A Framework of Energy Efficient Mobile Sensing for Automatic User State Recognition
Energy Efficient Motor Drive Systems 2006
Transcript of Energy Efficient Motor Drive Systems 2006
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
Εξοικονόμηση ΕνέργειαςΟικονομική και Οικολογική σημασία
• Ηλεκτρικά κινητήρια συστήματα:αντιπροσωπεύουν ≈ 70 % τηςβιομηχανικής ενεργειακήςκατανάλωσης
• Ενεργειακό δυναμικό εξοικονόμησηςανά έτος (μόνο στη Γερμανία):
20 TWh =8 ΑΗΣ (συμβατικού καυσίμου)11 εκατ. τόννοι εκπομπών CO21.5 δισ. EUR ενεργειακό κόστος
Βελτίωση Διαδικασίας Κινητήρες Εξοικ. Ενέργειας
Τεχνολογία ΚίνησηςΧαμηλών Απωλειών
Το μεγάλο ενεργειακό κόστος έχει άμεση επίδραση στα λειτουργικά έξοδα.Μείωση αυτών σημαίνει φιλική περιβαλλοντικά και οικονομικότερη παραγωγή.
n
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
Εξαρτάται από τις επιπλέον χρεώσεις! Το συνολικό κόστοςκατά τη διάρκεια ζωής του κινητήρα (περίπου 3000h/έτος)
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
Γιατί αναπτύχθηκε η νέα σειράηλεκτροκινητήρων ΕFF1/EFF2 κατά CEMEP
Οι κύριοι στόχοι των Ευρωπαίων κατασκευαστώνηλεκτροκινητήρων είναι:
Αύξηση του οφέλους των χρηστών με αυξημένη οικονομία σεενεργειακά έξοδα
Διαφάνεια της Αγοράς για πελάτες και χρήστες μηχανημάτων
Δυνατότητα επιλογής του σωστού κινητήρα από τον χρήστη
Διατήρηση της κυριότητας του εξοπλισμού από τον χρήστη
Αποφυγή χρονοβόρων γραφειοκρατικών διαδικασιών μεεθελοντική δέσμευση των κατασκευαστών ηλεκτροκινητήρων
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
Περιοχή λειτουργίας ηλεκτροκινητήρωνεξοικονόμησης ενέργειας (κατά CEMEP EFF1/2)
Kλάση Απόδοσης κατά CEMEP για ισχύ ως 90kW και μόνο για 2-πολικούς και 4-πολικούς. Για 6- και 8-πολικούς δεν υπάρχει κωδικοποίηση κατά CEMEP για κλάση απόδοσης
25hp /(18,5kW)
40hp/ (30kW)0,12hp/ (0,09kW)
200hp/(150kW)
180 | 200
0,09 200
56 315
30
90
18,5 20090
200hp/(150kW)
1LG6 „νέο“
FS
FS
180 | 20056 315
1LG6 „νέο“
1LA9 1LA6
1LA9 1LA6
1LG4 „νέο“
kW
18,5 200
IEC *) 50Hz
EPACT 60Hz
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
0,18
0,25
0,37
0,55
0,75 1,
1
1,5
2,2 3 4
5,5
7,5 11 15
18,5 22 30 37 45 55 75 90 110
132
Ονομαστική ισχύς σε kW
Βαθ
μός απ
όδοσ
ης %
κινητήρας εξοικ.ενέργειας
Στάνταρ κινητήρας
Σύγκριση-βαθμού απόδοσηςκινητήρας ΕFF2 / στάνταρ κινητήρας
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
Mέθοδοι Μείωσης των επιμέρους απωλειών
Καλύτερη ποιότητα τωνμεταλλικών φύλλων πυρήνα
Μειωμένη μαγνητικήκαταπόνηση
Μεγαλύτερος πυρήνας
P Fe1 ~ K Fe * B2
B2 ~ 1/ m2Fe
ΕΙΣΟΔΟΣ
Ενεργή ΙσχύςΤροφοδοσίας
OUTPUTΜηχανικήΈξοδος
Μειωμένη ΑντίστασηΤυλιγμάτων λόγω
μεγαλύτερης διαμέτρουκαλωδίου σπείρας
Μειωμένη ΑντίστασηΤυλιγμάτων
λόγω μεγαλύτερωνκαναλιών ρότορα
(γεωμετρία τομήςρότορα)
PRΒελτιωμένατριβεία
