ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Энергосберегающий общепромышленный асинхронный двигатель с индивидуальной компенсацией реактивной мощности»

Рекомендуемая область пременения

Энергосберегающий общепромышленный асинхронный двигатель с индивидуальной компенсацией реактивной мощности может применяться во всех отраслях промышленности, в которых электрическая энергия преобразуется в механическую энергию посредством трехфазных асинхронных двигателей и используется для вращения рабочих машин. Например: добыча, переработка и транспортирование нефти и нефтепродуктов, газа и газопродуктов; добыча и переработка полезных ископаемых; металлургия; машиностроение; строительство; электротранспорт; теплоэнергетика; коммунальное хозяйство и др. Максимальная эффективность энергосберегающего асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности (ЭАД с ИКРМ) проявляется в электроприводах, питающихся от трехфазных автономных источников электрической энергии. Например: электроприводы механизмов подводных лодок, кораблей, летательных аппаратов, буровых установок на нефтепромыслах и горных механизмов, удаленных от систем электроснабжения, и др.

Назначение, цели и задачи проекта

Назначение — для сбережения электрической энергии средствами электропривода путем создания энергосберегающих электроприводов рабочих машин на основе трехфазных асинхронных двигателей с индивидуальной компенсацией реактивной мощности.

Цель — уменьшение непроизводительных потерь и расхода электрической энергии на создание товарной продукции путем повышения энергетического коэффициента полезного действия асинхронных электроприводов рабочих машин, разгрузки силовых трансформаторов и электрических сетей 220/380 В, 380/660В от реактивной мощности индуктивного характера, уменьшения потребляемого тока.

Задача — создание асинхронных двигателей (АД) с высокими энергетическими показателями: коэффициентом мощности, равным единице, энергетическим коэффициентом полезного действия не ниже 85-95%.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Самым массовым потребителем электрической энергии, независи­мо от характера промышленного предприятия, является асинхронный двигатель.

Традиционный асинхронный двигатель состоит из статора с одной трехфазной обмоткой и ротора с короткозамкнутой или фазной обмоткой.

Применение АД непрерывно растет и по прогнозу специалистов в ближайшие 10-15 лет их доля в электроприводе может достичь 85-90%. В настоящее время асинхронные электрические двигатели потребляют почти половину всей вырабатываемой в мире электроэнер­гии и применяются в качестве преобразователя электрической энергии в механическую. Распределение асинхронных двигателей в наиболее распространенных механизмах процентах от общего количества двига­телей составляет: вентиляторы - 37,7; транспортеры - 19,9; насосы -17,0; станки обрабатывающие - 7,0; смесители - 5,5; механизмы пере­мещения - 4,9; затворы, задвижки - 3,7; компрессоры - 2,8; дробилки и другие - 2,4.

В Российской Федерации и странах СНГ установленная мощность асинхронных двигателей напряжением до 1000 В составляет около 300 млн. кВт. Распределение двигателей по мощности и потреблению ими электроэнергии представлено в таблице 1.

Таблица 1

Из таблицы 1 видно, что двигатели мощностью от 1 до 100 кВт по­требляют свыше 90% от всей электроэнергии, потребляемой асинхронными двигателями.

Кроме известных преимуществ (простота устройства, высокая надежность, низкие эксплуатационные расходы), традиционные асинхронные двига­тели (ТАД) обладают рядом недостатков, в числе которых: большой ток холо­стого хода, достигающий 0,25-0,45 от номинального тока; значительные по величине пусковые токи, превышающие номинальный в 5-7 раз; а также низкий коэффициент мощности, имеющий величину 0,7-0,9 при номинальной нагрузке. Следует отметить также существенный недостаток традиционных асинхронных двига­телей — сравнительно невысокий номинальный энергетический к.п.д (?_эн= ?_н?cos?_н ). На рис. 1 и 2 приведены графики номинального к.п.д. ?_н, коэффициента мощности cos?_н  и энергетического к.п.д. ?_эн= ?_н?cos?_н от мощности для наиболее распространенных в промышленности двигателей.

