Шляхи подолання бар'єру при переході асинхронних двигунів до класу енергоефективності IE5
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-3944.2024.1.11Ключові слова:
енергоефективний двигун, енергоефективність асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором, тепловий стан, система повітряного охолодження, рекомендаціїАнотація
Застосування енергоефективних електродвигунів у промисловості дозволяє більш раціонально використовувати енергетичні ресурси і скоротити викиди парникових газів. Зважаючи на те, що у промисловості переважно використовуються асинхронні двигуни із фіксованою частотою обертання, завдання підвищення їхньої енергоефективності є актуальним. Встановлено, що головним обмежувальним фактором підвищення енергоефективності асинхронних двигунів до рівня IE5, є його тепловий стан. Аналіз шляхів підвищення ефективності асинхронних двигунів вказує на необхідність їх комплексного застосування. Найбільш доцільним є проведення оптимізації та удосконалення елементів системи повітряного охолодження асинхронних двигунів. Для проведення дослідження потрібно комплексно застосовувати системи моделювання електромагнітного та температурного поля асинхронних двигунів. Враховуючи певні недоліки теплових моделей асинхронних двигунів необхідно поєднувати моделювання із експериментальними дослідженнями як за допомогою класичних датчиків температури, так і методу термографії.
Посилання
Baranidharan, M., Rajesh kanna, R., & Raja Singh, R. Energy Saving on Industrial Drive Technologies - Past, Present, and Future Perspective. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, 906(1):012005. doi: 10.1088/1757-899X/906/1/012005.
De Almeida, Aníbal & Fong, João & Brunner, Conrad & Werle, Rita & Werkhoven, M. New technology trends and policy needs in energy efficient motor systems - A major opportunity for energy and carbon savings. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2019, vol. 115, 109384. doi: 10.1016/j.rser.2019.109384.
Dinolova P., Ruseva V., Dinolov O. Energy Efficiency of Induction Motor Drives: State of the Art, Analysis and Recommendations. Energies 2023, 16(20):7136. doi: 10.3390/en16207136.
Edison Gundabattini, Ravi Kuppan, Darius Gnanaraj Solomon, Akhtar Kalam, D.P. Kothari, Rosli Abu Bakar. A review on methods of finding losses and cooling methods to increase efficiency of electric machines, Ain Shams Engineering Journal, 2021, vol. 12, is. 1, pp. 497-505. doi: 10.1016/j.asej.2020.08.014.
Solomon, Darius & Greco, A. & Masselli, Claudia & Gunda-battini, Edison & Rassiah, Raja Singh & Ravi, Kuppan. A Review on Methods to Reduce Weight and to Increase Efficiency of Electric Motors Using Lightweight Materials, Novel Manufacturing Processes, Magnetic Materials and Cooling Methods. Annales de Chimie - Science des Matériaux. 2019, vol. 44, no. 1, pp. 1-14. doi: 10.18280/acsm.440101.
De Souza, D.F.; Salotti, F.A.M.; Sauer, I.L.; Tatizawa, H.; de Almeida, A.T.; Kanashiro, A.G. A Performance Evaluation of Three-Phase Induction Electric Motors between 1945 and 2020. Energies, 2022, vol. 15, no. 6: 2002. doi: 10.3390/en15062002.
Opolskyi Ya. V., Vasiura A. S. Suchasni pidkhody do pidvyshchennia efektyvnosti roboty asynkhronnykh dvyhuniv [Modern approaches to increasing the efficiency of asynchronous motors]. Optyko-elektronni informatsiino-enerhetychni tekhnolohii. 2018. vol. 1, pp. 81–88. doi: 10.31649/1681-7893-2018-35-1-81-88.
Diachenko G. G., Aziukovskyi O. O. Review of methods for energy-efficiency improvement in induction machines. Scientific Bulletin of the National Mining University, 2020, is. 1, pp. 80-88. doi: 10.33271/nvngu/2020-1/080.
X. Zhou, M. Sun, Y. Ma and Z. Gao, Research on asynchronous motor energy-saving technology, 29th Chinese Control And Decision Conference (CCDC), Chongqing, China, 2017, pp. 4015-4020, doi: 10.1109/CCDC.2017.7979203.
Horia Gavrila, Veronica Manescu (Paltanea), Gheorghe Palta-nea, Gheorghe Scutaru, Ioan Peter. New Trends in Energy Efficient Electrical Machines. Procedia Engineering, 2017, vol. 181, pp. 568-574. doi: 10.1016/j.proeng.2017.02.435.
Electric Motors and variable speed drives. Ecodesign requirements apply to these products / An official website of the European Union. Available at: https://energy-efficient-products.ec.europa.eu/ ecodesign-and-energy-label/product-list/electric-motors_en. (accessed 03.02.2024).
