Что такое двигатели класса IE5 Ultra Premium Efficiency. Как они повышают энергоэффективность. Какие преимущества дают по сравнению с двигателями других классов. Где применяются двигатели IE5. Как рассчитать экономию при переходе на IE5.
Что представляют собой двигатели класса IE5 Ultra Premium Efficiency
Класс энергоэффективности IE5 Ultra Premium Efficiency — это новейший стандарт для электродвигателей, разрабатываемый Международной электротехнической комиссией (МЭК). Он предусматривает снижение энергетических потерь на 20% по сравнению с предыдущим классом IE4 Super Premium Efficiency.
Основные характеристики двигателей IE5:
- КПД выше 96% даже для небольших мощностей
- Снижение потерь энергии на 20-50% по сравнению с широко распространенными двигателями IE2
- Использование передовых технологий и материалов для минимизации потерь
- Соответствие самым строгим требованиям по энергоэффективности
Технологии, применяемые в двигателях IE5
Для достижения ультравысокой эффективности в двигателях IE5 используются следующие технологии:
- Синхронные реактивные двигатели (SynRM) без постоянных магнитов
- Оптимизированная конструкция статора и ротора
- Применение высококачественных электротехнических сталей
- Усовершенствованные системы охлаждения
- Прецизионное производство для минимизации воздушного зазора
Какие преимущества дает использование синхронных реактивных двигателей в классе IE5? Эта технология позволяет достичь высочайшей эффективности без применения дорогостоящих редкоземельных магнитов, что делает двигатели более экологичными и доступными.
Преимущества двигателей IE5 по сравнению с другими классами
Переход на двигатели класса IE5 Ultra Premium Efficiency обеспечивает ряд важных преимуществ:
- Снижение энергопотребления на 20-50% по сравнению с IE2
- Уменьшение эксплуатационных расходов
- Сокращение выбросов CO2
- Повышенная надежность и увеличенный срок службы
- Снижение шума и вибраций
Насколько существенна может быть экономия при переходе на IE5? При замене старого двигателя IE2 мощностью 75 кВт на аналогичный IE5 годовая экономия электроэнергии может достигать 30 000 кВтч.
Области применения двигателей IE5
Двигатели класса IE5 Ultra Premium Efficiency находят применение в различных отраслях промышленности:
- Насосные и вентиляционные системы
- Компрессорное оборудование
- Конвейеры и подъемно-транспортные механизмы
- Экструдеры и смесители
- Металлообрабатывающие станки
- Пищевая и химическая промышленность
Где использование двигателей IE5 дает максимальный эффект? Наибольшую выгоду они приносят в системах с длительным режимом работы и частыми пусками.
Расчет экономии при переходе на двигатели IE5
Для оценки потенциальной экономии при модернизации привода можно использовать следующую формулу:
Экономия (%) = (1 — ηстарый / ηновый) * 100%
Где:
- ηстарый — КПД существующего двигателя
- ηновый — КПД нового двигателя IE5
Пример расчета: При замене двигателя с КПД 90% на IE5 с КПД 96% экономия составит:
(1 — 0.90 / 0.96) * 100% = 6.25%
Для точной оценки экономического эффекта необходимо учитывать режим работы, стоимость электроэнергии и другие факторы.
Сравнение двигателей IE5 с другими классами энергоэффективности
Как двигатели IE5 соотносятся с другими классами по МЭК?
| Класс эффективности | Снижение потерь |
|---|---|
| IE1 (стандартный) | Базовый уровень |
| IE2 (высокий) | 20% от IE1 |
| IE3 (премиум) | 20% от IE2 |
| IE4 (супер-премиум) | 20% от IE3 |
| IE5 (ультра-премиум) | 20% от IE4 |
Как видно, каждый следующий класс обеспечивает снижение потерь на 20% по сравнению с предыдущим. Двигатели IE5 имеют минимальные потери энергии среди всех классов.
