De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

CET seminarie, 7 oktober, 2010 Zin en onzin van hoogrendementsmotor Kurt Stockman Steve Dereyne, Pieter Defreyne, Heinz Vervaeke.

Verwante presentaties


Presentatie over: "CET seminarie, 7 oktober, 2010 Zin en onzin van hoogrendementsmotor Kurt Stockman Steve Dereyne, Pieter Defreyne, Heinz Vervaeke."— Transcript van de presentatie:

1 CET seminarie, 7 oktober, 2010 Zin en onzin van hoogrendementsmotor Kurt Stockman Steve Dereyne, Pieter Defreyne, Heinz Vervaeke Master opleiding Elektromechanica CET Seminarie – 7 oktober 2010 Energie Efficiënter Aandrijven

2 CET seminarie, 7 oktober, Inhoud Stand van zaken rond normering en energie-efficiëntie Motordesign en impact op de werking Technisch economische analyse Isorendementscontouren Besluit 56% 44% TWhe "Industry and Services" in Europa Motorverbruik 1100 TWhe Overig 850TWhe 10% 20% 45% 25% 137TWhe besparingspotentieel DOL Snelheids- regeling Nieuwedrives en motoren (PM,SRM) Overig

3 CET seminarie, 7 oktober, Normering Tot voor kort: EFF 2, EFF 1 motoren Sinds 2008: IEC EPAct MEPSCEMEP EFF NEMA Premium Australische MEPSIEC [5] Jaar Gebruikt inVSEuropaVSAustraliëWereldwijd AardVerplichtVrijwillig VerplichtVrijwillig Frequentie60Hz50 Hz60Hz50Hz50Hz/ 60Hz Motoren2, 4 en 6 polige IM2 en 4 polige IM 2, 4 en 6 polige IM Vermogens0,75 tot 150kW1,1 tot 90kW0,75 tot 375kW0,55 tot 140kW0,75 tot 370kW Meet-standaardIEEE 112-BIEC IEEE 112-B IEC / IEC IEC Klassen1 klasse3 klassen1 klasse2 klassen3 klassen Rendement IEC EuropaVS Super premiumIE4// PremiumIE3/ NEMA Premium HoogIE2EFF1Epact StandaardIE1EFF2

4 CET seminarie, 7 oktober, Waarop heeft de normering al of niet betrekking? IEC norm is “vertaald” naar een Europese verordening (22 juli 2009) Welke motoren moeten voldoen: –Driefasige kooiankermotoren net gekoppeld (50 en 60 Hz) 2 tot 6 polen Enkele snelheid Nominale spanning tot 1000V Nominaal vermogen tussen 0.75 kW en 375 kW Beoordeeld op continubedrijf (S1 bedrijf, terwijl IEC ook S3 bedrijf met 80% werktijd opneemt) –Grootste aanpassingen: Uitbreiding van de vroegere vermogenrange 1.1 kW – 90 kW Vroeger tot nominale spanningen van 400V

5 CET seminarie, 7 oktober, Waarop heeft de normering al of niet betrekking? Wat moet niet voldoen: –Motoren ontworpen om ondergedompeld te werken –Motoren die volledig in een product zijn geïntegreerd (compresoren, …) –Motoren gebruikt op plaatsen waar ontploffingsgevaar kan heersen (wel in IEC!!) –Remmotoren (wel in IEC net als motorreductoren) –Motoren ontworpen voor gebruik > 1000m omgevingstemperatuur > 40°C of < -15°C (alle) of < 0°C (enkel luchtgekoeld) koelwatertemperatuur aan ingang 25°C Besluit?

6 CET seminarie, 7 oktober, Timing voorzien in de verordening MAAR: –Wat met motoren in stock? Mogen nog gebruikt, verkocht worden –Wat met motoren die herwikkeld worden? Zolang de kenplaat gegevens geldig blijven geen probleem. –Controle organisme: ??

