Чи можна переробити старий електродвигун на енергоефективний?

Енергоефективність електродвигуна визначається його коефіцієнтом корисної дії. ККД показує, наскільки ефективно мотор перетворює електричну енергію на механічний рух та скільки енергії втрачається через різні фактори – механічне тертя, виділення тепла, магнітні та електричні процеси. Чим вищий ККД, тим більш ефективно працює привод. Низький коефіцієнт корисної дії свідчить про надмірні втрати енергії та нераціональне використання енергоресурсів. Класи енергоефективності IE (International Energy) визначені міжнародним стандартом IEC 60034-30:

• IE1 (Standart) – стандартний;
• IE2 (High) – високий;
• IE3 (Premium) – преміум клас;
• IE4 (Super Premium) – супер преміум.

Енергоефективні двигуни забезпечують не тільки максимальну економію енергії, а й стабільну роботу обладнання, мінімізацію витрат на ремонт та обслуговування, надійність при перенавантаженнях і стрибках напруги. Переваги сучасних двигунів – зменшення навантаження на екологію, раціональне енергоспоживання, подовження терміну експлуатації, економія для підприємств і для кінцевого споживача, адже витрати на електроенергію включаються у собівартість промислової продукції. 

Як підвищити енергоефективність двигуна

Низька енергоефективність технологічних процесів – суттєва проблема українських підприємств, які працюють на старому фонді електродвигунів та не вкладаються в оновлення та модернізацію обладнання. Компанії втрачають мільйони, поки використовують застарілі мотори низького класу енергоефективності. Оптимальне рішення – купити енергоефективні електродвигуни та перейти на сучасні системи, рекомендовані міжнародними стандартами. Якщо такої можливості немає, можна розглядати модернізацію електродвигунів для підвищення їх енергоефективності. Далі наведемо рекомендації, як переробити старий електродвигун на енергоефективний.

Перемотування обмоток

На енергоефективність двигуна впливає робота обмотки статора, тому одним зі способів підвищення ККД є заміна обмоток. Перемотування виконується з використанням більш надійних матеріалів – встановлюється якісний мідний дріт, який забезпечує менший опір та знижує електричні втрати. Застосовуються оптимізовані схеми намотування, покращуються характеристики ізоляції для зниження теплових втрат. Перемотування виконується ручним способом або на спеціальному автоматизованому обладнанні. Дріт вкладається в пази статора з ізоляцією фаз, обмотка просочується спеціальним електроізоляційним лаком для зменшення теплового та вібраційного навантаження. Лакова ізоляція стійка до агресивних зовнішніх впливів – пилу, масла, вологи, газів. Якісне перемотування, виконане на професійному обладнанні, дозволяє підвищити клас енергоефективності електродвигуна. І навпаки, неправильна заміна обмотки може призвести до зниження ресурсу та втрати ККД агрегата.

Встановлення частотного перетворювача

Частотний перетворювач встановлюється для регулювання швидкості обертання та крутного моменту електродвигуна. Оснащення мотору частотником дозволяє підлаштовувати режими роботи мотору під фактичні умови експлуатації та робочий рівень навантаження. Швидкість обертання валу підвищується лише в задані моменти, коли цього потребує технологічний процес. В інші періоди двигун працює в економному режимі. Перемикання між частотами здійснюється автоматично без використання додаткових приладів, за рахунок чого зменшуються втрати енергії. 

Привод з частотником виконує всі необхідні функції, працює з заданими параметрами, але при цьому економить енергію та знижує навантаження на електромережу. Всі ці фактори в комплексі забезпечують економне електроспоживання та підвищують енергоефективність двигуна. Максимальна економія при встановленні частотного перетворювача досягається в системах, які працюють на високих обертах зі змінним навантаженням – наприклад, двигуни вентиляторів, насоси, компресорне обладнання для опалення та кондиціювання.

Оснащення пристроєм плавного пуску

Миттєвий пуск двигуна від нуля до робочої швидкості призводить до різкого стрибка напруги. Пусковий струм в кілька разів перевищує номінальне значення, мотор перегрівається, що призводить до різкого підвищення енергоспоживання та збільшує навантаження на електромережу. Плавний старт вирішує цю проблему – пристрій плавного пуску забезпечує рівномірний розгін та зупинку двигуна, зменшує пускові токи та захищає систему від перегріву. Знижуються механічні втрати енергії, адже поступовий розгін усуває ризики ударів та критичних навантажень в підшипниках та інших вузлах приводу. 

Плавний пуск може забезпечувати також частотний перетворювач. Але у випадках, коли немає необхідності оснащувати систему частотником для регулювання швидкості обертання валу, а достатньо забезпечити лише рівномірний старт, встановлюється окремий пристрій плавного пуску. Такий спосіб модернізації двигуна не тільки підвищує його енергоефективність, а й вирішує важливі супутні задачі –  знижує перегрів обмоток, збільшує ресурс, підвищує продуктивність агрегату. Плавний пуск особливо актуальний для обладнання, яке працює з частими пусками та зупинками – конвейерів, вентиляторів, насосів, компресорів.

Модернізація механічної частини

• Підшипники. Одним із способів підвищення енергоефективності двигуна може стати заміна підшипників. Зношені підшипникові вузли, які втратили плавність обертання, провокують надмірні втрати енергії на тертя та вібрацію. Для зменшення механічних втрат двигун оснащується більш сучасними підшипниками з ефективною системою змащування і точним регулюванням зазорів. 
• Вентилятор. Знизити теплові втрати енергії можна за рахунок встановлення нового вентилятора, який забезпечує примусове охолодження обдувом пропорційно до фактичного навантаження з ефективним відведенням тепла від робочих вузлів двигуна.

Для підвищення енергоефективності електродвигуна рекомендується вживати додаткові заходи, пов’язані з регулярним технічним обслуговуванням – діагностику системи змащування, динамічне балансування ротора для усунення вібрацій та зменшення навантаження на підшипникові вузли, перевірку стану обмотки, модернізацію конструктиву ротора, заміну рухомих частин на нові моделі, виконані з полегшених матеріалів.

Коли вигідніше купити новий електродвигун, ніж переробляти старий?

Роботи з підвищення енергоефективності старого двигуна мають бути комплексними та охоплювати одразу кілька складових, щоб досягти зменшення механічних, теплових, вібраційних, магнітних та інших втрат енергії. Якісний апгрейд потребує високопрофесійного підходу, точного планування та проведення інженерних розрахунків. Економічну доцільність такої модернізації варто оцінювати індивідуально – все залежить від режиму роботи двигуна, типу обладнання та стану приводу в цілому. 

В деяких випадках буває достатньо частково переробити старий електродвигун, щоб система запрацювала з новими показниками енергоефективності. Але іноді фінансові витрати на таку модернізацію не виправдовують себе – тоді вигідніше замовити і встановити сучасні електродвигуни високого класу енергоефективності, характеристики яких відповідають технічним вимогам. Купити електродвигун нового покоління – це інвестувати у розвиток підприємства, адже таке обладнання має підвищений ресурс, дає економію на обслуговуванні та ремонті, забезпечує більш стабільну роботу промислового обладнання.

Якщо хочете дізнатися, який електродвигун встановити на ваше обладнання, щоб підвищити енергоефективність виробництва, звертайтеся в нашу компанію Огрант. Ми постачаємо двигуни провідних світових брендів, таких як Gamak, Volt, Elk за вигідними цінами з доставкою. Можемо надати детальну консультацію з питань модернізації та оновлення електродвигунів для ваших задач.