Производители двигателей класса IE5
Ряд ведущих производителей уже предлагает двигатели, соответствующие классу IE5:
- ABB — синхронные реактивные двигатели SynRM IE5
- Siemens — синхронные реактивные двигатели Simotics S-1FS2
- WEG — синхронные двигатели с постоянными магнитами W22 Magnet Drive
- KSB — синхронные реактивные двигатели KSB SuPremE IE5
Какие технологии применяют разные производители для достижения класса IE5? ABB и Siemens делают ставку на синхронные реактивные двигатели, в то время как WEG использует двигатели с постоянными магнитами.
Перспективы развития стандартов энергоэффективности двигателей
Стандарты энергоэффективности электродвигателей продолжают развиваться. Какие тенденции наблюдаются?
- Расширение диапазона мощностей для класса IE5
- Разработка еще более эффективных двигателей класса IE6
- Ужесточение минимальных требований к эффективности
- Внедрение цифровых технологий для оптимизации работы
Непрерывное совершенствование стандартов способствует снижению энергопотребления и выбросов CO2 в промышленности. Производители продолжают работу над созданием все более эффективных двигателей.
Цифровые микросхемы транзисторы.
Поиск по сайту
Микросхемы ТТЛ (74…).
На рисунке показана схема самого распространенного логического элемента — основы микросхем серии К155 и ее зарубежного аналога — серии 74. Эти серии принято называть стандартными (СТТЛ). Логический элемент микросхем серии К155 имеет среднее быстродействие tзд,р,ср.= 13 нс. и среднее значение тока потребления Iпот = 1,5…2 мА. Таким образом, энергия, затрачиваемая этим элементом на перенос одного бита информации, примерно 100 пДж.
Для обеспечения выходного напряжения высокого уровня U1вых. 2,5 В в схему на рисунке потребовалось добавить диод сдвига уровня VD4, падение напряжения на котором равно 0,7 В. Таким способом была реализована совместимость различных серий ТТЛ по логическим уровням. Микросхемы на основе инвертора, показанного на рисунке (серии К155, К555, К1533, К1531, К134, К131, К531), имеют очень большую номенклатуру и широко применяются.
| ТТЛ серия | Параметр | Нагрузка | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Российские | Зарубежные | Pпот. мВт. | t зд.р. нс | Эпот. пДж. | Cн. пФ. | Rн. кОм. |
| К155 КМ155 | 74 | 10 | 9 | 90 | 15 | 0,4 |
| К134 | 74L | 1 | 33 | 33 | 50 | 4 |
| К131 | 74H | 22 | 6 | 132 | 25 | 0,28 |
| К555 | 74LS | 2 | 9,5 | 19 | 15 | 2 |
| К531 | 74S | 19 | 3 | 57 | 15 | 0,28 |
| К1533 | 74ALS | 1,2 | 4 | 4,8 | 15 | 2 |
| 74F | 4 | 3 | 12 | 15 | 0,28 | |
При совместном использовании микросхем ТТЛ высокоскоростных, стандартных и микромощных следует учитывать, что микросхемы серии К531 дают увеличенный уровень помех по шинам питания из-за больших по силе и коротких по времени импульсов сквозного тока короткого замыкания выходных транзисторов логических элементов.
При совместном применении микросхем серий К155 и К555 помехи невелики.
| Нагружаемый выход |
Число входов-нагрузок из серий | ||
|---|---|---|---|
| К555 (74LS) | К155 (74) | К531 (74S) | |
| К155, КM155, (74) | 40 | 10 | 8 |
| К155, КM155, (74), буферная | 60 | 30 | 24 |
| К555 (74LS) | 20 | 5 | 4 |
| К555 (74LS), буферная | 60 | 15 | 12 |
| К531 (74S) | 50 | 12 | 10 |
| К531 (74S), буферная | 150 | 37 | 30 |
Выходы однокристальных, т.
