Slide 1

Studiul imbunatatirii performantelor energetice ale motoarelor asincrone trifazate cu rotorul in scurtcircuit

Mdlin DI, Constantin GHI, Ionu ENESCU, Sergiu Valentin POPESCU

SME14SME14INTRODUCERESe estimeaz c pn n anul 2020 consumul total anual total de energie electric al motoarelor asincrone va fi de 1.252.000.000 MWh, urmrindu-se o reducere total a gazelor de ser cu 20%. Economiile de energie estimate n anul 2020 sunt de 135.000.000 MWh, ceea ce corespunde unei reduceri anuale de 63.000.000 t de CO2, respectiv a unor economii de 9 miliarde de euro.

Figura 1-Schema normelor de eficienta energeticaSME14Din ianuarie 2015 toate motoarele electrice cu puteri ntre 7,5 kW i 350 kW vor trebui s se conformeze standardului IE3 de eficien energetic, astfel implementndu-se n Uniunea European directiva 2005/32/EC (promovat prin normele EC 640/2009). I. INTRODUCEREncepnd cu0,75 375 kWIE216.06.2011ncepnd cu7,5 375 kW01.01.2015IE3 sau IE2 + variatorncepnd cu0,75 375 kWde turaie01.01.2017Tabel 1-Data de intrare in vigoare motoare IE2 si IE3 conform standard 60034-30SME14

Tabel 2 - Valorile minime impuse ale randamentelor conform standardului IEC 60034 30/ 2009SME14II. ASPECTE PRIVIND EVALUAREA RANDAMENTULUI MOTORULUI Cu ajutorul dispozitivului Epstein s-au studiat diverse tipuri de tabla silicioasa si anume: M250-50A, M400-50A, M700-50A, M350-50A, M310-50A etc.

Figura 2-Caracteristicile pierderilor specifice, n funcie de inducie, pentru diferite tipuri de tableSME14II. ASPECTE PRIVIND EVALUAREA RANDAMENTULUI MOTORULUI

Fig. 3 Caracteristica de magnetizare, n funcie de inducie, pentru tabl M250-50A, Surahamar.SME14III. MOTOR AVAND RANDAMENT IE2 SI IE3, TIP ASA 45kW,1500 rpm ,380V CONEXIUNEA Mrimi de intrare pentru motorul de tip IE2Mrimi de intrare pentru motorul de tip IE3b cr1baz =10.81 mm(limea bazei crestturii statorice)b cr1baz =11.8 mm(limea bazei crestturii statorice) Hd1 = 31.5 mm(nlimea crestturii i a dintelui stator)Hd1 = 34 mm(nlimea crestturii i a dintelui stator)Z2 = 38 crest.Z2 = 40 crest.Lp = 225 mm (lungime miez magnetic)Lp = 320 mm (lungime miez magnetic)w1f = 80 spire/fazw1f = 68 spire/fazdc=1.4mm (diametrul conduct. elementar)dc=1.18mm (diametrul conductorului elementar)dci = 1.479 mm (diametrul cond. izolat)dci = 1.254 mm (diametrul cond. izolat)Tip colivie: simpl (crest. dreptunghiulare)Tip colivie: dubl colivie (bar circular pentru colivia de pornire i n form de par pentru cea de lucru)Colivia rotoric are bare drepteColivia rotoric are bare nclinate cu = 1 5' Rulmeni cu bile capsulai SKF 6313 2Z Rulmeni cu bile capsulai E2.6313 2Z(frecri reduse)Tabl silicioas - M400-50ATabl silicioas - M250-50ATab.3- Mrimi de intrare folosite n programul de calcul motor IE2 versus IE3SME14III. MOTOR AVAND RANDAMENT IE2 SI IE3, TIP ASA 45kW,1500 rpm ,380V CONEXIUNEA Motor IE2Motor IE3MrimeaValoareaMrimeaValoareaR1 - rezisten stator0,114 la 35,5 CR1 - rezisten stator0,0827 la 25,5 gradeIo - curent mers n gol28,42Io - curent mers n gol23,75In curent nominal81,33In - curent nominal81,4Cos - factor de putere0,87cos - factor de putere0,88 randament93,72% randament95%Ips/In cr. pornire [u.r] 8,04Ips/In cr. Pornire [u.r] 8,099Mps/Mncuplupornire[u.r]2,285Mps/Mncuplu pornire[u.r]2,179 nclzire medie67 nclzire medie48,3Pabs putere absorbit48150 WPabs putere absorbit47610 WPCu1 pierderi Joule st.840 WPCu1 pierderi Joule st.584 WPCu2 pierderi Joule rot. 772 WPCu2 pierderi Joule rot. 651 WPs pierderi supliment.241 WPs pierderi supliment.241 WS alunecarea1,66 %S alunecarea1,4 %n turaia1475 rpmn turaia1479 rpmPo pierderi n gol1260 WPo pierderi n gol960 WPcuopiederi nfurri gol92 WPcuopiederi nfurri gol68 WPFe pierderi n fier797 WPFe pierderi n fier507 WPm+v pierderi mecanice371 WPm+v pierderi mecanice406 WTab.3- Rezultate conform probe de tip - motoare asincrone IE2 i IE3 ( 45kW/1500rpm/380V/)SME14IV. OPTIMIZAREA MOTORULUI IE3 IN RAPORT CU LUNGIMEA MIEZULUI MAGNETIC