(ρουλεμάν) και
ανεμιστήρεςψύξης
P CU1 ~ I12 * R1
P CU2 ~ I2‘2 * R2‘
ΣΤΑΤΗΣ
ΡΟΤΟΡΑΣ
Αύξηση της απόδοσης λόγω της ευρύτερης χρήσης ενεργών υλικών
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
0,12
0,18
0,25
0,37
0,55
0,75 1,1
1,5
2,2 3 4
5,5
7,5 11 15
18,5 22 30 37 45 55 75 90 110
132
Rated power output in kW
Μέθοδοι που μειώνουν τιςαπώλειες ισχύος ως και 45%
Red
uced
pow
erlo
sses
in %
(P v EFF2 - P v EFF1 )/ PvEFF2
Σε σχέση με ένα κινητήρα EFF2, οιαπώλειες ισχύος του αντίστοιχουκινητήρα EFF1 (4-πολικού) είναιμειωμένες ως και 45%
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
EFF2 - Ρότορας
EFF2 – Στάτης
EFF1 - Ρότορας
EFF1 - Στάτης
Σύγκριση των ενεργών στοιχείωνηλεκτροκινητήρα ΕFF1/EFF2
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
Σύγκριση των μετρήσεων απόδοσης γιακινητήρα Siemens και CEMEP (4-πολικός)
EU_EFF2EU_EFF1Bisher 1LA5/6/7Bisher 1LA6/9EFF2_1LA5/6/7EFF1_1LA6/9EFF2_1LG4EFF1_1LG6
Efficiency, 4 pole motors
70
75
80
85
90
95
100
1,00 10,00 100,00
Output kW
Effic
ienc
y%
EU-EFF2
EU-EFF1
Previously 1LA5/6/7
EFF2 1LA7, 1LA5/1LA6-A
EFF1_1LA9,1LA6-E,1LA6-G
EFF2_1LG4
EFF1_1LG6
Previously 1LA6/9
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
EU EFF2EU EFF1Bisher 1LA5/6/7Bisher 1LA6/9EFF2 1LA5/6/7EFF1 1LA5/6EFF2 1LG4EFF1 1LG6
Efficiency, 2-pole motors
75
80
85
90
95
100
1,00 10,00 100,00
Output kW
Effic
ienc
y%
Previously 1LA5/6/7
EU-EFF1
EFF1_1LG6
EU-EFF2
EFF2_1LG4
Previously 1LA6/9
EFF2 1LA7, 1LA5/1LA6-A
EFF1_1LA9,1LA6-E,1LA6-G
Σύγκριση των μετρήσεων απόδοσης γιακινητήρα Siemens και CEMEP (2-πολικός)
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
Εξοικονόμηση Ενέργειας με την συνολικήβελτίωση ενός Συστήματος Ηλεκτροκίνησης
ΗλεκτρικόΤμήμα
Ηλεκτρική Τροφοδοσία3 ~, 400V, 50Hz
U/f-converter
ΡυθμιστήςΣτροφών
Έλεγχος Διαδικασίας
ΜηχανικόΤμήμα
ΕνεργειακάβελτιωμένηδιαδικασίαπαραγωγήςΧαρακτηριστικάπροστασίας καιασφάλειας
Μηχανική ΙσχύςΓωνιακή ροπή/Ταχύτητα περιστροφήςΤρόπος ΛειτουργίαςΔυναμική τουσυστήματος
Ηλεκτρο-κινητήρας Μειωτήρας
Μετάδοση Μηχ. Ισχύος /
τελικό στάδιοελέγχου
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
Εξοικονόμηση ΕνέργειαςΠλεονεκτήματα της λειτουργίας με Ρυθμιστή Στροφών
Λειτουργία απόΡυθμιστή Στροφών:
2
1n
M stall ∼
nM n
1∼
M
n
Mn
nn
Mn Rated torque MM Motor torqueML Load torqueMB Accelerating torqueMA Locked rotor torqueMK Stall torqueMS Pull-up torquenN Rated speednS Synchronous speed
Λειτουργία με απ’ευθείαςσύνδεση στην τροφοδοσία:
Κανένα υπερ-ρεύμα εκκίνησης με έλεγχο συχνότητας από τα 0Hz!
Ομαλή εκκίνηση και στάση με χρήση ελεγχόμενων χρόνων ράμπαςπου μειώνει τη μηχανική καταπόνηση και τα υδραυλικά πλήγματα!
Ο έλεγχος ταχύτητας κλειστού βρόχου οδηγεί σε εξοικονόμησηενέργειας και συχνά σε βελτίωση της ποιότητας της διεργασίας!