е. расположенных в одном корпусе, логических элементов ТТЛ, можно соединять вместе. При этом надо учитывать, что импульсная помеха от сквозного тока по проводу питания пропорционально возрастет. Реально на печатной плате остаются неиспользованные входы и даже микросхемы (часто их специально «закладывают про запас») Такие входы логического элемента можно соединять вместе, при этом ток I
| Параметр | Условия измерения | К155 | К555 | К531 | К1531 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Мин. |
Тип. | Макс. | Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Макс. | ||
| U1вх, В схема |
U1вх или U0вх Присутствуют на всех входах | 2 | 2 | 2 | 2 | |||||||
| U0вх, В схема |
0,8 | 0,8 | 0,8 | |||||||||
| U0вых, В схема | Uи.п.= 4,5 В | 0,4 | 0,35 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | ||||||
| I0вых= 16 мА | I0вых= 8 мА | I |
||||||||||
| U1вых, В схема |
Uи. п.= 4,5 В |
2,4 | 3,5 | 2,7 | 3,4 | 2,7 | 3,4 | 2,7 | ||||
| I1вых= -0,8 мА | I1вых= -0,4 мА | I1вых= -1 мА | ||||||||||
| I1вых, мкА с ОК схема | U1и.п.= 4,5 В, U1вых=5,5 В | 250 | 100 | 250 | ||||||||
| I1вых, мкА Состояние Z схема |
U1и.п.= 5,5 В, U1вых= 2,4 В на входе разрешения Е1 Uвх= 2 В | 40 | 20 | 50 | ||||||||
| I0вых, мкА Состояние Z схема |
U1и. п.= 5,5 В, Uвых= 0,4 В, Uвх= 2 В |
-40 | -20 | -50 | ||||||||
| I1вх, мкА схема | U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 2,7 В | 40 | 20 | 50 | 20 | |||||||
| I1вх, max, мА | U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 10 В | 1 | 0,1 | 1 | 0,1 | |||||||
| I0вх, мА схема |
U1и.п.= 5,5 В, U0вх= 0,4 В | -1,6 | -0,4 | -2,0 | -0,6 | |||||||
Iк. з., мА | U1и.п.= 5,5 В, U0вых= 0 В | -18 | -55 | -100 | -100 | -60 | -150 | |||||
Микросхема ИЕ5 представляет собой 15-разрядный делитель частоты, который может работать с кварцевым резонатором, на частоту 16384 или 32768 Гц. Делитель частоты включает в себя инвертор (вход — вывод 9, выход — вывод 10), который используется в качестве активного элемента задающего генератора. 
Выходная частота снимается с выхода 14-го разряда (вывод 4) при частоте генератора 16384 Гц, или с выхода 15-го разряда (вывод 5) при частоте генератора 32768 Гц. На выводах 11 и 12 микросхемы присутствует усиленное по мощности напряжение с частотой задающего генератора, которое может быть использовано в преобразователе постоянного напряжения. С девятого выхода делителя частоты (вывод 1) снимается напряжение с частотой 32 Гц (или 64 Гц), которое используется в случае применения жидкокристаллических индикаторов. Для образования 15-разрядного
делителя частоты необходимо выводы 1 и 2 микросхемы объединить, т.к. последние
шесть разрядов схемы имеют самостоятельный вход (вывод 2), а внутренняя
связь между выходом 9-го разряда и входом 10-го разряда делителя частоты
отсутствует. Управляющий вход (3) предназначен для сброса последних шести
разрядов схемы в нулевое состояние при установке точного времени.
|
|
Вывод
6 (питание подложки) нужно соединить с выводом 7 (Общий).Ultra Premium Efficiency: класс эффективности IE5
- Дом
- Блог Двигатели
- Ultra Premium Efficiency: класс эффективности IE5
Электродвигатели имеют множество применений в жилых, коммерческих и промышленных зданиях.
Из-за их широкого использования на двигатели приходится более 45% мирового потребления электроэнергии. Отраслевые ассоциации, такие как NEMA и IEC, знают об этом и постоянно работают над стандартами для повышения эффективности двигателей.
- Двигатели с более высоким КПД могут ежегодно экономить владельцам зданий тысячи долларов.
- При широком использовании эффективные двигатели могут также снизить эксплуатационные расходы энергетических компаний за счет снижения нагрузки на передачу и распределение в сети.
