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Energiesparende Vergleichsrechnung von hocheffizientem Permanentmagnetmotor und Asynchronmotor

2022-08-30 13:05:59

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Inhaltsverzeichnis

    01 Effizienz und Leistungsfaktor

    In der Betriebsphase eines Asynchronmotors benötigt die Rotorwicklung für ihren Erregungsprozess die Aufnahme eines Teils der aus dem Netz stammenden elektrischen Energie. Folglich verbraucht und verbraucht dieser Prozess Netzenergie. Die aufgenommene elektrische Energie wird hauptsächlich vom Strom im Wicklungsmechanismus des Rotors genutzt, um Wärme zu erzeugen. Dadurch entstehen Verluste, die etwa 20 bis 30 % der Gesamtverluste des Motors ausmachen, wodurch sich sein Gesamtwirkungsgrad verringert.

    Im weiteren Verlauf dieses Systems wandeln sich die Erregerströme des Rotors in induktive Ströme um, nachdem sie die Statorwicklungen durchlaufen haben. Diese Umwandlung löst durch spezifische Winkelmessungen eine Verzögerung zwischen dem in die Statorwicklungen eintretenden Strom und der ursprünglichen Netzspannung aus, wodurch sich anschließend die Größe des Leistungsfaktors des Motors verringert.

    Darüber hinaus aus den Effizienz- und Leistungsfaktorkurven der Permanentmagnet-Synchronmotor Bei einem Asynchronmotor (Abbildung 1) ist ersichtlich, dass, wenn die Lastrate (= P2/Pn) des Asynchronmotors weniger als 50 % beträgt, seine Betriebseffizienz und sein Betriebsleistungsfaktor stark reduziert werden, so dass dies im Allgemeinen erforderlich ist Betrieb im Wirtschaftsbereich, d. h. die Auslastung liegt zwischen 75 % und 100 %.

    Nachdem der Permanentmagnet-Synchronmotor mit einem eingebettet ist Dauermagnet Am Rotor dient der Permanentmagnet zum Aufbau des Rotormagnetfeldes. Im Normalbetrieb laufen Rotor- und Statormagnetfeld synchron. Es gibt keinen induzierten Strom im Rotor und es gibt keinen Rotorwiderstandsverlust. Nur dieser kann den Motorwirkungsgrad um 4 bis 50 % verbessern.

    Da es im Rotor des Permanentmagnetmotors keine induzierte Stromerregung gibt, kann die Statorwicklung eine rein ohmsche Last sein, wodurch der Motorleistungsfaktor unendlich nahe bei 1 liegt. Aus den Effizienz- und Leistungsfaktorkurven des Permanentmagnet-Synchronmotors und Beim Asynchronmotor (Abbildung 1) ist ersichtlich, dass sich der Betriebswirkungsgrad und der Betriebsleistungsfaktor des Permanentmagnet-Synchronmotors nicht wesentlich ändern, wenn die Lastrate des Permanentmagnet-Synchronmotors > 20 % beträgt ist >80 %.

    Abbildung 1: Effizienz- und Leistungsfaktor-gegen-Lastraten-Kurven

    Enneng Standardtyp-Permanentmagnetmotor der TYB-Serie ist bekannt für seine geringe Größe, seinen hohen Leistungsfaktor, seine hohe Effizienz und seine Energieeinsparung. Es gibt verschiedene effiziente Permanentmagnetmotoren von Enneng, Sie können uns gerne kontaktieren.

    02 Anstieg der Arbeitstemperatur

    Wenn der Asynchronmotor läuft, fließt Strom in der Rotorwicklung, und dieser Strom wird vollständig in Form von Wärmeenergie verbraucht, sodass in der Rotorwicklung viel Wärme erzeugt wird, was die Temperatur des Motors erhöht und beeinträchtigen die Lebensdauer des Motors.

