного навантаження вибухозахищених асинхронних двигунів на його електромагнітний момент з врахуванням особливостей амплітудно-частотних характеристик асинхронних двигунів з литою мідною короткозамкненою обмоткою ротора і змінною по висоті паза ротора електропровідністю сплаву міді. Виконані чисельні дослідження електромагнітного поля на підставі методу кінцевих елементів, що дали змогу уточнити параметри і характеристики асинхронних двигунів і підвищити точність їх розрахунку. За результатами розрахунку поля побудовані криві зміни електромагнітного моменту при розгоні асинхронного двигуна з литою мідною обмоткою і алюмінієвою обмоткою ротора, а також розрахунок втрат від вихрових струмів у валу.

З урахуванням перелічених вище особливостей литої мідної короткозамкненої обмотки (ЛМКО) ротора розроблена методика електромагнітного і електродинамічного розрахунку двигунів з ЛМКО ротора для приводу гірничих машин, на підставі якої виконано розрахунки двигунів з ЛМКО ротора нового покоління, розроблено конструкторську документацію і виготовлено за новою технологією дослідні зразки на ВАТ “Первомайський електромеханічний завод ім. К. Маркса”. Розглянуто питання надійності, економічної ефективності та конкурентноспроможності асинхронних двигунів нового покоління і запропоновано способи їх подальшого підвищення.

Стендові й експлуатаційні випробування дослідних зразків асинхронних двигунів з литою мідною обмоткою свідчать, що порівняно з аналогами нове покоління електродвигунів забезпечує:

- підвищення потужності у 1,3-1,7 раза;
- підвищення ККД на 1,5–3,0%;
- підвищення перевантажувальної здатності в 1,4–1,7 раза;
- підвищення показників надійності у 1,5–2,5 раза;
- зниження рівня звукового тиску на 15–20 дБ;
- стійкість режимів роботи при стохастичних навантаженнях з частими пусками (до 160 год-1).

Особливістю технології виготовлення роторів вибухозахищених асинхронних двигунів є використання нового сплаву з мідних відходів виробництва (непридатні до ремонту обмотки з проводів, що використовуються у виробництві асинхронних двигунів, відходи силових кабелів, монтажні проводи, непридатні до ремонту мідні деталі тощо). Сплав має питому електричну провідність від 55 до 60 МСм/м з високими механічними властивостями: межа текучості – 57 МПа, часовий опір на розрив – 214 МПа, відносне подовження – 48%, звуження – 50%. Застосування литої мідної обмотки ротора дає змогу вирішити одну з найактуальніших проблем сучасної техніки – суттєво знизити шкідливий рівень шуму (на 15–20 дБ) у діапазоні частот 50–8000 Гц з одночасним збільшенням корисної потужності, перевантажувальної здатності, ККД, надійності й економічні ефективності.

Нині близько 65% електричної енергії, що використовується промисловістю, реалізується у системах електроприводу. Саме це є причиною прийняття у Сполучених Штатах Америки у жовтні 1997 року Федерального закону ЕРАСТ, що є складовою Енергетичної політики і Постанови про охорону природи і раціональне використання природних ресурсів. Цей закон встановлює мінімальні рівні ефективності електродвигунів, що імпортуються в США як окремо, так і у складі механізмів. Відповідно закону на постачання двигунів з ККД, нижчим від встановленого накладається штраф. Нині усі вироблені у США двигуни відповідають ЕРАСТ.

З 1 січня 2000 року аналогічні вимоги прийняті в Євросоюзі у вигляді Постанови про класифікацію Агентства з охорони навколишнього середовища, згідно з якого введено три класи ефективності двигунів з ККД: нормальний – EFF3, підвищений – EFF2, високий – EFF1. До класу EFF3 належать двигуни, що мають ККД нижчий, ніж EEF2. Асинхронні двигуни, що випускаються нині у Росії за рівнем ККД переважно відповідають класу EFF2. Однак Держстандартом Росії ГОСТ Р 51677-2000 “Машины электрические асинхронные мощностью от 1 до 400 кВт включительно. Двигатели. Показатели эффективности” встановлюються значення ККД двигунів з нормальним і підвищеним ККД (енергозбережувальні двигуни), тобто у Росії відреагували на законодавчі акти США та ЄС, чого нажаль, ще не зробили в Україні.

