8/18/2019 Eficienta_actionari

1/19

Eficienta energetica laactionarile electrice

Prof.dr.ing. Cornel TOADER

1

8/18/2019 Eficienta_actionari

2/19

Eficienta energetica la actionarileelectrice

• Motoarele electrice si sistemele de actionareelectrica consuma circa jumatate din productia deenergie electrica;

•

Motoarele electrice actuale au randamente in jur de90;• O crestere cu ! a randamentului motoarelor are un

efect important pri"ind economia de energieelectrica;

• #tili$area motoarelor cu eficienta ridicata permitereducerea consumului de energie electrica cu circa%.

2

8/18/2019 Eficienta_actionari

3/19

Eficienta energetica la actionarileelectrice

• #tili$area sistemelor de actionare cu "ite$a "aria&ilapentru pompe' "entilatoare si compresoare permitereducerea cu ('( a consumului general de energieelectrica;

• Durata de recuperare a in"estitiilor in motoarele demare eficienta este de circa ) ani;

• Durata de recuperare a sistemelor de actionare cu"ite$a "aria&ila este de circa % an;

•

Productia de energie electrica in Romania este decirca *( T+,; daca la producerea unui -+, se emitecirca % -g CO! ' o economie de '( repre$inta oreducere de !'9 milioane t C0! .

3

8/18/2019 Eficienta_actionari

4/19

Eficienta energetica la actionarileelectrice

4

Pompe %0

/entilatoare!

Altele !0

Compresoare*!

Pompe !)

/entilatoare%

Compresoare!%

Altele *0

  a1 &1Consumuri la motoarele electrice de actionare 2n industrie 3a1 4i 2n

sectorul de ser"icii 3&1.

8/18/2019 Eficienta_actionari

5/19

Motoare cu eficienta ridicata

Domeniul de putere5-+6

Randament

Motoare standard56

Motoare cueficienta ridicata

 56

  0'7( ⋅⋅ ⋅  7'( 0

  7'( ⋅⋅ ⋅  )7 90

  )7 ⋅⋅ ⋅  7( 90 9)  peste 7( 9( 9

5

Eficienta motoarelor standard si a celor de eficienta ridicata

8/18/2019 Eficienta_actionari

6/19

Motoare cu eficienta ridicata

• Din punctul de "edere al eficientei' motoarele seclasifica in8 – Eff ) eficienta cea mai redusa; –

Eff ! eficienta medie 3un motor cu puterea nominala de%% -+ are randament '*1; – Eff % eficienta ridicata 3un motor cu puterea nominala de

%% -+ are randament minim 90'1.

• :nainte de a inlocui motorul de actionare tre&uieanali$at randamentul masinii antrenate' care' in modo&isnuit' are eficienta redusa.

6

8/18/2019 Eficienta_actionari

7/19

Actionari cu "ite$a "aria&ila•

Pompele' "entilatoarele si compresoarele necesitacirca 0 din consumul industrial si circa 0 insectorul ser"icii;

• Economia de energie' in ca$ul sistemelor cu "ariatie

mare de sarcina' poate atinge (0 fata de ca$ulreglarii mecanice;

7

M)

A < C

f  = (0 >$a1

r 

p

A < C

f  = (0 >$

C?/M)

p

&1

f  = 30 ⋅⋅ ⋅(01 >$

 Reglarea de&itului pompelor cu ro&inet a1 4i cu "ite$@ "aria&il@ amotorului de acionare &1.

8/18/2019 Eficienta_actionari

8/19

Actionari cu

"ite$a"aria&ila

8

 >

B 

>%

>n>!

<

AC

Economiede energie

Energia util@

Reglare de&it curo&inet de reglare

>c%=f3B1

>c!=f3B1>!=f3B1

>%=f3B1

Reglaj de&it cu"ariator de "ite$@

>0

0 B! Bn

Bn BB!

PP%

P!

0

 

! %

!

Ecomonia de energie 2n ca$ul utili$@rii sistemelor cu"ite$@ "aria&il@ pentru acionarea unei pompe.

P%=f3B1

P!=f3B1

%

,r 

H = H 3Q 1 caracteristica de sarcin@ a pompei 3intern@1;H c= H c 3Q 1 caracteristica de sarcin@ a conductei  3instalaiei' etern@1;P = P 3Q 1 caracteristica de putere;  = 3Q 1 caracteristica de randament;H = H 3Q 1; P = P 3Q 1; = 3Q 1 caracteristici de eploatare;hr    c@dere de 2n@lime pe ro&inet 3"an@1.

8/18/2019 Eficienta_actionari

9/19

Actionari cu "ite$a "aria&ila•

:n afara economiei de energie electrica re$ulta8 – un control mai &un al procesului de productie; – calitate mai ridicata a produsului reali$at; – costuri de eploatare mai reduse; –

pornire controlata a sistemului de actionare.

  /ariatia "ite$ei motorului in functie de frec"enta

  tensiunii de alimentare 9

0 0%  r   0  0! 