7 CET seminarie, 7 oktober, Wijzigingen in het motordesign 750 W 4 kW18,5 kW W % verliesW W Stator jouleverliezen120,0043,80305,0040,08953,0041,51 Rotor jouleverliezen35,0012,77150,0019,71476,0020,73 Ijzerverliezen76,0027,74225,0029,57351,0015,29 Wrijvings en ventilatieverliezen24,008,7630,003,94168,007,32 Stray load verliezen19,006,9351,006,07345,0015,03 Totale verliezen274,00100,00761,00100, ,00 Uitgaand vermogen Ingaand vermogen Rendement (%)73,14 83,05 88,61

8 CET seminarie, 7 oktober, Optimalisatiemogelijkheden bij inductiemotoren Doorgedreven optimalisatie –Cu-kooi –Blikpakket –Langere stack –Geringe luchtspleet –Lagers met lagere wrijving –Kleinere ventilator –Andere kooivorm –…

9 CET seminarie, 7 oktober, Impact op het motorgedrag? Hogere nominale snelheid (kleinere slip)? Opgepast bij ventilatoren en centrifugaalpompen ! Toename van de rotorinertie Aanloop kan iets langer duren ! Andere bouwvorm? Uitzonderlijk Kleiner aanloopkoppel? Neen want moet voldoen aan minimum waarden Hogere startstroom? Geschikt voor omvormervoeding? Minder opwarming dus mogelijks langere levensduur Iets lagere cos  ? 250 kW 230/400V, 1500 rpm, 315L IE1IE3 TnTn 1603 Nm NnNn 1490 rpm InIn 443 A433 A I start /I n 7.88 T kip /T n 270% T aanzet /T n 250%260% Inertie J 8,120 kgm² 8,388 kgm² Cos  0,75/0,83 /0,86 0,73/0,82 /0,86  94,2/94,9 /94,8 96,2/96,6 /96,6 4 kW 230/400V, 1500 rpm, 112M IE1IE3 TnTn 26,5 Nm26,4 Nm NnNn 1440 rpm1450 rpm InIn 8 A I start /I n 6,27 T kip /T n 210%230% T aanzet /T n 250%310% Inertie J 0,0147 kgm² 0,0187 kgm² Cos  0,65/0,77 /0,83 0,62/0,74 /0,81  83,5/84,5 /84,5 88,7/89,1 /89,1

10 CET seminarie, 7 oktober, Inductiemotor versus permanentmagneet machine Permanent magneet machine: Geen rotorstromen Stator moet geen magnetiseringsstroom voeren Geen ventilator nodig Klassieke uitvoering vereist omvormer Positieopnemer meestel vereist (encoder, resolver) Indien kooi aanwezig kan ook netstart gebeuren EEMODS 2007

11 CET seminarie, 7 oktober, Techno-economische analyse Investeringskost versus elektrisch verbruik: 4 kW IM: 8000 u /10 jaar4 kW IM: 4000 u /10 jaar

12 CET seminarie, 7 oktober, Techno-economische analyse Analyse via de Netto Actuele Waarde (NPV): IE1 versus IE3 Standaardmotor (IE1) P:11kWHoogrendementsmotor (IE3)11kW Rendement η h :88% (IE1)Rendement η h :92,2% Bedrijfsuren h:8000h /4000hBedrijfsuren h:8000h /4000h Aankoopprijs I h :€563 (excl. Btw)Aankoopprijs I h :€801 (excl. Btw) Elektriciteitsprijs p:0,085€/kWh Elektriciteitsindex5%Discontovoet10% Jaar Prijs (€/kWh) Jaarlijkse besparing (€) Jaarlijkse actuele waarde (€) NAW per jaar (€) ,00 10, ,20 €352,00114,00 20, ,56 €336,00450,00 30, ,89 €320,73770,73 40, ,23 €306,151076,88 50, ,65 €292,231369,12 60, ,18 €278,951648,07 70, ,89 €266,271914,34 80, ,83 €254,172168,51 90, ,07 €242,612411,12 100, ,68 €231,592642,71 Jaar Prijs (€/kWh) Jaarlijkse besparing (€) Jaarlijkse actuele waarde (€) NAW per jaar (€) ,00 10, ,60 €176,00-62,00 20, ,28 €168,00106,00 30, ,44 €160,36266,37 40, ,12 €153,08419,44 50, ,32 €146,12565,56 60, ,09 €139,48705,03 70, ,44 €133,14838,17 80, ,42 €127,08965,25 90, ,04 €121,311086,56 100, ,34 €115,791202,35

