Электродвигатели и электроприводы

Энергетическое обследование электродвигателей и электроприводов позволяет определить, насколько потребляемая электрическая энергия соответствует механической нагрузке оборудования и выбранному способу управления. При обследовании оценивают фактическую загрузку двигателя, частоту вращения, рабочие циклы и режимы, в которых оборудование выполняет технологическую задачу.

Электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую, а электропривод обеспечивает работу механизма в требуемом режиме. Энергетические потери зависят от загрузки, частоты вращения, особенностей пуска и механической передачи. Поэтому увеличение электрической мощности не всегда означает неправильный выбор двигателя: оно может быть обусловлено необходимым крутящим моментом приводимого механизма.

Рабочая нагрузка электродвигателя и эффективность привода

При обследовании специалист сопоставляет фактическую загрузку электродвигателя с диапазоном его эффективной работы. Для этого необходимо учитывать не только установленную мощность, но и характер механической нагрузки, продолжительность рабочих циклов и изменение режима вращения.

Отдельное внимание уделяют работе без полезной механической нагрузки — холостому ходу. В таком режиме электродвигатель продолжает потреблять электрическую энергию, хотя механизм не выполняет соответствующую полезную операцию. Однако для оценки возможности изменения режима необходимо установить, какую функцию выполняет оборудование в этот период.

Специалист также проверяет соответствие выбранного способа регулирования механической характеристике агрегата. Она описывает связь крутящего момента с частотой вращения и позволяет определить, при каких условиях двигатель способен обеспечивать требуемую работу механизма.

Если измеренная электрическая мощность представляется повышенной, сначала устанавливают фактическую механическую нагрузку. Без этого нельзя определить, обусловлено ли потребление характеристиками электродвигателя или требованиями приводимого оборудования.

Исходные данные и измеренные режимы работы

Для энергетического обследования необходимы паспортные характеристики электродвигателя, рабочие циклы механизма, данные токов, электрической мощности и частоты вращения, а также требования технологического процесса.

Паспорт двигателя содержит номинальные параметры, с которыми сопоставляют фактический режим. Изменение тока и скорости во времени позволяет определить рабочие точки привода — сочетания параметров, соответствующие конкретным условиям его работы. Технологическая карта устанавливает, какие изменения режима допустимы при выполнении производственной операции.

Эти сведения рассматривают совместно. Паспортная мощность не показывает фактическое потребление в каждом рабочем цикле, а измерение тока без данных о механической нагрузке не позволяет однозначно определить эффективность привода.

Сопоставление рабочих точек с требованиями технологического процесса помогает установить, в каких режимах оборудование работает с необходимой нагрузкой, где возникает холостой ход и какие варианты изменения управления требуют проверки.

Выбор способа регулирования по характеру механической нагрузки

Возможность снижения электрического потребления зависит от того, как изменяется требуемая механическая мощность при регулировании скорости.

Для вентилятора с переменным расходом изменение частоты вращения может уменьшать потребность в электрической энергии. Однако применимость такого решения определяется фактической характеристикой нагрузки и рабочими циклами оборудования.

Механизм с постоянным крутящим моментом требует иной оценки. Снижение частоты вращения не означает такого же изменения потребляемой мощности, как у центробежной нагрузки. Поэтому предполагаемый эффект регулирования нельзя переносить с одного типа механизма на другой.

При выборе регулятора специалист сопоставляет допустимые режимы технологического процесса с механической характеристикой агрегата. Только после этого можно оценивать целесообразность изменения скорости, способа управления или самого электродвигателя.

Результат энергетического обследования электропривода

Результатом обследования становится рабочая характеристика электропривода, связывающая фактическую электрическую нагрузку, частоту вращения и условия выполнения механической работы. На её основе определяют технически допустимые варианты изменения режима, управления или замены оборудования.

Эти варианты необходимо проверять по механической нагрузке и требованиям технологического процесса. В частности, установка частотного преобразователя сама по себе не гарантирует сокращения энергопотребления.

Для обоснованной оценки возможной экономии необходимы характеристика нагрузки, требования приводимого механизма и данные фактических рабочих циклов. Без них нельзя достоверно определить энергетический эффект изменения привода или рекомендовать замену оборудования только по его номинальной мощности.

Для обследования оборудования предусмотрен энергоаудит инженерных систем. При необходимости проверить эксплуатационные режимы можно обратиться к направлению «Выявление неэффективных режимов работы оборудования». Дополнительные сведения приведены в материале «От чего зависит энергопотребление электродвигателей». Другие направления обследования представлены в категории «Электроснабжение и учёт энергоресурсов».