/ite$a

 M k  

M r 

 M  p

 

f %  f 

f  = f r 

f !  f 

8/18/2019 Eficienta_actionari

10/19

Actionari cu "ite$a "aria&ila

• Eemplul % – #n motor de actionare a unei pompe are puterea nominala

de %(0 -+ si a&soar&e in medie %!* -+; – consumul anual de energie acti"a este de %090 M+,; – costul energiei consumate (*(00 F 3pretul energiei electrice

(0 FGM+,1; – utili$area con"ertorului de frec"enta a condus la reducerea

puterii a&sor&ite la (9 -+; – consumul anual de energie electrica sHa redus la (%7 M+,; – costul energiei consmate sHa redus la !((0 F; – a re$ultat o economie anuala de !(0 F.

10

8/18/2019 Eficienta_actionari

11/19

Actionari cu "ite$a "aria&ila

• Eemplul ! – Pomp@ acionat@ electric dimensionata s@ asigure circulaia

lic,idului de "opsire 2ntrHo 2ntreprindere de producie auto; –  Pompa are un de&it nominal Q n = !0 m) Gor@ 4i este

acionat@ de un motor electric cu puterea nominal@P n = *( -+;

 –  In realitate' pe &a$a m@sur@torilor efectuate '• de&itul era Q ! =%9* m) Gor@;• puterea a&sor&it@ era P %=) -+;• era utili$at un sistem mecanic de reglare.

 – Acela4i de&it poate fi o&inut prin alimentarea motorului de laun con"ertor de frec"en@ C?/' cu o frec"en@ de )*' >$' iarsistemul "a necesita P ! = %( -+.

11

8/18/2019 Eficienta_actionari

12/19

Actionari cu "ite$a "aria&ila•

Eemplul !8 – Pompa funcionea$@ 2n regim continuu timp de (0

s@pt@mJni pe an. –   Economia de energie reali$at@ prin montarea sistemului

este de

3) H %(15-+6⋅!*5oreG$i6⋅75$ileGs@pt@mJn@6⋅(05s@pt@mJniGan6 == %7 *00 -+,Gan

 – Dac@ se consider@ c@ energia electric@ poate fi o&inut@ laun tarif mediu de 0 FGM+, re$ult@ o economie anual@ de%*00 F.

 – un con"ertor de frec"en@ cu puterea nominal@ de % -/A'inclusi" montarea' cost@ circa %! 000 F'

 –

in"estiia reali$at@ este recuperat@ 2n circa %* luni. 12

8/18/2019 Eficienta_actionari

13/19

Actionari cu "ite$a "aria&ila

• Con"ertorul de frec"en@ este un element neliniarcare ar putea determina' atJt 2n circuitul motoruluielectric cJt 4i 2n circuitul electric de alimentare'pertur&aii electromagnetice.

?orma cur&ei curentului electric Kpectrul curentului electric a&sor&it  in lipsa filtrului inducti" in lipsa filtrului inducti"

  13

8/18/2019 Eficienta_actionari

14/19

Actionari cu "ite$a "aria&ila

  ?orma cur&ei curentului electric Kpectrul curentului electric a&sor&it

  in pre$enta filtrului inducti" in pre$enta filtrului inducti"

14

8/18/2019 Eficienta_actionari

15/19

Actionari cu "ite$a "aria&ila

?orma cur&ei tensiunii la &arele de ?orma tensiunii la &arele de

alimentare in lipsa filtrului inducti" alimentare in pre$enta filtrului inducti"

15

8/18/2019 Eficienta_actionari

16/19

Actionari cu "ite$a "aria&ila

16

A < C

M)

  Circuit intermediar   Redresor de tensiune continu@ :n"ertor 

C 

C%

• Limitarea spectrului armonic poate necesita ca

sc,ema con"ertorului s@ fie comandat@ P+M' atJtpe partea de redresare' cJt 4i pe partea de in"ertare.

8/18/2019 Eficienta_actionari

17/19

Conclu$ii

• Sistemele electrice de actionare utilizeazain prezent circa 50% din productia deenergie electrica;

• O cresterea a randamentului cu 2% lamotoarele de actionare si utilizareasistemelor de alimentare a acestora cuconvertoare poate asigura reducerea cucirca 6,5% a consumului de energie

electrica, cu o reducere corespunzatoare apoluarii mediului ambiant;

17

8/18/2019 Eficienta_actionari

18/19

Conclu$ii

• :nainte de introducerea motoarelor cu eficientaridicata este necesar a anali$a eficienta masiniiantrenate;

• Con"ertoarele de frec"enta utili$ate pentrualimentarea motoarelor de actionare pot determinaimportante pertur&atii electromagnetice in reteauaelectrica de alimentare

18

8/18/2019 Eficienta_actionari

19/19

Conclu$ii

• Con"ertoarele de frec"enta utili$ate pentrualimentarea motoarelor de actionare pot determina

importante pertur&atii electromagnetice in reteauaelectrica de alimentare;• Anali$a spectrului de armonice a cur&ei curentului

electric a&sor&it din reteaua de alimentare poate

impune utili$area unor solutii specifice pentrulimitarea distorsiunii cur&ei de tensiune la &are.

19