DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2020.5.03

АНАЛИЗ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ КЛАССОВ ЭФФЕКТИВНОСТИ IE1 И IE2 В НАСОСНОЙ УСТАНОВКЕ МОЩНОСТЬЮ 11 кВт

S. Kh. Oshurbekov, V. M. Kazakbaev, V. A. Prakht, V. A. Dmitrievskii, A. S. Paramonov

Анотація


На сегодняшний день в странах Евразийского экономического союза в основном применяются электродвигатели низкого класса энергоэффективности IE1, согласно стандарту МЭК 60034-30 (ГОСТ МЭК 60034-30-1-2016). Однако, согласно решению комиссии Евразийского экономического союза, с 1 сентября 2021 г. значение коэффициента полезного действия двигателей не должно быть меньше значений, установленных для класса энергетической эффективности IE2. Поэтому для стран Евразийского союза актуальным становится анализ экономического эффекта от замены двигателей класса IE1 на двигатели класса IE2. В данной работе представлен сравнительный анализ показателей энергопотребления асинхронных электродвигателей классов энергоэффективности IE1 и IE2 в электроприводе центробежного насоса мощностью 11 кВт системы водоснабжения с дроссельным регулированием. Асинхронные двигатели питаются напрямую от электрической сети. Обе насосные системы имеют один и тот же график расхода жидкости, характерный для разомкнутых насосных систем. Количество расходуемой насосом воды регулируется за счет дросселирования. Получены результаты по суточному и годовому энергопотреблению двух рассмотренных конфигураций насосной системы. Показано что система, где применяется асинхронный двигатель класса энергоэффективности IE2, обеспечивает экономию 118,6 евро за год и 2000 евро за жизненный цикл, по сравнению с асинхронным двигателем класса IE1. Рассчитан срок окупаемости двигателя класса IE2, который составляет 5 месяцев в случае введения в строй новой установки и 2 года, в случае замены двигателя в работающей установке. 

Ключові слова


асинхронный двигатель; дроссельное регулирование; срок окупаемости; центробежный насос; энергоэффективность; энергопотребление

Повний текст:

PDF ENG (English) PDF RUS

Посилання


Technical catalog. Series of low-voltage asynchronous motors 7AVE, dimensions 160-315mm, energy efficiency classes IE1, IE2, IE3. Available at: http://www.xn--h1aambls2f.xn--p1ai/produkcziya/elektrodvigateli/nizkovoltnye-asinhronnye-dvigateli-7ave/ (accessed 01 May 2020). (Rus).

Electricity tariffs for medium-sized enterprises in 2020. Available at: https://time2save.ru/articles/tarify-na-elektroenergiyu-dlya-srednih-predpriyatiy-v-2018 (accessed on 11 July 2020). (Rus).

Eurostat Data for the Industrial Consumers in Germany. Available at: https://appsso.eurostat.ec.europa.eu/nui/show.do?dataset=nrg_pc_205&lang=en.

Commission Regulation (EU) 2019/1781 of 1 October 2019 laying down ecodesign requirements for electric motors and variable speed drives pursuant to Directive 2009/125/EC of the European Parliament and of the Council, amending Regulation (EC) No 641/2009 with regard to ecodesign requirements for glandless standalone circulators and glandless circulators integrated in products and repealing Commission Regulation (EC) No 640/2009, Document 32019R1781. Available at: https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2019/1781/oj.

Doppelbauer M. Update on IEC motor and converter standards. 6th International Motor Summit for Energy Efficiency powered by Impact Energy, Motor Summit, 2016.

Annex to the Communication from the Commission to the European Parliament, the European Council, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions. The European Green Deal. Brussels, 11.12.2019, COM (2019) 640 final. Available at: https://ec.europa.eu/info/sites/info/files/european-green-deal-communication-annex-roadmap_en.pdf.

Long-term development strategy of the Russian Federation with low greenhouse gas emissions until 2050. Available at: https://economy.gov.ru/material/file/babacbb75d32d90e28d3298582d13a75/proekt_strategii.pdf (accessed 20 March 2020). (Rus).

Decision of the Council of the Eurasian Economic Commission of August 8, 2019 no. 114 «On the technical regulation of the Eurasian Economic Union «On requirements for the energy efficiency of energy-consuming devices». Available at: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/73240518 (accessed 11 May 2020). (Rus).

Goman V.V., Oshurbekov S.Kh., Kazakbaev V.M., Prakht V.A., Dmitrievskii V.A. Comparison of energy consumption of various electrical motors operating in a pumping unit. Electrical engineering & electromechanics, 2020, no. 1, pp. 16-24. doi: 10.20998/2074-272X.2020.1.03.

Ahonen T., Orozco S.M., Ahola J., Tolvanen J. Effect of electric motor efficiency and sizing on the energy efficiency in pumping systems. 2016 18th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE’16 ECCE Europe), Sep. 2016, Karlsruhe, pp. 1-9. doi: 10.1109/EPE.2016.7695671.