Важливим економічним критерієм є збільшення терміну експлуатації асинхронних двигунів з литою мідною короткозамкненою обмоткою ротора у два рази порівняно з аналогами. При цьому оптимізована конструкція ротора з мідною обмоткою має активну довжину меншу, ніж з алюмінієвою.

За розрахунками фахівців США перехід на литу мідну обмотку короткозамкнених роторів і підвищення ККД на 1% тільки у США дозволить зекономити до 20 ТВт·год електроенергії на рік. Окрім того, застосування міді в обмотці ротора дозволить виконати асинхронні двигуни коротшими і зменшити витрату міді у статорі. Це економить 90 000 тонн міді у США і до 500 000 тонн  міді у світі.

Німецька фірма SEW-Evrodrive у 2003 році випустила на ринок серію асинхронних двигунів потужністю від 1,1 до 37 кВт, у яких обмотка ротора виконана з міді шляхом лиття під тиском. Такі двигуни мають ККД 94 - 96 %, що значно перевищує вимоги норм США (ЕРАСТ)  і країн ЄС (Premium Efficiency). В Італії та Франції у 2004 році проведено дослідження асинхронних двигунів з литою мідною обмоткою ротора потужністю 3,5; 7,5 та 15 кВт у комбінації з електротехнічною сталлю високої якості (з питомими втратами 3,5 Вт/кг і високою магнітною проникністю). Результати досліджень підтвердили збільшення їхнього ККД. Також слід відмітити досягнення у цьому напрямі фірм WEG (Бразилія) та низки підприємств Індії. Таким чином, експлуатаційні випробування асинхронних двигунів з литою мідною короткозамкненою обмоткою ротора у США, Франції, Італії, Німечині, Польщі, Бразилії та Індії підтвердили припущення, що поліпшені технічні характеристики і збереження електроенергії є наслідком використання асинхронних двигунів нового покоління і що термін окупності більш дорогого двигуна дуже незначний.

Окрім економії електроенергії і матеріалів, підвищення ККД дозволяє зменшити викиди СО2 в атмосферу. У Великобританії асинхронні двигуни споживають близько 43% усієї електроенергії, і під час її виробництва в атмосферу викидається близько 100 млн. тонн СО2. Застосування литої мідної короткозамкненої обмотки у роторах двигунів дасть змогу зменшити викиди СО2 на 3 млн. тонн. Для усієї Європи економія склала б 1 млрд фунтів стерлінгів і зменшення викидів СО2 на 20 млн. тонн.

Фахівці Українського науково-дослідного інституту вибухозахищеного електрообладнання переконані, що впровадження енергоресурсозбережувальної технології у масове виробництво значно скоротить габаритні розміри вітчизняних двигунів і водночас збільшить їх що потужність, що зробить їх конкурентоспроможними на світовому ринку.

За матерілами Всеукраїнської галузевої газети "Електротема"

http://www.eltema.com.ua/ 

Теги та ключові фрази
обмотка ротора виконана з міді литвом під тиском, ціна нового мідного проводу за 1 кг., Ремонт обмоток короткозамкнених роторів, лмко ротора, ККД асинхронного електродвигуна та способи його пидвишення, Іванов Ю. Новий сплав підвищує ефективність асинхронних двигунів. Електротема. Всеукраїнська галузева газета. №19 (99), 2006, характеристики короткозамкнений асинхронний двигун, серії асинхронних двигунів, розрахунок ефективності двигунів, технологія ремонту асинхронних двигунів


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку




Інші статті
17.11.2010р.

Електричні щити 2

Електричний щит - це початок всієї електричної частини будівлі, і не важливо, що це - величезний завод у мегаполісі або скромний будиночок у селі. Скрізь є електричні щити

18.08.2010р.

Пристрій для плавного пуску електродвигуна

Одним із самих головних недоліків асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором є наявність у них великих пускових струмів. І якщо теоретично методи їх зниження були добре розроблені вже досить давно, то ось практично всі ці розробки застосовувалися дуже в рідкісних випадках

Більше статей за тегами
При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.