KSB SuPremE – первый серийный реактивный синхронный двигатель
Требования стандартов энергоэффективности ЕС постоянно ужесточаются. Подсчитано, что половина всей потребляемой Евросоюзом энергии идет на питание электродвигателей, причем 20–25 % этого объема используется для питания электронасосов. Поэтому неудивительно, что новые стандарты энергоэффективности снова повышают требования к эксплуатируемым на территории ЕС электронасосам. Здесь необходимо сделать оговорку: нормативы Евросоюза, по большей части применимы к асинхронным двигателям как наиболее распространенным и применяемым в самых разных приложениях, и практически забывают более эффективные технологии – такие как синхронный двигатель.
Анализ существующих сегодня насосных систем показал, что большинство электродвигателей практически не эксплуатируются в режиме номинальной нагрузки, вместо этого основную часть времени они работают с частичной нагрузкой. Например в Европе двигатели, как правило, эксплуатируются на уровне не выше 60 % от номинальной мощности. Показатели энергоэффективности в этом случае значительно ниже расчетных, в то время как законодательно устанавливаемые нормативы для электродвигателей учитывают только работу при номинальной нагрузке. Для того, чтобы решить это противоречие, концерн KSB разработал новый реактивный синхронный двигатель SuPremE, комплектуемый частотным преобразователем PumpDrive. При полной нагрузке KSB SuPremE демонстрирует очень высокую эффективность. Но основное достоинство KSB SuPremE заключается в том, что и при частичной нагрузке его эффективность настолько велика, что оставляет далеко позади все известные альтернативные варианты.
Таким образом двигатель KSB SuPremE является единственным правильным выбором по сравнению с применяемыми сегодня другими электродвигателями для работы в зоне частичной нагрузки. Двигатель KSB SuPremE с контролируемой частотой вращения – это своего рода энергетическая диета: 60 % экономии достигается за счет контроля частоты вращения, а дополнительную экономию до 30 % обеспечивает сам двигатель.Диаграмма показывает эффективность двигателя SuPremE при мощности в 7,5 кВт и частоте вращения 1 500 об/мин в сравнении с 2‑полюсным асинхронным двигателем, отвечающим требованиям стандарта энергоэффективности IE3, вступающему в силу 1 января 2015 года.
SuPremE сумел обогнать свое время: уже сегодня он полностью соответствует нормативам энергоэффективности IE4, который вступит в действие только в 2017 году.
Слагаемые преимущества двигателя SuPremE
Эффективность
Двигатели KSB SuPremE способны эффективно работать на различных частотах. При работе в расчетной точке SuPremE превосходят обычные асинхронные двигатели по КПД. При частичной загрузке разница КПД становится еще более впечатляющей (см. график). Такой выигрыш в энергопотреблении объясняется тем, что двигатель KSB SuPremE не является системой с прямым пуском (DOL-starting), требующей дополнительного питания для собственной работы.
Надежность
Использование общедоступных долговечных материалов, доведенный до абсолюта принцип магнитного сопротивления и длительный срок службы подшипников – это те слагаемые, которые делают двигатель KSB SuPremE долговечным, надежным и позволяют ни в чем не уступать двигателям дру‑
гих типов. Вероятность выхода двигателя из строя дополнительно снижается за счет отсутствия необходимости в датчиках положения ротора. Пониженная температура ротора положительно влияет на срок службы подшипников, делая его даже более продолжительным, чем срок службы под шипников в стандартных асинхронных двигателях.
Совместимость с системами IE2
Если система спроектирована для асинхронного двигателя по стандарту IE2, на его место всегда можно установить двигатель SuPremE, т. к. типоразмеры нового решения полностью повторяют типоразмеры устаревающего двигателя по стандарту IE2. В случае использования SuPremE вместо заложенного в проект двигателя IE2 можно не сомневаться в том, что задача будет решена гораздо более эффективно.
Экологичность
Двигатель SuPremE не использует постоянных магнитов, производимых из редкоземельных элементов (добыча этих материалов связана с загрязнением окружающей среды), поэтому его «экологический отпечаток» (степень негативного воздействия на окружающую среду) значительно ниже показателей синхронных или асинхронных двигателей с постоянными магнитами. То есть, можно говорить о том, что двигатели KSB SuPremE вносят существенный вклад в выживание всей нашей планеты.
Дополнительное уменьшение энергопотерь
Пластины ротора сконструированы таким образом, чтобы сделать работу двигателя KSB SuPremE абсолютно гладкой, ровной и тихой.
Пример реализации
Исходные условия: закрытый контур охлаждающей системы используется для кондиционирования воздуха и производственных объектов.
Принятые меры: замена одного из центробежных насосов, установленных в производственных цехах на систему KSB, включающую:
- синхронный двигатель 18,5 кВт (KSB SuPremE с PumpDrive S MM, типоразмер С)
- частотный преобразователь PumpDrive
- устройство контроля параметров гидравлической системы PumpMeter
Результат:
- экономия электроэнергии: около 371 МВт•ч в год, что в денежом эквиваленте превышает 15 700 Евро/год
- уменьшение выброса CO2 с 1 900 т в год более чем на 74,7%
Итак, мы убедились, что реактивный синхронный двигатель KSB SuPremE больше, чем любой другой, достоин называться энергоэффективным двигателем. Электродвигатель KSB SuPremE – это единственный двигатель с преобразователем частоты, который соответствует требованиям эффективности IE4, и при этом не содержит магнитов. Поэтому он не только экономно расходует электроэнергию, но и помогает оптимизировать использование других ресурсов.