SME14

V. CONCLUZII 1. Diferenta dintre randament-motoare testate in doua variante de eficienta energetica : => = 93.7 %-motor IE2 ; = 95 % -motor IE3 Pintrare = 48.15 kW Pintrare = 47.61 kW Pierdere = 3.15 kW Pierdere = 2,61 kW Economie = 0,54 kW = 1,3 % =>17.2% pierderi mai mici in cazul folosiri motor IE32. n cazul motorului prototip IE3 a fost folosit alt numr de crestturi rotorice n vederea realizrii barelor rotorice nclinate, acest lucru ducnd la reducerea zgomotului motorului i la meninerea cuplului de pornire la un nivel optim. Soluia obinut n urma optimizrii motorului prototip IE3 a fost aleas aceea cu lungimea miezului Lp = 320 mm. Conform calculelor efectuate, o micorare sau mrire de lungime de pachet nu afecteaz semnificativ randamentul motorului. SME14

V. CONCLUZII 3. Studiul asupra celor dou motoare de tipuri IE2 i, respectiv IE3 a fost realizat printr-un program de calcul de circuit electromagnetic scris n EXCEL, dar i prin probarea acestor dou motoare n cadrul platformei de ncercri motoare electrice din cadrul SC UMEB SA. 4. Din ianuarie 2015 toate motoarele electrice cu puteri ntre 7,5 kW i 350 kW vor trebui s se conformeze standardului IE3 de eficien energetic, astfel implementndu-se n Uniunea European directiva 2005/32/EC (promovat prin normele EC 640/2009). 5.n viitorul apropiat se va dori o mbuntire a performanelor motoarelor asincrone trifazate prin obinerea unui randament tip IE4, superior celor de IE2 respectiv IE3. n prezent nu este prevzut nici un standard cu privire la impunerea nivelelor minime de randamente n cazul motoarelor asincrone trifazate tip IE4, ns din punctul de vedere al reproiectrii acestor motoare, productorii de maini electrice vor trebui s utilizeze tehnologii i materiale superioare, lucru care va determina creterea costurilor acestor motoare.SME14BIBLIOGRAFIE[1] C.Bala, Proiectarea mainilor electrice, Editura Didactic iPedagogic,Bucureti,1967[2] C.Bala, Maini electrice, Editura Didactic i Pedagogic,Bucureti ,1979[3] N.V. Vinogradov, F.A.Gorianov, P.S.Serghiev, Proiectarea mainilor electrice, Editura Energetic de Stat, 1953[4] E.Nicolescu, A.Machedon, Calculul i proiectarea asistat de calculator pentru motorul asincron trifazat, Editura Matrix Rom, 2013[5] I. Cioc, Boros Ion, Nicolae Cristea, Maini electrice, ndrumar de proiectare,Editura Scrisul Romnesc, Bucureti,1976[6] I. Cioc, C.Nica, Proiectarea Mainilor Electrice. Editura Did. i Ped., Bucureti, 1994[7] http://www.ttonline.ro/sectiuni/energie/articole/11889-motoare-electrice-conforme-ie3?page=0%2C0%2C0%2C0%2C0%2C0%2C5 , data accesrii 20.05.2014.

Va multumesc pentru atentie !