Υψηλή ροπή, ακόμη και σε μικρές ταχύτητες, ενώ όπου έναυψηλότερο ρεύμα από το ονομαστικό δεν απαιτείται.
Στην περιοχή εξασθένισης πεδίου, είναι δυνατές ταχύτητεςμεγαλύτερες από την ονομαστική nn (π.χ. 3000 RPM)
Mstall
Mn
M
nnn
Δn
nS
Τυπικό ΣημείοΛειτουργίας
MSMB
ML
MA
MM
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
Εξοικονόμηση ενέργειας με βελτίωση του συστήματοςΠαράδειγμα: Αντλία τουρμπίνας
Έλεγχος ροής με έλεγχο βαλβίδαςΤροφοδοσία
Έλεγχος ροής με έλεγχο στροφών
M
Τροφοδοσία
~~
Μετασχηματιστή
Κινητήρα
Αντλία
Βαλβίδα
Πραγματική Έξοδος
X
Απώλειες στον:
Μετασχηματιστή
ΡυθμιστήΣτροφών
Αντλία
Απώλειες στον:
Κινητήρα
M
100%
160%
281%
285%
Πραγματική Έξοδος
100%
158%
160%
152%
142%
265%
It
I
tI
t
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
Eξοικονόμηση Ενέργειας με βελτιστοποίησητου συνολικού συστήματος ηλεκτροκίνησης
Ρυθμιστές Στροφών
Για σύστημα ηλεκτροκίνησηςρυθμιζόμενης ταχύτηταςΕξοικονόμηση ΕνέργειαςΩς και 70%
ΗλεκτροκινητήρεςEFF1 και EFF2 Με μεγάλο βαθμόαπόδοσηςΜείωση τωναπωλειών ισχύοςΩς και 40%
Συνδυασμός Κινητήρα καιΡυθμιστή Στροφών ή καιΜειωτήρα
Αποκεντρωμένο ΣύστημαΗλεκτροκίνησης
(κινητήρας EFF2 καιρυθμιστής στροφών και ήμειωτήρας)
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
Εμπόδια στην χρήση ΣυστημάτωνΕξοικονόμησης Ενέργειας
Διατήρηση παλαιάς νοοτροπίας στην σχεδίαση έργων:Η εξοικονόμηση Ενέργειας και η Οικολογικήσυνείδηση έχουν χαμηλή προτεραιότηταή δεν λαμβάνονται καθόλου υπόψη
Τυπικές συνθήκες διανομής80% των προϊόντων διατίθενταιμέσω OEMs και διανομέων.
Αγοραστική Συμπεριφορά των πελατώνΤο κόστος αγοράς και όχι τα έξοδα λειτουργίαςκαθορίζουν την επιλογή αγοράς
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
Κερδίζοντας από την Εξοικονόμηση Ενέργειας- Checklist επιλογής αποδοτικού συστήματος κίνησης
Ελέγξτε πάντα το ενεργειακό ισοζύγιο.
Το επιπλέον κόστος αγοράς ενός ρυθμιστή στροφών για αυτόματηρύθμιση ταχύτητας μπορεί να αποσβεστεί σύντομα με τηνεξοικονόμηση ενέργειας.
Για 2000 ώρες λειτουργίας ανά έτος, οι κινητήρεςEFF1 είναι γενικά μια πιο οικονομική εναλλακτική λύση.
Για μικρούς χρόνους λειτουργίας οι κινητήρες EFF2 είναι γενικά μια επαρκής και οικονομική λύση.
Με την αντικατάσταση των υπαρχόντων κινητήρωνμε κινητήρες εξοικονόμησης ενέργειας μειώνεται τοκόστος ενέργειας και η παραγωγή CO2.
Aν ο κινητήρας απαιτεί επισκευή, ελέγξτε αν είναι πιο οικονομικό νααγοράσετε ένα νέο κινητήρα εξοικονόμησης ενέργειας.
Automation and Drives
ΣυστήματαΗλεκτροκίνησης
Κερδίζοντας από την εξοικονόμηση ενέργειας- Έλεγχος εξοικονόμησης με το πρόγραμμα SINASAVE
http://www2.automation.siemens.com/ld/energiesparen/html_76/index.html
Tο πρόγραμμα SINASAVE παρέχει ένα οδηγό επιλογής- Αν ο Ρυθμ. Στροφών συμφέρει- Επιλογή κινητήρα EFF1 ή EFF2Λειτουργία μεΡυθμ. Στροφών
Λειτουργία μεαπ’ ευθείαςΣύνδεση στο Δίκτυο