Энергетический к.п.д. является главным показателем энергосберегающих свойств АД. Из анализа графиков следует, что энергетический к.п.д. ТАД находится в области от 0,25 до 0,85. Это свидетельствует о низких энергосберегающих свойствах ТАД. 

Отмеченные недостатки отрицательно влияют на электросбережение, ведут к нерациональному использованию гене­рирующих электроэнергию средств, электрических кабелей и проводов, снижают долговечность собственно двигателя, механического оборудо­вания, а также электрической коммутирующей аппаратуры.

Коэффициент мощности асинхронных двигателей существенно зависит от коэффициента загрузки рабочей машины, снижаясь при его уменьшении. Например, при холостом ходе рабочей машины коэффи­циент мощности традиционного асинхронного двигателя снижается до значений 0,15-0,25. Уменьшение величины соs? всегда ведет к умень­шению коэффициента полезного действия двигателя.

Реальный коэффициент загрузки большинства промышленных механизмов составляет 0,6-0,8, а средневзвешенный соs? асинхрон­ных двигателей в режиме эксплуатации находится в пределах 0,3-0,75. Сравнительно низкий коэффициент мощности асинхронных двигателей, в конечном итоге, уменьшает соs? электрических сетей производст­венных участков, цехов, предприятий и энергосистем в целом, что ве­дет к потере активной мощности, снижению качества электроэнергии, неэффективному использованию трансформаторов, генераторов, пере­расходу первичных источников энергии (угля, мазута, газа, дизтоплива и др.), снижает пропускную способность электрических сетей или тре­бует увеличения сечения жил кабелей, токопроводов, т.е. дополни­тельных капитальных вложений для сохранения или увеличения их про­пускной способности.

Количественно потери активной электрической мощности для трёхфазной промышленной сети определяются известным уравнением

где

?Р - потери активной электрической мощности, кВт;

I — ток электропотребителя, А;

К_э - эквивалентное активное сопротивление одной  фазы  источника

электрической энергии, потребителя и линии, их соединяющей, Ом.

Величина тока одного трёхфазного электропотребителя определя­ется

где   К₃ - коэффициент загрузки рабочей машины;

Р_2н - номинальная активная мощность электропотребителя, кВт; U_2н - номинальное линейное напряжение электропотребителя, кВ; ? - коэффициент полезного действия электропотребителя; соs? - коэффициент мощности электропотребителя.

Несмотря на известные преимущества традиционных асинхронных двигателей, При коэффициентах загрузки двигателей ниже 0,75?Р_н  все их технико-экономические показатели, включая энергетический к.п.д. ухудшаются.

Непроизводительные потери электрической энергии обратно пропорциональны квадрату энергетического к.п.д. электроустановки, поэтому электромашиностроители и электроприводчики постоянно работают над его повышением.

В настоящее время известны технические решения, позволяющие повысить энергетический к.п.д. АД путем индивидуальной компенсации реактивной мощности. В частности, АД с увеличенной массой активных материалов — электротехнической стали и обмоточной меди. АД с покрытием стержней короткозамкнутых роторов и листов электротехнической стали сверхтонкими пленками или материалами с двойным химическим слоем, обеспечивающих электрическую емкость активным элементам машины. АД с составным магнитопроводом и активным распределенным слоем, обладающим электрической емкостью. АД с многополюсными обмотками на статоре со смещением в пространстве и особыми схемами соединения катушек. АД с постоянными магнитами, размещенными на роторе.

Вместе с тем, применение этих АД в электроприводах пока ограничено, кроме АД  с увеличенной массой активных материалов, из-за сложности их изготовления и невозможности ремонта традиционными электромашиностроительными технологиями. В этих АД невозможно активно управлять степенью компенсации реактивной мощности, так как емкостные компенсирующие элементы являются распределенными в активных материалах электрической машины и поэтому они физически недоступны для регулирования. Кроме того, отсутствуют опубликованные опыт применения этих АД.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

В отличие от традиционного асинхронного двигателя, содержащего на статоре одну трехфазную обмотку, подключаемую в электросеть, в предлагаемом энергосберегающем асинхронном двигателе с индивидуальной компенсацией реактивной мощности на статоре размещены две трехфазные обмотки. Одна из обмоток, называемая рабочей, включается в электросеть, другая, называемая компенсационной, — на трехфазный конденсатор. Электрические параметры обмоток, их схемы соединения друг с другом и конденсатором, схемы укладки обмоток в пазы статора определяются при конструировании двигателя.

