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