Download
1 / 133
1.34k likes | 1.38k Views
Energy Saving in Electric Motor Systems. Electric Motors … Electric Motor Systems. E= E e * E m. The Electric Motor System. Why Motors Are Important. Electric motors consume more than 50% of all electricity consumed in the United States (38.5% in IRAN). Industrial electricity Use.
E N D
E= Ee * Em The Electric Motor System
Why Motors Are Important Electric motors consume more than 50% of all electricity consumed in the United States (38.5% in IRAN)
كل انرژي الكتريكي در شاخه‌هاي مختلف مصرف، مطابق آمار وزارت نيرو
مصرف انرژی موتورهاي الكتريكي در شاخه‌هاي مختلف مصرف
بزرگترين مصرف كنندگان(برحسب درصد):
Electricity Consumption Comparison US : 2001 IRAN : 1379
Why Care About Electric Motors? • In the US: • motors use 23% of all electricity consumed • motors use 69% of all industrial electricity consumed Other countries, developed and developing, have similar or even more pronounced motor consumption patterns. For example: • In China: • motors use 54% of all electricity consumed
Why Energy Saving in Motors • Considerable Potential Opportunities for Energy Saving in Electric Motors • A small increase in efficiencycan realize large savings • Some opportunities areinexpensive to implement
A Motor Can Consume Its Capital Cost in Just 40 Days Continuous Operation Motor Capital Cost / Energy Cost (%) 120 100 80 60 40 20 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Days of Operation
Purchase Cost = $5,000 Energy Costs = $525,000 Purchase cost is just the tip of the iceberg! For a 100 hp motor operating for 15 years at $0.05/kWh
Potential Motor System Savings Based on the US DOE study, implementing viable motor systems savings projects can reduce motor system energy consumption in manufacturing by about 15%.
Potential Motor System Savings IRAN28 e9 18 e9 3 e9 US1085 e9 kWh680 e9 kWh 85 e9 kWh Total Electricity Consumption : Motors Electricity Consumption : Potential Electricity Saving :
چند پروژه انجام شده در صنايع آمريکا
End User Case Studies 3M Company
كارخانه صنعتي 3M اين كارخانه بزرگ كه در ايالت مينه سوتا واقع است و محصولات مختلف صنعتي و تجاري توليد مي‌كند، از ژانويه سال 1994 كار بهينه‌سازي مصرف انرژي توسط موتورهاي الكتريكي خود را آغاز نمود. اين كارخانه موفق گرديد با سرمايه‌گذاري به ميزان $1,600,000 به صرفه‌جويي معادل $823,000 در سال دست يابد كه زمان بازگشت سرمايه آن معادل 1.94 سال است.
كارخانه فولاد Bethlehem اينديانا اين كارخانه براي ماندن در صحنه رقابت، به دنبال كاهش هزينه‌هاي مصرف انرژي بوده و در پروژه بهينه‌سازي خود موفق شد مصرف انرژي خود را به ميزان 15,500 MWh معادل 50% كاهش دهد. سرمايه گذاري اوليه اين شركت معادل $1,125,000 بوده كه صرفه‌جويي به ميزان بيش از $620,000 در سال با زمان بازگشت سرمايه كمتر از 2 سال را باعث گرديده است.
كارخانه General Motors Pontiac ميشيگان اين شركت به منظور بهينه‌سازي مصرف انرژي الكتريكي مورد نياز سيستم آب شرب مصرفي كارخانه برنامه مديريت مصرف انرژي در موتورهاي الكتريكي را پياده نموده است. سرمايه‌گذاري اوليه اين پروژه به ميزان $44,900 بود كه منجر به صرفه‌جويي معادل $11,200 در سال گرديد.
كارخانه توليدي Johnson & Johnson اين كارخانه در پي بهينه‌سازي مصرف انرژي سيستم Dust Collector كه شامل واحدهاي متشكل از موتورهاي الكتريكي 50hp, 25hp و واحد 20 hp مي‌باشد موفق گرديده با سرمايه‌گذاري اوليه‌اي به ميزان $50,000 به صرفه‌جويي سالانه‌اي معادل $35,000 دست يابد.
