Электродвигатели и электроприводы

Энергетическое обследование электродвигателей и электроприводов позволяет оценить, насколько потребление электроэнергии соответствует полезной механической работе оборудования. Для этого электрическую мощность сопоставляют с фактической загрузкой механизма, необходимыми скоростью и усилием, продолжительностью работы и способом управления приводом.

В отличие от обследования электрических сетей и трансформаторов, здесь рассматривают преобразование электроэнергии в механическую работу конкретного агрегата. Двигатель может работать с различной нагрузкой, изменять скорость или вращаться практически без полезной нагрузки. Каждый из этих режимов необходимо оценивать с учётом назначения приводимого механизма.

Исходные данные и фактическая загрузка электродвигателей

Для обследования используют паспорта двигателей, сведения о токах и потребляемой мощности, скорости вращения, механической нагрузке, продолжительности работы, частотных преобразователях и пусках оборудования.

Паспортные характеристики позволяют определить параметры, на которые рассчитан двигатель. Данные электрических измерений показывают его потребление в рабочих режимах, а сведения о скорости и нагрузке помогают установить, какую механическую работу выполняет агрегат. Графики работы и журналы пусков необходимы для оценки того, как долго оборудование находится под нагрузкой, работает на холостом ходу или изменяет режим.

Эти сведения рассматривают совместно. Например, двигатель с относительно небольшой механической нагрузкой может продолжать потреблять электроэнергию, но величина такого расхода и возможность его сокращения зависят от условий работы всего агрегата. Одних паспортных характеристик для оценки фактической эффективности недостаточно.

Соответствие электрической мощности механической работе

При обследовании сопоставляют потребляемую электрическую мощность с усилием, скоростью или производительностью механизма. Для насосного оборудования существенным параметром может быть необходимый расход жидкости, для других приводов — требуемый вращающий момент или скорость движения.

Важно разграничивать эффективность самого электродвигателя и приводимого механизма. Даже двигатель с высокими паспортными показателями КПД может работать в составе агрегата, энергопотребление которого определяется особенностями механической нагрузки или управления.

Повышенный ток также не является самостоятельным доказательством неэффективности двигателя. Он может быть обусловлен необходимым усилием, неудовлетворительной работой приводимого механизма либо электрическими проблемами. Чтобы различить эти причины, необходимо сопоставить электрические параметры с фактической механической нагрузкой. По одному измерению тока определить КПД двигателя нельзя.

Частотное регулирование и характер механической нагрузки

Частотный преобразователь позволяет изменять скорость вращения электродвигателя в соответствии с требуемым режимом работы. Однако энергетический результат такого регулирования зависит от характеристик приводимого механизма.

У центробежного насоса изменение скорости может влиять на необходимый расход и потребляемую мощность. У механизма, работающего с практически постоянным вращающим моментом, зависимость энергопотребления от скорости будет другой. Поэтому одинаковое изменение частоты вращения не означает одинакового снижения расхода электроэнергии для разных агрегатов.

При оценке целесообразности частотного регулирования необходимо установить, как изменяется механическая нагрузка и сколько времени привод работает в каждом режиме. Без этих данных нельзя достоверно рассчитать экономию от установки преобразователя частоты или обосновать изменение существующего управления.

Результат обследования электродвигателей и электроприводов

По результатам анализа составляют перечень рабочих режимов электроприводов с указанием условий, при которых целесообразно рассматривать настройку управления или модернизацию оборудования. В нём разграничивают фактическую загрузку, режимы холостого хода, особенности регулирования и характеристики приводимого механизма.

Такой перечень помогает определить, какие агрегаты требуют углублённой оценки и какие исходные данные необходимы для технического обоснования изменений. Возможность снижения энергопотребления устанавливают с учётом необходимой механической работы и продолжительности соответствующих режимов, а не только по установленной мощности двигателя.

Для комплексной оценки предусмотрена услуга «Энергоаудит инженерных систем». Дополнительные сведения о факторах, влияющих на электрические нагрузки приводов, представлены в материале «От чего зависит энергопотребление электродвигателей».