    Aufgrund des hohen Wirkungsgrads des Permanentmagnetmotors gibt es keinen Widerstandsverlust in der Rotorwicklung und es gibt weniger oder fast keinen Blindstrom in der Statorwicklung, sodass der Temperaturanstieg des Motors gering ist und die extrem niedrige Der Temperaturanstieg sichert zudem die Lebensdauer des Permanentmagneten und verlängert die Lebensdauer des Motors. Dies beweist auch der umfassende Einsatz von Aufzugstraktionsmaschinen.

     

    03 Auswirkungen auf den Netzbetrieb

    Aufgrund des niedrigen Leistungsfaktors des Asynchronmotors muss der Motor eine große Menge an Blindstrom aus dem Stromnetz aufnehmen, was zu einer großen Menge an Blindstrom im Stromnetz, in der Stromübertragungs- und -umwandlungsausrüstung sowie in der Stromerzeugungsausrüstung führt. was wiederum den Qualitätsfaktor des Stromnetzes verringert und das Stromnetz und die Übertragung erhöht. Die Belastung der Stromerzeugungsausrüstung der Umspannwerke und der Blindstrom verbrauchen einen Teil der elektrischen Energie im Stromnetz, in der Stromübertragungs- und -umwandlungsausrüstung sowie in der Stromerzeugungsausrüstung, was zu einer geringeren Effizienz des Stromnetzes führt und die effektive Nutzung elektrischer Energie beeinträchtigt. Auch aufgrund des geringen Wirkungsgrades des Asynchronmotors ist es zur Erfüllung der Anforderungen an die Ausgangsleistung erforderlich, mehr Leistung aus dem Netz aufzunehmen, was den Verlust an Netzenergie weiter erhöht und die Netzbelastung erhöht.

    Es gibt keine induzierte Stromerregung im Rotor des Permanentmagnetmotors, der Leistungsfaktor des Motors ist hoch, der Qualitätsfaktor des Stromnetzes wird verbessert und der Kompensator muss nicht mehr im Stromnetz installiert werden. Gleichzeitig wird durch den hohen Wirkungsgrad des Permanentmagnetmotors auch Strom gespart.

     

    04 Energiesparberechnung

    Wenn der Wirkungsgrad eines Motors unter Nennlast von η1 auf η2 erhöht wird, ist die vom Motor für ein Betriebsjahr eingesparte elektrische Energie ws (kWh·h) wie folgt:

    In der Formel: PN – Nennleistung des Motors (kW);

    LF% – Betriebslastrate des Motors;

    Th – jährliche Betriebszeit (h).

    Am Beispiel des Nennbetriebszustands des 22 kW-4P-Motors beträgt der Wirkungsgrad des Asynchronmotors der Y-Serie 91.5 %. Wenn der Wirkungsgrad nach der Umstellung auf einen hocheffizienten Permanentmagnetmotor auf 94.7 % gesteigert wird, kann ein Gerät jedes Jahr Strom einsparen: 4.09×103 kWh

    Hinweis: Die obige Berechnung wird unter den Nennbetriebsbedingungen durchgeführt. Bei Änderungen der Lastgeschwindigkeit und der Betriebsbedingungen mit einem weiten Drehzahlbereich liegt der Energieeinspareffekt weit über dem Nennpunkt.

    05 Zusammenfassung

    Im Vergleich zu Asynchronmotoren bieten Permanentmagnet-Synchronmotoren deutliche Vorteile. Dazu gehören ein überlegener Wirkungsgrad und Leistungsfaktor, optimale Leistungsindikatoren, eine kompakte Struktur, ein geringes Gewicht und ein minimaler Temperaturanstieg. Darüber hinaus bieten sie erhebliche Energieeinsparungen und verbessern die Qualität von Stromnetzen. Sie nutzen die Kapazität bestehender Stromsysteme voll aus und reduzieren gleichzeitig die Investitionen in die Netzinfrastruktur. Vor allem lösen sie effizient das häufige Problem, dass Hochleistungsmotoren leichte Lasten antreiben, die beim Betrieb elektrischer Geräte vorherrschen.

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