Συστήματα Ηλεκτροκίνησης. Automation and Drives

Transcript

1

2 Εξοικονόμηση Ενέργειας Οικονομική και Οικολογική σημασία Ηλεκτρικά κινητήρια συστήματα: αντιπροσωπεύουν 70 % της βιομηχανικής ενεργειακής κατανάλωσης Ενεργειακό δυναμικό εξοικονόμησης ανά έτος (μόνο στη Γερμανία): 20 TWh = 8 ΑΗΣ (συμβατικού καυσίμου) 11 εκατ. τόννοι εκπομπών CO δισ. EUR ενεργειακό κόστος Το μεγάλο ενεργειακό κόστος έχει άμεση επίδραση στα λειτουργικά έξοδα. Μείωση αυτών σημαίνει φιλική περιβαλλοντικά και οικονομικότερη παραγωγή. Βελτίωση Διαδικασίας n Τεχνολογία Κίνησης Χαμηλών Απωλειών Κινητήρες Εξοικ. Ενέργειας

3 Εξαρτάται από τις επιπλέον χρεώσεις! Το συνολικό κόστος κατά τη διάρκεια ζωής του κινητήρα (περίπου 3000h/έτος)

4 Γιατί αναπτύχθηκε η νέα σειρά ηλεκτροκινητήρων ΕFF1/EFF2 κατά CEMEP Οι κύριοι στόχοι των Ευρωπαίων κατασκευαστών ηλεκτροκινητήρων είναι: Αύξηση του οφέλους των χρηστών με αυξημένη οικονομία σε ενεργειακά έξοδα ΔιαφάνειατηςΑγοράςγιαπελάτεςκαιχρήστεςμηχανημάτων Δυνατότητα επιλογής του σωστού κινητήρα από τον χρήστη Διατήρηση της κυριότητας του εξοπλισμού από τον χρήστη Αποφυγή χρονοβόρων γραφειοκρατικών διαδικασιών με εθελοντική δέσμευση των κατασκευαστών ηλεκτροκινητήρων

5 Περιοχή λειτουργίας ηλεκτροκινητήρων εξοικονόμησης ενέργειας (κατά CEMEP EFF1/2) FS IEC *) 50Hz kw LA9 1LA6 0, LG4 νέο 18, LG6 νέο 18, FS EPACT 60Hz 0,12hp/ (0,09kW) 1LA9 40hp/ (30kW) 1LA6 200hp/(150kW) 25hp /(18,5kW) 1LG6 νέο 200hp/(150kW) 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

6 Σύγκριση-βαθμού απόδοσης κινητήρας ΕFF2 / στάνταρ κινητήρας κινητήρας εξοικ.ενέργειας 90 Βαθμός απόδοσης % Στάνταρ κινητήρας ,18 0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2, ,5 7, ,5 Ονομαστική ισχύς σε kw

7 Mέθοδοι Μείωσης των επιμέρους απωλειών Καλύτερη ποιότητα των μεταλλικών φύλλων πυρήνα Μειωμένη μαγνητική καταπόνηση Μεγαλύτερος πυρήνας ΕΙΣΟΔΟΣ Ενεργή Ισχύς Τροφοδοσίας Μειωμένη Αντίσταση Τυλιγμάτων λόγω μεγαλύτερης διαμέτρου καλωδίου σπείρας P Fe1 ~ K Fe * B 2 ΣΤΑΤΗΣ P CU1 ~ I 12 * R 1 B 2 ~ 1/ m 2 Fe Βελτιωμένα τριβεία (ρουλεμάν) και ανεμιστήρες ψύξης P R ΡΟΤΟΡΑΣ OUTPUT Μηχανική Έξοδος P CU2 ~ I 2 2 * R 2 Μειωμένη Αντίσταση Τυλιγμάτων λόγω μεγαλύτερων καναλιών ρότορα (γεωμετρία τομής ρότορα) Αύξηση της απόδοσης λόγω της ευρύτερης χρήσης ενεργών υλικών