13 CET seminarie, 7 oktober, Techno-economische analyse 0,75kW IE1100%4kW IE1100%7,5kW IE1100%11kW IE1100% 0,75kW IE2150%4kW IE2150%7,5kW IE2137%11kW IE2123% 0,75kW PM480%4kW PM516%11kW IE3142% Vollast en nominale snelheid Kostprijs motoren (indicatief) Payback (jaar) IE1-IE21234 Bedrijfsuren ,7969,95133,69191, ,58139,90267,38383, ,37209,85401,06575, ,16279,81534,75767,05 IE1-IE ,8799,43190,03272, ,74198,86380,06545, ,62298,30570,09817, ,49397,73760,121090,32 IE1-IE ,83124,76238,44342, ,67249,53476,89684, ,50374,29715,331026, ,33499,06953,781368,10 Toelaatbare meerkost ifv gewenst payback

14 CET seminarie, 7 oktober, Techno-economische analyse Voorgaande resultaten houden geen rekening met subsidies en kosten verbonden aan de vervanging of installatie van motoren!! Subsidiemogelijkheden (geldig tot eind 2010 !!) Premie hoogrendementsmotoren: 4 euro / kW en max 50% factuur Enkel voor 1.1 kW – 90 kW Aantal draaiuren op te geven Bewijs van fabrikant nodig en plaatsing door gekwalificeerd personeel Premie voor snelheidsregelaars: Vb: 1 – 10 kW: 80 euro/kW Max. premie € ,00 per aanvraag Meer info op de websites van de distributienetbeheerders (vb Eandis)

15 CET seminarie, 7 oktober, Beschikbare data voor bepalen van totaal rendement van een toepassing Enkele vaststellingen: –Motorcatalogi geven alleen data bij nominale motorsnelheid en enkele discrete koppelwaarden (100%, 75% en 50%) –Veel motoren werken in sterke deellast –Impact van omvormervoeding wordt niet vermeld –Weinig bruikbare gegevens over rendementen van permanent magneet motoren Conclusie: –Onvoldoende gegevens beschikbaar voor een grondige analyse! –Oplossing: isorendementscontouren IE3, 11 kW, 1500 rpm, 400V, IM

16 CET seminarie, 7 oktober, 2010 Een typische machinebouwtoepassing 16

17 CET seminarie, 7 oktober, 2010 Verrekening volgens belastingsprofiel: 17

18 CET seminarie, 7 oktober, Besluit Aangepaste normering: streven naar hogere rendementen Optimalisatie van inductiemotoren: bovengrens = IE3 ? IE4 enkel voor machines met permanenten magneten? Onvoldoende data ter beschikking om een aandrijving met wisselende koppels en snelheden grondig te analyseren Opstellen van isorendementscontouren biedt hier een antwoord Studiedag: “Energie-efficiëntie in de machinebouw” donderdag 18 november, HOWEST

19 CET seminarie, 7 oktober, Besluit IEC : Guide for the selection and application of energy- efficient motors including variable-speed applications (2009).


Download ppt "CET seminarie, 7 oktober, 2010 Zin en onzin van hoogrendementsmotor Kurt Stockman Steve Dereyne, Pieter Defreyne, Heinz Vervaeke."

Verwante presentaties


Ads door Google