Aspekte der Energieeffizienz von Elektromotoren
Ladeeffizienz
Drehstrom-Käfigläufermotorenmachen einen beträchtlichen Prozentsatz der elektrischen Last in den Vereinigten Staaten aus. Aufbau, Betrieb und Wartung dieser Maschinen sind in einigen bereits veröffentlichten Artikeln ausführlich beschrieben. Dieser Artikel konzentriert sich auf ihre Aspekte der Energieeffizienz.
Energieeffizienzaspekte von Motoren (Bildnachweis: stiavelli.com)
Induktionsmotoren reichen in der Regel bei voller Lasteffizienz aus etwa 87% bis 94%. Diese Effizienz ist sehr schwer zu messenpräzise auf dem Feld, erfordert einen Dynamometer und andere spezialisierte Ausrüstung. Glücklicherweise erfordern Energieeinsparungsprojekte im Zusammenhang mit Elektromotoren nicht, dass der tatsächliche Wirkungsgrad eines bestimmten Motors festgelegt wird.
Das Zurückspulen eines beschädigten Induktionsmotors ist üblichPraxis in der Industrie, aber Studien haben gezeigt, dass das Zurückspulen eines Induktionsmotors seine Effizienz um einige Prozentpunkte verringert. Mehrere Rückspulvorgänge können den Wirkungsgrad des Rückspulmotors weiter reduzieren.
Während ein Rückgang der Effizienz von 89% bis 88% scheint unbedeutend, eine schnelle Schätzung zeigt, dass diese Reduzierung kostspielig sein kann. Ein standardmäßiger 20-PS-Motor mit 8000 Betriebsstunden pro Jahr kostet beispielsweise Kosten etwa 7000 $ pro Jahr mit einem durchschnittlichen Strompreis von 7 ¢ / kWh. Wenn dieser Motor ausfällt, wird normalerweise die kostengünstigste Option für die Wiedereinstellung des Service zurückgesetzt.
Die zusätzlichen Kosten für den Ersatz dieses ausgefallenen Motors durch einen energieeffizienten Motor sind jedoch nur 430 $. Dieser Betrag setzt voraus die aufgewickelten Kosten, und die Arbeit notwendig, um den Motorwechsel durchzuführen, da die Kosten gesunken sind.
Die jährliche Energieeinsparung, die mit dem Ersatz des ausgefallenen Motors durch ein energieeffizientes Modell verbunden ist, liegt bei einem neuen Wirkungsgrad von 92,9% ungefähr 510 $. Die einfache Amortisation für den Ersatz beträgt daher weniger als ein Jahr.
Abbildung 1 - Elektromotoren sind effiziente Maschinen, auch bei Teillast
Abbildung 2 - Der Leistungsfaktor fällt jedoch bei halber Last stark ab
Energieeffiziente Motorprogramme gelten füralle Wechselstrommotor-Installationen mit Induktionsmotoren des Typs NEMA Design B. Da die Programme auf Ersatz bei Ausfall basieren, wird das volle Einsparpotenzial nach drei oder mehr Jahren realisiert.
Veröffentlichte Wirkungsgrade von typischen dreiphasigen Induktionsmotoren mit Rückspul-, Standard- und Energieeffizienz.
| HP | Rücklaufeffizienz | Standardeffizienz | Energieeffiziente Effizienz |
| 1 | 69,7% | 70,7% | 82,6% |
| 2 | 79,5% | 80,5% | 83,4% |
| 3 | 79,4% | 80,4% | 86,6% |
| 5 | 81,4% | 82,4% | 88,3% |
| 8 | 83,1% | 84,1% | 90,0% |
| 10 | 85,1% | 86,1% | 91,1% |
| 15 | 85,5% | 86,5% | 92,0% |
| 20 | 87,3% | 88,3% | 92,9% |
| 25 | 88,0% | 89,0% | 93,5% |
| 30 | 88,1% | 89,1% | 93,7% |
| 40 | 88,7% | 89,7% | 94,2% |
| 50 | 90,0% | 91,0% | 94,4% |
| 60 | 89,9% | 90,9% | 94,7% |
| 75 | 90,4% | 91,4% | 94,9% |
| 100 | 90,4% | 91,4% | 95,4% |
| 125 | 90,6% | 91,6% | 95,3% |
| 150 | 91,5% | 92,5% | 95,7% |
Motorrückspulvorgang (VIDEO)
Was ist das Rücklaufszenario, wenn ein Motor ausfällt? Lesen Sie mehr über das Zurückspulen von "Faustregeln".
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Referenz: Elektrisches Energiemanagement - Bill Brown, P.E., Square D Engineering Services