8 Μέθοδοι που μειώνουν τις απώλειες ισχύος ως και 45% 45% 40% 35% Σε σχέση με ένα κινητήρα EFF2, οι απώλειες ισχύος του αντίστοιχου κινητήρα EFF1 (4-πολικού) είναι μειωμένες ως και 45% Reduced power losses in % 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 0,12 0,18 0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2, ,5 7, ,5 Rated power output in kw (P v EFF2 -P v EFF1 )/ P veff2

9 Σύγκριση των ενεργών στοιχείων ηλεκτροκινητήρα ΕFF1/EFF2 EFF1 - Στάτης EFF2 Στάτης EFF1 - Ρότορας EFF2 - Ρότορας

10 Σύγκριση των μετρήσεων απόδοσης για κινητήρα Siemens και CEMEP (4-πολικός) 100 Efficiency, 4 pole motors EFF1_1LG6 EU_EFF2 EU_EFF1 Bisher 1LA5/6/7 Bisher 1LA6/9 EFF2_1LA5/6/7 EFF1_1LA6/9 EFF2_1LG4 EFF1_1LG Previously 1LA6/9 EFF1_1LA9,1LA6-E,1LA6-G EU-EFF1 EU-EFF2 EFF2_1LG4 Efficiency % EFF2 1LA7, 1LA5/1LA6-A 75 Previously 1LA5/6/7 70 1,00 10,00 100,00 Output kw

11 Σύγκριση των μετρήσεων απόδοσης για κινητήρα Siemens και CEMEP (2-πολικός) Efficiency, 2-pole motors 100 EU EFF2 EU EFF1 Bisher 1LA5/6/7 Bisher 1LA6/9 EFF2 1LA5/6/7 EFF1 1LA5/6 EFF2 1LG4 EFF1 1LG EFF1_1LA9,1LA6-E,1LA6-G EU-EFF1 EFF1_1LG6 EU-EFF2 EFF2_1LG4 Efficiency % 85 Previously 1LA6/9 Previously 1LA5/6/7 80 EFF2 1LA7, 1LA5/1LA6-A 75 1,00 10,00 100,00 Output kw

12 Εξοικονόμηση Ενέργειας με την συνολική βελτίωση ενός Συστήματος Ηλεκτρική Τροφοδοσία 3 ~, 400V, 50Hz Ηλεκτρικό Τμήμα U/f-converter Έλεγχος Διαδικασίας Ενεργειακά βελτιωμένη διαδικασία παραγωγής Ρυθμιστής Στροφών Χαρακτηριστικά προστασίας και ασφάλειας Ηλεκτροκινητήρας Μειωτήρας Μετάδοση Μηχ. Ισχύος / τελικό στάδιο ελέγχου Μηχανικό Τμήμα Μηχανική Ισχύς Γωνιακή ροπή/ Ταχύτητα περιστροφής Τρόπος Λειτουργίας Δυναμική του συστήματος

13 Εξοικονόμηση Ενέργειας Πλεονεκτήματα της λειτουργίας με Ρυθμιστή Στροφών M Λειτουργία με απ ευθείας σύνδεση στην τροφοδοσία: M Λειτουργία από Ρυθμιστή Στροφών: M stall M A 1 M stall 2 n M n M S M B Τυπικό Σημείο Λειτουργίας M n 1 M n n M M M L n n Δn n S n n n n M n M M M L M B M A M K M S n N n S Rated torque Motor torque Load torque Accelerating torque Locked rotor torque Stall torque Pull-up torque Rated speed Synchronous speed Ο έλεγχος ταχύτητας κλειστού βρόχου οδηγεί σε εξοικονόμηση ενέργειας και συχνά σε βελτίωση της ποιότητας της διεργασίας! Κανένα υπερ-ρεύμα εκκίνησης με έλεγχο συχνότητας από τα 0Hz! Ομαλήεκκίνησηκαιστάσημεχρήσηελεγχόμενωνχρόνωνράμπας που μειώνει τη μηχανική καταπόνηση και τα υδραυλικά πλήγματα! Υψηλή ροπή, ακόμη και σε μικρές ταχύτητες, ενώ όπου ένα υψηλότερορεύμααπότοονομαστικόδεναπαιτείται. Στην περιοχή εξασθένισης πεδίου, είναι δυνατές ταχύτητες μεγαλύτερες από την ονομαστική n n (π.χ RPM)