Van Rhyn P., Pretorius J.H.C. Utilising high and premium efficiency three phase motors with VFDs in a public water supply system. 2015 IEEE 5th International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives (POWERENG), May 2015, Riga, pp. 497-502. doi: 10.1109/PowerEng.2015.7266367.

Brinner T.R., McCoy R.H., Kopecky T. Induction versus permanent-magnet motors for electric submersible pump field and laboratory comparisons. IEEE Transactions on Industry Applications, 2014, vol. 50, no. 1, pp. 174-181. doi: 10.1109/TIA.2013.2288203.

Safin N., Kazakbaev V., Prakht V., Dmitrievskii V., Sarapulov S. Interpolation and analysis of the efficiency of a synchronous reluctance electric drive at various load points of a fan profile. 2018 25th International Workshop on Electric Drives: Optimization in Control of Electric Drives (IWED), Moscow, 2018, pp. 1-5. doi: 10.1109/IWED.2018.8321372.

Kazakbaev V., Prakht V., Dmitrievskii V., Ibrahim M., Oshurbekov S., Sarapulov S. Efficiency Analysis of Low Electric Power Drives Employing Induction and Synchronous Reluctance Motors in Pump Applications. Energies, 2019, vol. 12, no. 6, p. 1144. doi: 10.3390/en12061144.

Kazakbaev V.M., Prakht V.A., Dmitrievskii V.A. A comparative performance analysis of induction and synchronous reluctant motors in an adjustable-speed electric drive. Russian Electrical Engineering, 2017, vol. 88, no. 4, pp. 233-238. doi: 10.3103/s106837121704009.

Kazakbaev V., Prakht V., Dmitrievskii V., Sarapulov S., Askerov D. Comparison of power consumption of synchronous reluctance and induction motor drives in a 0.75 kW pump unit. 2017 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON), Jun. 2017, Astana, pp. 1-6. doi: 10.1109/SIBCON.2017.7998485.

Phillips R., Tieben R. Improvement of Electric Motor Systems in Industry (IEMSI). Proceedings of the 10th international conference on energy efficiency in motor driven systems (EEMODS' 2017), Rome, Italy, September 6-8, 2017. pp. 53-67. doi: 10.2760/345473.

Oshurbekov S., Kazakbaev V., Prakht V., Dmitrievskii V. Comparative Study of Energy Consumption of 15 kW Induction Motors of IE1 and IE2 Efficiency Classes in Pump Applications. Proceedings of 2020 XI International Conference on Electrical Power Drive Systems (ICEPDS), Saint-Petersburg, Russia, 2020, October 04-07, pp. 1-6. (Accepted for publication).

NM, NMS, Close Coupled Centrifugal Pumps with Flanged Connections; Catalogue; Calpeda, 2018. Available at: https://www.calpeda.com/system/products/catalogue_50hzs/53/en/NM_NMS_EN2018.pdf?1549893188 (accessed 23 March 2019).

Extended product approach for pumps, Copyright © 2014 by Europump. Published by Europump.

Pump Life Cycle Costs: A Guide to LCC Analysis for Pumping Systems. Executive Summary. Hydraulic Institute (Parsippany, NJ); Europump (Brussels, Belgium); Office of Industrial Technologies Energy Efficiency and Renewable Energy U.S. Department of Energy (Washington, DC). January 2001, pp. 1–19. Available at: https://www.energy.gov/sites/prod/files/2014/05/f16/pumplcc_1001.pdf.

Bespalov V.Y., Kobelev A.S., Kruglikov O.V., Makarov L.N. Constructing and mastering the production of energy-efficient asynchronous motors of mass-market series. Russian Electrical Engineering, 2015, vol. 86, no. 4, pp. 194-200. doi: 10.3103/S1068371215040033.

Kobelev A.S. Cast copper rotor motors: between the price and the performance. Constructor. Mechanical engineer Journal, 2020. Available at: https://konstruktor.net/podrobnee-elekt/dvigateli-s-litym-mednym-rotorom-shpagat-mezhdu-cenoj-i-ehffektivnostju-2464.html (Accessed 11 May 2020). (Rus).

Tyuteva P.V. Algorithm for evaluating the energy efficiency of asynchronous motors in pumping units. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University, 2009, vol. 315, no. 4, pp. 75-79. (Rus).

Price list, induction motors of the AIR series, class IE1. Available at: http://www.a-a-a.ru/01-pr.html (Accessed 22 June 2020). (Rus).


Пристатейна бібліографія ГОСТ






Copyright (c) 2020 S. Kh. Oshurbekov, V. M. Kazakbaev, V. A. Prakht, V. A. Dmitrievskii, A. S. Paramonov


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)