Максимальный энергетический к.п.д. двигателя достигается за счет увеличения его коэффициента мощности до cos?=1,0, при одновременном увеличении или сохранении электрического к.п.д. на уровне к.п.д. аналогов.

При работе энергосберегающего асинхронного двигателя в статических режимах, т.е. при неизменной скорости вращения, из электрической сети потребляется только активная мощность. При этом потребление из электросети реактивной мощности практически не происходит. Необходимая для работы двигателя реактивная мощность потребляется из электросети только в динамических режимах, например, при пуске двигателя в работу и изменениях его скорости вращения и сохраняется в электромагнитной системе машины благодаря наличию двух трехфазных обмоток, связанных друг с другом через вращающееся электромагнитное поле, и трехфазного конденсатора, определенной емкости.

Описанная конструкция энергосберегающего асинхронного двигателя была реализована на электромашиностроительных заводах, электроремонтных предприятиях.

Например, создан энергосберегающий асинхронный двигатель с индивидуальной компенсацией реактивной мощности для нефтяной качалки. В таблице 2 приведены сравнительные характеристики традиционного и энергосберегающего асинхронных двигателей. Традиционный асинхронный двигатель типа АИР 180-8 был реконструирован в энергосберегающий вариант в условиях ООО «Татнефть-РЕТО» г. Альметьевск.

Таблица 2

Анализ таблицы 2 и опыт эксплуатации показывает:

v          ЭАД с ИКРМ имеет коэффициент мощности  соs? = 1,0.

v          Работу выполняет  с меньшим потреблением тока до 23-27%.

v          Уменьшает непроизводительные потери электрической энергии в линиях электропередач до 36%.

v          Дополнительные затраты на реконструкцию традиционного двигателя при ремонте с заменой обмотки статора на энергосберегающий двигатель окупаются за 0,25-0,8 года.

Создан энергосберегающий асинхронный двигатель с индивидуальной компенсацией реактивной мощности для прокатно-волочильного стана. В таблице 3 приведены сравнительные характеристики традиционного и энергосберегающего асинхронных двигателей. Традиционный асинхронный двигатель типа SMRбыл реконструирован в энергосберегающий вариант в условиях ОАО «ММК-МЕТИЗ» г. Магнитогорск.

Таблица 3

 Анализ таблицы 3 и опыт эксплуатации показывает:

v          ЭАД с ИКРМ имеет коэффициент мощности  соs? = 1,0.

v          Работу выполняет  с меньшим потреблением тока до 15-18%.

v          Уменьшает непроизводительные потери электрической энергии в линиях электропередач до 30%.

v          Дополнительные затраты на реконструкцию традиционного двигателя при ремонте с заменой обмотки статора на энергосберегающий двигатель окупаются за 0,3-0,5 года.

Созданы установочные партии энергосберегающих асинхронных двигателей с индивидуальной компенсацией реактивной мощности типа ДАТ-126, АИР-71 в условиях ОАО «Электромашина» г. Челябинск. В таблице 4 приведены сравнительные характеристики традиционных и энергосберегающих асинхронных двигателей.

Таблица 4

В условиях ОАО «Сарапульский электрогенераторный завод», респ. Удмуртия, создана установочная партия взрывозащищенных энергосберегающих асинхронных двигателей с индивидуальной компенсацией реактивной мощности типа АИМЛК-71 для насосов бензозаправочных станций. В таблице 5 приведены сравнительные характеристики традиционных и энергосберегающих асинхронных двигателей.

Таблица 5

Из анализа таблиц 4, 5 следует, что энергосберегающие асинхронные двигатели с индивидуальной компенсацией реактивной мощности по всем техническим характеристикам превосходят традиционные асинхронные двигатели.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Для предварительной оценки целесообразности использования индивидуально компенсированных асинхронных двигателей вместо традиционных двигателей рассмотрим пример.