- Эффективные двигатели также приносят пользу окружающей среде, поскольку большая часть электроэнергии по-прежнему поступает из ископаемого топлива.
NEMA имеет три класса эффективности двигателей: стандартный, энергоэффективный и премиум-эффективный. С другой стороны, IEC имеет четыре класса: IE1, IE2, IE3 и IE4. Первые три класса IEC примерно эквивалентны классам NEMA, а класс IE4 называется Super Premium Efficiency.
Эти классы эффективности указаны в стандарте IEC 60034-30-1, последняя версия которого была опубликована в 2014 г.
Найдите лучшие способы экономии электроэнергии с помощью профессионального энергоаудита.
В следующей версии стандарта IEC будет представлен класс IE5, известный как Ultra Premium Efficiency. Потери энергии между классами снижаются на 20 % или более, что означает, что двигатель IE5 будет иметь снижение потерь на 20 % по сравнению с двигателем IE4. Класс Ultra Premium Efficiency еще не указан в стандартах, но некоторые производители уже разработали двигатели, которые будут соответствовать требованиям.
Оценка экономии от модернизации двигателя
Чтобы получить точный расчет того, сколько вы можете сэкономить за счет модернизации электродвигателя, лучше всего провести энергоаудит. Однако процент экономии можно рассчитать по следующей формуле:
Предположим, что двигатель с КПД 85 % заменен на блок с КПД 91 %.
Используя приведенную выше формулу, значение экономии составляет 0,066 или 6,6%. Если существующий двигатель потреблял 300 000 кВтч в год, новый сэкономит 19,800 кВтч. Учитывая цену на электроэнергию в 16 центов/кВтч, это эквивалентно годовой экономии в размере 3168 долларов США.
Экономия долларов за счет модернизации двигателя определяется тремя основными факторами:
- Разница в эффективности между существующим двигателем и модернизацией.
- График работы двигателя.
- Местный тариф на электроэнергию .
Чтобы максимизировать окупаемость инвестиций в модернизацию двигателя, лучше всего начать с двигателей с низким КПД и длительным сроком службы.
Увеличение экономии за счет модернизации двигателя с помощью регулятора скорости
Когда двигатели используются с перерывами или с частичной нагрузкой в течение продолжительных периодов, регулирование скорости может обеспечить дополнительную экономию.
Преобразователи частоты (ЧРП) снижают входное напряжение и частоту, подаваемые на двигатель, снижая число оборотов в минуту и потребляемую мощность. Этот метод управления особенно эффективен для вентиляторов и насосов, которые имеют переменную нагрузку в течение дня.
- Значительная экономия возможна, если двигатели модернизированы до IE5 Ultra Premium Efficiency, а затем оснащены частотно-регулируемым приводом.
- В случае систем HVAC модернизация двигателя может обеспечить синергию с другими мерами, такими как замена охладителей и бойлеров.
При модернизации двигателей настоятельно рекомендуется тщательная проверка проводки и электрической защиты. Модернизация двигателей, как правило, является дорогостоящим проектом, и защита этих инвестиций отвечает интересам владельцев зданий. Качество электропитания также важно для обеспечения длительного срока службы двигателей, поскольку они уязвимы для таких проблем, как пониженное напряжение и дисбаланс фазного напряжения.
Инженеры-электрики могут найти проблемы, влияющие на вашу установку, чтобы затем предложить экономически эффективные решения.
Соблюдайте строительные нормы и правила и экономьте на счетах за воду благодаря профессиональному дизайну сантехники. Компания Nearby EngineersNew York Engineers имеет 80% утвержденных проектов с первого раза. Пишите по адресу [email protected] или звоните по телефону (786) 788-0295212-575-5300.
Теги : Энергоэффективность IE5 Электродвигатели Двигатели Ultra Premium Efficiency
Поиск
Наши услуги
Следуйте за нами
Нужна помощь?
