Підвищення енергоефективності асинхронних двигунів в Україні: стан, можливості та перспективи

С. Толмачов O. Ільченко
Отримано 29.11.2022, Доопрацьовано 23.02.2023, Прийнято 25.04.2023
Анотація

Метa. Дослідження основних бар’єрів на шляху підвищення енергоефективності сучасного парку короткозамкнених асинхронних двигунів (АД) на фоні постійно зростаючої вартості електричної енергії та з урахуванням традиційних технологій, організаційно-правових обмежень та техніко-економічних можливостей. Методи дослідження. Проаналізовані головні риси проблеми, сучасний стан парку АД та особливості їх експлуатації. Основний акцент зроблено важливому економічному аспекті проблеми – постійно зростаючій вартості електроенергії у загальному балансі витрат. Проаналізовано особливості енергетичної політики країн ЄС щодо впровадження енергоефективних АД. На основі порівняння ККД короткозамкнених АД класів енергоефективності ІЕ2, ІЕ3 і вітчизняних АД серії АІР в діапазоні 0,75 – 375 кВт проілюстровано перевищення в 3-5 % в діапазоні потужностей 0-5 кВт енергоефективності двигунів провідних світових фірм у порівнянні з вітчизняними аналогами. Розглянуті альтернативні підходи до модернізації АД як часткового вирішення проблеми ресурсо- та енергозбереження. Обґрунтовано важливість розробки гнучкої системи визначення життєвого циклу АД та політики формування їх вторинного ринку. Як одне з пріоритетних завдань широкого моніторингу АД визначено розробку надійних і доступних методів встановлення реального завантаження двигунів в умовах експлуатації. Як пріоритетний рекомендовано використання тензорезисторних датчиків крутного моменту. Проаналізована також можливість використання альтернативних систем виміру моменту. Наукова новизна полягає у формулюванні комплексу недостатньо досліджених, проблемних та дискусійних питань, що безпосередньо відносяться до АД і пов’язані з підвищенням їх енергоефективності. Практична значимість роботи витікає із актуальності і масштабу проблеми, яка має всі ознаки загальнонаціональної. Результати роботи полягають у визначенні основних бар’єрів на шляху підвищення енергоефективності парку АД та розробці шляхів їх усунення або пом’якшення. Сформульовано тезу, що зростання вартості електричної енергії гостро ставить на порядок денний питання зміни традиційних підходів до проблеми проектування та експлуатації АД, зокрема в частині надійного техніко-економічного обґрунтування доцільності їх використання в конкретних умовах експлуатації на основі базового критерія – максимуму ефективності перетворення енергії

Ключові слова:
асинхронний двигун; класи енергоефективності; модернізація; життєвий цикл; вторинний ринок; датчики крутного моменту

Взято з Том 21, № 1, 2023

Сторінки 133–139

Використані джерела ЦИТУВАТИ

[1] Толмачов С. Т. Система безконтактного виміру моменту на валу електродвигунів в умовах експлуатації / С. Т. Толмачов, І. М. Бурчак // Вісн. Кривор. нац. універ. Зб. наук. праць. – 2017. – Вип. 44. – С. 131–137.

[2] Калинов А. П. Метод косвенного определения мощности на валу асинхронного двигателя / А. П. Калинов, В. А. Огарь, В. В. Лотоус // Вісник НТУ «ХПІ», 2017. 27(1249). С. 401–405.

[3] Закладний О. М. Універсальний діагностувальний комплекс для прискорених випробувань електродвигунів / О. М. Закладний, О. О. Закладний // Інформаційний збірник «Промислова електроенергетика та електротехніка» Промелектро. – 2007. – №4. – С. 35–39.

[4] Кучерук В. Ю. Елементи теорії побудови систем технічного діагностування електромоторів. Монографія / В. Ю. Кучерук // – Вінниця: Універсум-Вінниця, 2003. – 195 с.

[5] Чорний О. П., Курбанова І. Г. Комп’ютеризовані комплекси для діагностики машин // ЕЛЕКТРОінформ. – 2004. – №1. – С. 19–22.

[6] Калінов А. П. Системи діагностики, моніторингу та керування ресурсом роботи електромеханічних комплексів на основі показників якості перетворення енергії. Підсумки роботи і перспективи розвитку наукового напрямку / А. П. Калінов // Електромеханічні і енергозберігаючі системи. Науково-виробн. журнал. – 2009. – №3. – С. 22 – 30.

[7] Закладний О. О. Функціональне діагностування енергоефективності електромеханічних систем: Монографія / О. О. Закладний // – К.: Видавництво «Лібра». – 2013. – 195 с.

[8] Праховник А. В. Функціональне діагностування енергоефективності електромеханічних систем з асинхронними двигунами / А. В. Праховник, О. М. Закладний, О. О. Закладний // Енергетика: економіка, технології, екологія. – 2011. – № 1. С. 66–72.

[9] Закладний О. О. Програмне забезпечення функціонального діагностування енергоефективності електромеханічних систем з асинхронними двигунами / О. О. Закладний, О. М. Закладний // Енергетика: економіка, технології, екологія. – 2011. – № 2. С. 102–108.

[10] Закладний О. М. Технічні засоби функціонального діагностування енергоефективності електромеханічних систем / О. М. Закладний, О. О. Закладний, В. М. Пермяков // Енергетика: економіка, технології, екологія. – 2012. –№ 1. С. 47–54.

[11] Лут М. Т. Зниження втрат енергії в асинхронних електроприводах / М. Т. Лут, О. Ю. Синявський / Енергетика і автоматика // –2013. – № 3. С. 144–149.

[12] Енергоефективні електродвигуни IE3, IE4. https://ledermann.com.ua/?utm_source=google&utm

[13] Электродвигатели Grundfos стандарта IE5. https://planetaklimata.com.ua/news/?sect=25&msg...0

[14] Чувашев В.А. Энергоэффективные асинхронные двигатели / В.А. Чувашев, Ю.Н. Папазов, А.А. Велков // Вісник СевДТУ. Вип. 88: Механіка, енергетика, екологія: зб. наук. пр. – Севастополь: Вид-во СевНТУ. – 2008. – С. 92 – 96.

[15] MCS10 Multi-Axis Sensor: Measures 6 Forces and Moments with Ac-curacy Class 0.1 Guaranteed for Each Channel. – Режим доступу: https://www.hbm.com/en/5626/multi-axis-sensor-mcs10/

[16] Kalinin V., Beckley J. Wireless Interrogation of SAW Strain Sensors for Automotive Applications Using TMS320C28x Controller. – TI Developer Conference, Dallas, 2006. – Режим доступу: http://www.transense.co.uk/downloads/articles/TIDC.pdf 

[17] Індуктивні кодери Zettlex. – Режим доступу: https://www.celeramotion.com/zettlex/

Tolmachev, S., & Ilchenko, O. (2023). Improving energy efficiency of asynchronous motors in Ukraine: state, possibilities, and prospects. Journal of Kryvyi Rih National University, 21(1), 133-139. https://doi.org/10.31721/2306-5451-2023-1-56-133-139
uk