Пример.Пусть на некотором производственном участке установлен
силовой трёхфазный трансформатор с номинальной мощностью S_н=1000 кВА,  номинальным напряжением U_1н=10 кВ, U_2Н=0,4 кВ, номинальным током I_1н=60 А, I_2н=1520 А, питающий распределительный пункт, к которому подключены N=5 трёхфазных асинхронных двигателей, каждый номинальной мощностью Р_2н =100 кВт, номинальным напряжением U_1н = 0,4 кВ, номинальным кпд 92%, номинальным коэффициентом мощности 0,85, вращающие насосы некоторой техно­логической установки, работающей в длительном режиме.

Определитьпри использовании традиционных и компенсирован­ных асинхронных двигателей:

1. Потери, активной мощности в электросети от трансформатора до электропотребителей.

2. Стоимость потерь электрической энергии за один год.

3. Процент загрузки трансформатора по току и мощности и наличие резерва для подключения к трансформатору дополнительных электро­потребителей.

4. Расход цветного металла (меди, алюминия) на кабельную продук­цию.

5. Экономию первичного источника энергии для случая, если бы исход­ный трансформатор был подключён к автономной дизель-генераторной установке.

Дополнительные условия:

1) эквивалентное активное сопротивление одной фазы кабелей от дви­гателей до распределительного пункта и от шинопровода распредели­тельного пункта до трансформатора равно R_э - 0,0008 Ом;

2) среднегодовой коэффициент загрузки технологических машин К₃ = 0,8;

3) средневзвешенный коэффициент мощности электропотребителей соs? = 0,5, средний кпд ?= 0,8;

4) средняя стоимость электроэнергии, Ц = 1,1 рубля за один кВт/час;

5)     экономически   выгодная   плотность тока   в  токопроводах  кабеля

6)    расход    дизтоплива    для     современной     автономной    дизель-генераторной установки r= 250 - 360 г кВт-ч;

7) коэффициент мощности компенсированного асинхронного двигателя соs? = 1,0;

8) средний кпд трансформатора ?_тр = 0,95;

9) средний кпд дизель-генератора ?_дг =0,7.

Решение:

1. Определим потребляемый ток с учётом заданных и допол­нительных условий:

1.1. При использовании пяти традиционных асинхронных двигателей

1.2. При использовании пяти компенсированных асинхронных двигате­лей

1.3. Определим потери активной мощности в электросети от потреби­телей до трансформатора:

1.3.1. При использовании традиционных асинхронных двигателей

1.3.2. При использовании компенсированных асинхронных двигателей

2. Определим потери и стоимость электрической энергии.

2.1. При использовании традиционных асинхронных двигателей потери электрической энергии: — за один год

2.2.   При  использовании  компенсированных асинхронных двигателей потери электрической энергии: — за один год

2.3. Стоимость сэкономленной электроэнергии при использовании ком­пенсированных асинхронных двигателей вместо традиционных двига­телей: — за один год

 что, естественно, выгодно.

3.  Определим  процент загрузки  трансформатора  по току,  а следовательно, и по мощности.

3.1. При использовании традиционных асинхронных двигателей

3.2. При использовании компенсированных асинхронных двигателей

Сравнение п.3.1 и п.3.2 показывает, что применение компенсиро­ванных асинхронных двигателей вместо традиционных двигателей разгружает трансформатор по току и мощности более чем на 50%. Следо­вательно, на распределительный пункт можно при необходимости до­полнительно подключить ещё не менее пяти компенсированных асин­хронных двигателей номинальной мощностью 100 кВт каждый. Это, естественно, выгодно, т.к. увеличивает электровооруженность техноло­гического участка. Или можно заменить трансформатор мощностью 1000 кВА на трансформатор номинальной мощностью 560 кВА, что так­же выгодно, т.к. он будет загружен почти оптимально, и будет работать с максимальным коэффициентом полезного действия. Кроме того, стоимость трансформатора 560 кВА значительно (не менее чем на 30-40%) дешевле трансформатора мощностью 1000 кВА.