Позвоните нам сейчас
(786) 788-0295 (212) 575-5300
Присоединяйтесь к более чем 15 000 коллег-архитекторов и подрядчиков
Получайте советы экспертов по инженерным вопросам прямо на свой почтовый ящик. Подпишитесь на блог инженеров Нью-Йорка ниже.
© 2022 Nearby Engineers New York Engineers.
Все права защищены. Правовая информация | Товарные знаки
Двигатели ABB IE5 SynRM обеспечивают высочайшую энергоэффективность.
Синхронный реактивный двигатель IE5 компании ABB — это новый лучший выбор для повышения энергоэффективности.Удостоенные наград синхронные реактивные двигатели (SynRM) компании АББ предлагают новый лучший выбор для удовлетворения растущего глобального спроса на повышение энергоэффективности. Теперь эти двигатели соответствуют новому ультра-премиальному классу энергоэффективности IE5, определенному Международной электротехнической комиссией (IEC).
Двигатели SynRM ультра-премиум класса IE5 обеспечивают до 50 % меньшие потери энергии и значительно меньшее энергопотребление по сравнению с широко используемыми асинхронными двигателями IE2. АББ впервые представила технологию SynRM в 2011 году, и тематические исследования промышленных установок продемонстрировали экономию энергии до 25 процентов в зависимости от приложения.
Уровень эффективности IE5 стал возможен благодаря конструкции SynRM, которая сочетает в себе преимущества технологии постоянного магнита с простотой и удобством обслуживания индукционной платформы.
Чтобы обеспечить экологичность конструкции, в двигателях не используются материалы с тыльной стороны заземления, такие как постоянные магниты.
«Изменение климата и экологическая ответственность приводят к огромным изменениям во всех отраслях», — сказал Теро Хелпио, глобальный менеджер по продуктам IEC LV motors, ABB Motion.
«Мы ответили на этот вызов, выпустив наши двигатели класса «ультра-премиум» класса IE5, отвечающие самым строгим стандартам энергоэффективности». извлекая выгоду из повышения производительности и снижения затрат в течение жизненного цикла».Дополнительными преимуществами двигателя IE5 SynRM являются более низкие температуры подшипников и обмотки, что обеспечивает повышенную надежность и длительный срок службы. Конструкция также создает меньше шума двигателя для улучшения условий труда.
Двигатели ABB IE5 SynRM могут использоваться в широком спектре промышленных приложений с высокими требованиями, где они обеспечивают точное управление и высокую эффективность во всем диапазоне скоростей, даже при частичных нагрузках.
Это делает их идеальным вариантом для модернизации стандартных асинхронных двигателей в насосах, вентиляторах и компрессорах, а также в более требовательных устройствах, таких как экструдеры, смесители с раковиной, лебедки и конвейеры. Двигатели IE5 SynRM легко заменяют асинхронные двигатели, поскольку они имеют такой же размер и выходную мощность, поэтому механические модификации не требуются.
Двигатели IE5 SynRM соответствуют требованиям к классу эффективности, определенному в IEC TS 60034-30-2, и доступны с выходной мощностью от 5,5 до 315 киловатт (кВт) в типоразмерах IEC 132-315. Они могут быть указаны как часть высокоэффективного двигателя и комплекта привода с частотно-регулируемыми приводами АББ.
ABB (ABBN: SIX Swiss Ex) является лидером в области технологий, который продвигает цифровую трансформацию отраслей. Имея более чем 130-летнюю историю инноваций, ABB имеет четыре ориентированных на клиента ведущих мировых бизнеса: электрификация, промышленная автоматизация, управление движением и робототехника и дискретная автоматизация, поддерживаемые цифровой платформой ABB Ability™.
Это делает их идеальным вариантом для модернизации стандартных асинхронных двигателей в насосах, вентиляторах и компрессорах, а также в более требовательных устройствах, таких как экструдеры, смесители с раковиной, лебедки и конвейеры. Двигатели IE5 SynRM легко заменяют асинхронные двигатели, поскольку они имеют такой же размер и выходную мощность, поэтому механические модификации не требуются.