High-efficiency motor series from Siemens now consistently available in efficiency class IE4. / Press release «Siemens AG», Reference number: HQDIPR202103306164EN. Availa-ble at: https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:6df0c9fa-e3dd-45e4-b7ac-b1b5dd42b032/HQDIPR202103306164EN.pdf. (accessed 03.02.2024).
Dorrell, D. G. A Review of the Methods for Improving the Efficiency of Drive Motors to Meet IE4 Efficiency Standards. Journal of Power Electronics, 2014, vol. 14, no. 5. pp. 842–851. doi: 10.6113/jpe.2014.14.5.842.
Enomoto, Y. & Tokoi, H. & Imagawa, Takao & Suzuki, T. & Obata, T. & Souma, K. Amorphous motor with IE5 efficiency class. Hitachi Review, 2015, vol. 64, no. 8, pp. 480-487. Available at: https://www.hitachi.com/rev/pdf/2015/r2015_08_109.pdf. (accessed 03.02.2024).
ABB is first to reach anticipated IE6 hyper-efficiency with magnet-free motors / Press release «ABB», Zurich, Switzer-land. Available at: https://new.abb.com/news/detail/116123/abb-is-first-to-reach-anticipated-ie6-hyper-efficiency-with-magnet-free-motors. (accessed 06.03.2024).
Dr James Edmondson and Shazan Siddiqi. Electric Motors for Electric Vehicles 2024-2034 / Research reports IDTechEx. Available at: https://www.idtechex.com/en/research-report/electric-motors-for-electric-vehicles-2024-2034/941. (accessed 03.02.2024).
De Almeida, A.T., Ferreira, F., & Baoming, G. Beyond Induction Motors - Technology Trends to Move Up Efficiency. IEEE Transactions on Industry Applications, 2013, vol. 50, no. 3, pp. 2103-2114, doi: 10.1109/TIA.2013.2288425.
Boglietti, Aldo & Cavagnino, A. & Staton, D. Thermal analysis of TEFC induction motors. 38th IAS Annual Meeting on Conference Record of the Industry Applications Conference, Salt Lake City, UT, USA, 2003, vol. 2, pp. 849-856. doi: 10.1109/IAS.2003. 1257630.
Konovalov, D.; Tolstorebrov, I.; Eikevik, T.M.; Kobalava, H.; Radchenko, M.; Hafner, A.; Radchenko, A. Recent Develop-ments in Cooling Systems and Cooling Management for Electric Motors. Energies, 2023, vol. 16, no. 19, 7006. doi: 10.3390/en16197006.
Nogal, Ł.; Magdziarz, A.; Rasolomampionona, D.D.; Łukaszewski, P.; Sapuła, Ł.; Szreder, R. The Laboratory Anal-ysis of the Thermal Processes Occurring in Low-Voltage Asynchronous Electric Motors. Energies 2021, 14, 2056. doi: 10.3390/en14082056.
Wallscheid Oliver. Thermal Monitoring of Electric Motors: State-of-the-Art Review and Future Challenges. IEEE Open Journal of Industry Applications. 2021, vol. 2, pp. 204-223. doi: 10.1109/OJIA.2021.3091870.
Konda Y. R., Ponnaganti V. K., Reddy P. V. S, Singh R. R., Mercorelli P., Gundabattini E., Solomon D. G. Thermal Analy-sis and Cooling Strategies of High-Efficiency Three-Phase Squirrel-Cage Induction Motors – A Review. Computation, 2024, 12(1):6. doi: 10.3390/computation12010006.
M. Aishwarya, R.M. Brisilla, Design of Energy-Efficient Induction motor using ANSYS software, Results in Engineering. 2022, vol. 16, 100616. doi: https://doi.org/10.1016/j.rineng.2022.100616.
Iacovano, Clara & Berni, Fabio & Cicalese, Giuseppe & Nuz-zo, Stefano & Fontanesi, Stefano. An integrated 2D/3D numerical methodology to predict the thermal field of electric motors. Case Studies in Thermal Engineering 56, 2024, 104233. doi: 10.1016/j.csite.2024.104233.
Litsin, K.V. Developing New Thermal Protection Method for AC Electric Motors. Machines 2021, 9, 51. doi: 10.3390/machines9030051.
Balakrishnan, G.K.; Yaw, C.T.; Koh, S.P.; Abedin, T.; Raj, A.A.; Tiong, S.K.; Chen, C.P. A Review of Infrared Thermography for Condition-Based Monitoring in Electrical Energy: Applications and Recommendations. Energies 2022, 15, 6000. doi: 10.3390/en15166000.
Adam Glowacz, Zygfryd Glowacz. Diagnosis of the three-phase induction motor using thermal imaging. Infrared Physics & Technology, 2017, vol. 81, pp. 7-16. doi: 10.1016/j.infrared.2016.12.003.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