4. Определим удельный расход цветного металла(медь, алю­миний) или иначе — кабельной продукции при использовании компен­сированных асинхронных двигателей вместо традиционных двигателей. При прежней общей протяжённости кабелей, питающих электропотре­бители, удельный расход кабелей оценим по эквивалентной площади токопроводящих жил, исходя из величин токов, протекающих по ним, и экономически выгодной плотности тока:

4.1. При использовании традиционных асинхронных двигателей экви­валентное сечение жил кабеля

4.2.   При  использовании  компенсированных асинхронных двигателей эквивалентное сечение жил кабеля

Сравнение п. п. 4.1 и 4.2 показывает, что при использовании ком­пенсированных двигателей можно уменьшить затраты в два раза на кабельной продукции, как по цветному металлу, так и по стоимости ка­белей. Или, если имеется в этом необходимость, к уже проложенным кабелям можно подключить пять компенсированных двигателей с но­минальной мощностью 200 кВт вместо пяти традиционных двигателей мощностью 100 кВт, что повышает электровооруженность технологиче­ского участка.

5. Определим расход первичного источника энергиидля слу­чая, если бы трансформатор был подключен к автономному дизель-генератору.

Полная установленная мощность дизель-генератора при средневзве­шенном коэффициенте мощности, среднем кпд электропртребителей, среднегодовом коэффициенте загрузки технологического оборудования определяется:

5.1. При применении пяти традиционных асинхронных двигателей

5.2. При применении пяти компенсированных асинхронных двигателей, имеющих соs? =1,0,

Сравнение п. п. 5.1 и 5.2. показывает, что при применении компен­сированных асинхронных двигателей установленная мощность дизель-генератора уменьшается в два раза, что экономически выгодно, т.к. уменьшается стоимость дизель-генераторной установки и, естественно, расход дизельного топлива.

5.3. Потери активной мощности в электросети от потребителей до ди­зель-генераторной установки с учётом кпд трансформатора и дизель-генератора увеличиваются до величины

5.4.      Потери энергии за один год при Т = 8760 часов составляют

5.5. Экономия дизельного топлива равна

При средней стоимости одной тонны дизтоплива Ц_дт=18000 рублей и при применении асинхронных компенсированных двигателей вместо традиционных двигателей на дизель- генераторной установке будет сэкономлено дизтоплива на сумму С_дт=?ДТ?Ц_дт=12,3735?18000=222723 рублей, что, разумеется, экономически выгодно.

6. Дополнительные затраты на создание компенсированных асин­хронных двигателей.

6.1. При проектировании асинхронного двигателя исходим из следую­щих условий:

6.1.1. Вес активных электротехнических материалов сохраняется на уровне, определяемом лучшими аналогами традиционных асинхронных машин, т.е. вес электротехнической стали, вес меди в обмотках маши­ны остаётся прежним, как у традиционных двигателей соответствующих габаритов и мощностей.

6.1.2. Коэффициент полезного действия асинхронного компенсирован­ного двигателя должен быть больше или равен кпд традиционного дви­гателя соответствующего габарита и мощности.

6.1.3. Все конструктивные элементы и детали (вал, подшипники, корпус) и их параметры (вес, размеры) асинхронного компенсированного двига­теля такие же, как у традиционного двигателя.

7. Дополнительные затраты требуются:

7.1. На расчёт и оптимизацию электромагнитной системы электриче­ской машины.

7.2. На выполнение дополнительной технологической операции при изготовлении компенсационной обмотки.

7.3. На выполнение дополнительной технологической операции по ук­ладке компенсационной обмотки в пазы магнитной системы статора.

7.4. На дополнительный изоляционный материал, необходимый при изготовлении и укладке компенсационной обмотки.

7.5. На комплектацию асинхронного двигателя конденсаторами.

7.6. На модификацию клеммной коробки и клеммной плиты двигателя.

7.7. На выполнение дополнительной испытательной операции готовой машины.