14 Εξοικονόμηση ενέργειας με βελτίωση του συστήματος Παράδειγμα: Αντλία τουρμπίνας I I t I t t Έλεγχος ροής με έλεγχο βαλβίδας Τροφοδοσία Έλεγχος ροής με έλεγχο στροφών Τροφοδοσία 285% Απώλειες στον: 160% Απώλειες στον: Μετασχηματιστή Μετασχηματιστή M 281% 265% Κινητήρα ~ ~ 158% 152% Ρυθμιστή Στροφών 160% Αντλία M 142% Κινητήρα X 100% Βαλβίδα 100% Αντλία Πραγματική Έξοδος Πραγματική Έξοδος

15 Eξοικονόμηση Ενέργειας με βελτιστοποίηση του συνολικού συστήματος ηλεκτροκίνησης Ηλεκτροκινητήρες EFF1 και EFF2 Με μεγάλο βαθμό απόδοσης Μείωση των απωλειών ισχύος Ως και 40% Ρυθμιστές Στροφών Για σύστημα ηλεκτροκίνησης ρυθμιζόμενης ταχύτητας Εξοικονόμηση Ενέργειας Ως και 70% Συνδυασμός Κινητήρα και Ρυθμιστή Στροφών ή και Μειωτήρα Αποκεντρωμένο Σύστημα (κινητήρας EFF2 και ρυθμιστής στροφών και ή μειωτήρας)

16 Εμπόδια στην χρήση Συστημάτων Εξοικονόμησης Ενέργειας Διατήρηση παλαιάς νοοτροπίας στην σχεδίαση έργων: Η εξοικονόμηση Ενέργειας και η Οικολογική συνείδηση έχουν χαμηλή προτεραιότητα ή δεν λαμβάνονται καθόλου υπόψη Τυπικές συνθήκες διανομής 80% των προϊόντων διατίθενται μέσω OEMs και διανομέων. Αγοραστική Συμπεριφορά των πελατών Το κόστος αγοράς και όχι τα έξοδα λειτουργίας καθορίζουν την επιλογή αγοράς

17 Κερδίζοντας από την Εξοικονόμηση Ενέργειας - Checklist επιλογής αποδοτικού συστήματος κίνησης Ελέγξτε πάντα το ενεργειακό ισοζύγιο. Το επιπλέον κόστος αγοράς ενός ρυθμιστή στροφών για αυτόματη ρύθμιση ταχύτητας μπορεί να αποσβεστεί σύντομα με την εξοικονόμηση ενέργειας. Για 2000 ώρες λειτουργίας ανά έτος, οι κινητήρες EFF1 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 κινητήρων με κινητήρες εξοικονόμησης ενέργειας μειώνεται το κόστος ενέργειας και η παραγωγή CO 2. Aν ο κινητήρας απαιτεί επισκευή, ελέγξτε αν είναι πιο οικονομικό να αγοράσετε ένα νέο κινητήρα εξοικονόμησης ενέργειας.

18 Κερδίζοντας από την εξοικονόμηση ενέργειας - Έλεγχος εξοικονόμησης με το πρόγραμμα SINASAVE Tο πρόγραμμαsinasave παρέχει ένα οδηγό επιλογής - Αν ο Ρυθμ. Στροφών συμφέρει - Επιλογή κινητήρα EFF1 ή EFF2 Λειτουργία με Ρυθμ. Στροφών Λειτουργία με απ ευθείας Σύνδεση στο Δίκτυο