كارخانه توليد لاستيك Greenville آركانزاس اين كارخانه موفق گرديد با سرمايه‌گذاري در پروژه‌اي، در يكي از خطوط توليد خود با استفاده از روشهاي مديريت مصرف انرژي در موتورهاي الكتريكي به صرفه‌جويي معادل 148,847 kWh دست يابد. سرمايه‌گذاري اوليه اين شركت $37,190 بوده و صرفه‌جويي اقتصادي سالانه آن $77,266 با زمان بازگشت سرمايه‌اي كمتر از 6 ماه بوده است.
The Electric Motor System Pumping Systems: Motor Only Motor efficiency = Motor output / Motor input = 13.8kW (estimated) / 14.9 kW = 0.93, or 93%
The Electric Motor System Pumping Systems: Motor + Pump Pdischarge = 80 psig Psuction = 28 psig Combined pump + motor efficiency = Pump output / Motor input = 10.2 / 14.9 = 0.69, or 69%
The Electric Motor System Pumping Systems: Motor + Pump + Valve More than 40 psi drop across the throttle valve Package efficiency = Hydraulic output / Motor input = 2.7 / 14.9 = 0.18, or 18%
Energy Consumption in Electric Motor Systems E : ميزان انرژي الکتريکي مصرفي، (kWh) P : توان بار مورد نظر، (kW) t : زمان مصرف انرژي الکتريکي، (h) η: بازده انرژي سيستم موتور الکتريکي c : هزينه واحد انرژي الکتريکي مصرفي، (Rls/kWh) C : ميزان هزينه انرژي الکتريکي مصرفي، (Rls)
براي بهينه سازي مصرف انرژي در سيستمهاي موتور الكتريكي بايد: • توان بار کاهش يابد. • زمان مصرف انرژي الکتريکي کاهش يابد. • بازده انرژي سيستم موتور الکتريکي افزايش يابد. • هزينه واحد انرژي الکتريکي مصرفي کاهش يابد.
روشهاي بهينه سازي مصرف انرژي در موتورهاي الكتريكي
موتورهاي الكتريكي و به خصوص موتورهاي القايي براساس كار با ولتاژ متعادل سه فاز كاملاً سينوسي با ولتاژ نامي و فركانس نامي طراحي مي‌شوند. هرگونه انحراف از اين شرايط، بازده موتور را كاهش خواهد داد.
مواردي كه جهت حصول توان با كيفيت، بايستي مدنظر قرار گيرند عبارتند از: • تامين ولتاژ نامي • تامين فركانس نامي • نامتعادلي ولتاژ در محدوده مجاز (1%) • نبود محتوي هارمونيکي • حصول ضريب توان بالا
رابطه derate شدن(کاهش توان نامي) موتور بانامتعادلي ولتاژ تغذيه
رابطه derate شدن(کاهش توان نامي) موتور با ولتاژتغذيه هارمونيکي ضريب ولتاژ هارمونيکي(HVF) Vn: اندازه هارمونيک ولتاژ مرتبه n n : مرتبه هارمونيک
اقدامات عمده • خاموش كردن موتور در هنگامي كه مورد نياز نباشد • توقف موتور در هر ساعت براي مدتي تنظيم شده • جابه جايي زمان کار موتور از دوره اوج بار به دوه کم بار و عادي
کنترل On/Off • پمپ ها و كمپرسورها كه هنگام بسته بودن شيرها كار مي‌كنند. • موتور ماشينهايي كه در حال توليد و يا عليرغم حل مشكلات ماشين باز هم روشن و در حال كار باقي مي‌مانند. • ماشين‌افزاري كه در مدت استراحت براي صرف غذا و يا بين عمليات مختلف برشكاري روشن باقي مي‌ماند.