Стоимость затрат на выполнение п.п. 7.2.-7.6, как показал опыт ре­конструкции традиционных двигателей на вариант компенсированных двигателей, составил 1,15-1,25 от стоимости ремонта традиционных двигателей. При серийном изготовлении компенсированных двигателей на электромашиностроительных заводах стоимость изготовления составляет 1,1-1,18 от стоимости традиционных двигателей.

Из технико-экономического обоснования, опыта реконструкции ТАД, создания новых ЭАД с ИКРМ следует, что предлагаемый инновационный проект экономически выгоден как для производителей электрических машин, так и для их потребителей.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

 Энергосберегающий асинхронный двигатель обладает следующими преимуществами по сравнению с инновационными разработками аналогичного назначения в Российской Федерации и за рубежом.

1. Значительное сбережение электрическое энергии. Асинхронные двигатели с индивидуальной компенсацией реактивной мощности и электроприводы на их основе работают  с cos?=1,0 и энергетическим к.п.д., равным 85-92%. Это на 15-18% выше, чем у традиционных асинхронных двигателей, серийно выпускаемых российскими электромашиностроительными  предприятиями, и на 8-13% выше чем у энергосберегающих асинхронных двигателей иностранных фирм, например,  AEG,  Сименс (Германия), АВВ, Гоулд (США). Энергетический к.п.д. последних составляет 72-84%, и достигается за счет увеличения массы электротехнической стали на 30-35%, меди на 20-25%, алюминия на 10-15%.

2. Асинхронная машина с индивидуальной компенсацией реактивной мощности является самовозбуждающейся электрической машиной и может использоваться в качестве автономного генератора в ветроэнергетике, малой гидроэнергетике, автотракторной технике.

3. Возможность изготовления асинхронных двигателей с индивидуальной компенсацией реактивных мощностей на действующих электромашиностроительных предприятиях с применением уже имеющихся штампов, материалов, обмоточных  проводов, оснасток и технологического оборудования, без увеличения количества активных материалов, т.е. практически без дополнительных капитальных вложений.

Известные отечественные энергосберегающие асинхронные двигатели, например, с постоянными магнитами, размещенными на роторе, требуют выполнения трудоемких операций по выемке объема электротехнической стали из уже изготовленного ротора и сложной технологии крепления магнитов на роторе. Кроме того, под воздействием сильных электромагнитных полей, магниты размагничиваются, а при ремонте, предусматривающем термическое воздействие, теряют свои свойства.

Известная идея создания энергосберегающих асинхронных двигателей с внутренней компенсацией реактивной мощности за счет применения обмоточного провода  и электротехнической стали, обладающих распределенной электрической емкостью, отечественными и зарубежными фирмами не реализованы даже в опытных вариантах.

4. Возможность реконструкции уже изготовленных традиционных асинхронных двигателей на инновационный энергосберегающий вариант при капитальном ремонте обмоток статора в условиях действующих электроремонтных предприятий, цехов и участков по применяемым технологиям.

Реконструкция традиционных асинхронных двигателей на энергосберегающий вариант путем размещения постоянных магнитов на роторе, или путем применения обмоточного провода и электротехнической стали, обладающих распределенной электрической емкостью, в условиях электроремонтных предприятий не представляется возможным из-за отсутствия серийно выпускаемых активных материалов и отсутствия разработанных технологий ремонта.

5. Реализация инновационного проекта предусматривает на каждом действующем электромашиностроительном и электроремонтном предприятии создание новых рабочих мест: инженер-технолог по электромагнитному расчету энергосберегающих двигателей и организации производства —1; квалифицированный рабочий-обмотчик электрических машин — 2-3; инженер-электрик – испытатель электрических машин — 1; менеджер —1; т.е. дополнительно может быть создано 5-6 рабочих мест на одном электроремонтном предприятии, 10-15 рабочих мест на одном электромашиностроительном предприятии, а на субъекте инновационной деятельности — 5 рабочих мест.

6. Сбережение электрической энергии всегда ведет к улучшению экологической обстановки и сбережению первичных источников энергии — топливных и других ресурсов: угля, мазута, газа, воды и др.

Новые потребительские свойства продукции

Энергосберегающие асинхронные двигатели с индивидуальной компенсацией реактивной мощности обладают следующими новыми потребительскими свойствами.
1. Коэффициент мощности энергосберегающего асинхронного двигателя cos?=0,98-1,0. Энергетический к.п.д. асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности и электропривода на его основе составляет 85-92%.
2. Каждый киловатт установленной мощности асинхронного двигателя с индивидуальной компенсацией реактивной мощности позволяет экономить электроэнергию от 400 до 540 кВтчас/год.
3. Дополнительные затраты на создание энергосберегающего двигателя окупаются экономией электроэнергии за 0,25-0,8 года.
4. Потребляемый из электросети ток двигателя уменьшается на 12-15%. Силовые трансформаторы разгружаются от реактивного тока и это позволяет подключить к ним дополнительные электропотребители, т.е. увеличить энерговооруженность производства. Для новых электроприводов уменьшается площадь поперечного сечения жил кабелей на 10-15%, т.е. экономятся медь, алюминий, уменьшается стоимость кабелей. Увеличивается ресурс пускорегулирующей аппаратуры.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Энергосберегающие асинхронные двигатели с индивидуальной компенсацией реактивной мощности изготавливаются из сырья и материалов, применяемых для изготовления традиционных асинхронных двигателей. Двигатели, изготовленные на электромашиностроительных и электроремонтных предприятиях, соответствуют государственным стандартам.

Стадия и уровень разработки

Разработаны теория, методики проектирования и испытания энергосберегающих асинхронных двигателей с индивидуальной компенсацией реактивной мощности.
Разработаны технологии изготовления новых энергосберегающих двигателей в условиях электромашиностроительных предприятий и реконструкции традиционных асинхронных двигателей на энергосберегающий вариант в условиях электроремонтных предприятий, цехов и участков. Изготовлены опытно-промышленные образцы двигателей, проведены необходимые исследования и испытания.
Накоплен опыт изготовления энергосберегающих асинхронных двигателей в условиях электромашиностроительных предприятий и реконструкции традиционных асинхронных двигателей в условиях электроремонтных цехов и участков.
На основе асинхронных двигателей с индивидуальной компенсацией реактивной мощности созданы десятки электроприводов рабочих машин и механизмов с нерегулируемой или ступенчато регулируемой скоростью вращения. Например, электроприводы нефтяных качалок, вентиляторов, насосов, в том числе для ЖКХ, рольгангов, волочильных станов, наждачно-зачистных машин и других механизмов для металлургической промышленности.
Ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию регулируемых электроприводов по системе «Асинхронный двигатель с индивидуальной компенсацией реактивной мощности — Преобразователь частоты», энергосберегающие свойства которых будут выше чем у аналогов. Продолжаются разработки пусковой, защитной и регулирующей аппаратуры для энергосберегающего асинхронного двигателя.

Предлагаемые инвестиции

7,5 млн. руб.

Рынки сбыта

Главными потребителями разработки являются электромашиностроительные и электроремонтные предприятия, цехи и участки, изготавливающие и ремонтирующие трехфазные электрические асинхронные двигатели мощностью от 0,25 до 315кВт, номинальным напряжением 220/380В, 380/660В.
В настоящее время в России работают 7-8 крупных электромашиностроительных предприятий, выпускающие 5-7 млн. шт. традиционных асинхронных двигателей в год, суммарной мощностью 50-65 млн.кВт. В электроремонтных предприятиях, цехах и участках промышленных предприятий ремонтируется 1,5-2,0 млн.шт. в год традиционных асинхронных двигателей суммарной мощностью 18-30 млн.кВт.
Потенциальная возможность электромашиностроительных и электроремонтных предприятий создавать АД с ИКРМ составляет 68-95 млн.кВт в год установленной мощности асинхронных двигателей. Потенциальная возможность потребителей электрической энергии — экономить до 23800-33250 млн.кВт•час электроэнергии в год.

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемая технология позволяет отказаться от импортных энергосберегающих асинхронных двигателей с увеличенной массой активных материалов, с распределенными компенсирующими элементами в активных материалах и др.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

18

Дата поступления материала

19.06.2007