Наше предприятие «Орион-мотор» специализируется на инновационных проектах в области систем электропривода, технологии и автоматизации производства   (разработка и изготовление).

У нас имеются новые технические решения по линейным и роторным синхронным моторам на постоянных магнитах (прямой привод), по энергосберегающим и регулируемым асинхронным двигателям, а также по координатным системам, электроприводам и оборудованию для различных отраслей промышленности, в том числе для станкостроения, электроники, металлургии и электротранспорта.

Снижение производственных издержек предприятий топливно-энергетического комплекса России в последнее время становится все более актуальным. Основная доля (около 60%) расходуемой предприятиями электроэнергии тратится на электропривод, совокупный КПД которого составляет не более 70%. До сентября 2008 г. в Европе опирались на нормы СЕМЕР, где точно оговорено, в терминах КПД, какие двигатели имеют право называться стандартными (EFF2), а какие – двигателями с высокой энергоэффективностью (EFF1). Проницательный читатель может догадаться, что на территории РФ не все двигатели соответствуют даже стандартному КПД. В сентябре 2008 года принят стандарт IEC 60034-30, в котором указано 4 класса энергоэффективности: стандартный (ie1); высокий (ie2); высший, PREMIUM (ie3); сверхвысокий, Supper-Premium (ie4). Таким образом, двигатель, выполненный по EFF1 (что примерно соответствует ie2 и американскому уровню ЕРАСТ) в новом МЭК занимает скромную, вторую ступеньку в иерархии классов энергоэффективности. Заметим, старшему брату энергоэффективного двигателя - двигателю ресурсосберегающему оставлена ниша в виде стандартного класса ie1.

Потенциал энергосбережения России сравним с объёмом всей экспортируемой нами нефти и нефтепродуктов. При этом Российская экономика является одной из сам энергоемких в мире. Проблема сбережения электроэнергии для России особенно актуальна. Так, потенциал энергосбережения России по данным Минпромэнерго РФ и Гринпис оценивается в 360-430 млн. тонн условного топлива в год. Это составляет около 30% внутреннего потребления энергии в стране.
Внедрением энергоэффективных двигателей в России (без учета эффекта от регулируемого привода) можно сэкономить около 120000 МВт/ч в год или более 240 млн. руб., на каждые 100 тыс. двигателей. Дополнительная экономия за счет снижения установленной мощности - около 10 млрд. рублей. Без преувеличения - разработка энергоэффективных асинхронных электродвигателей, призванных снизить энергоемкость экономики РФ и реализовать потенциал энергосбережения - проблема государственного масштаба.

Вышесказанное - отнюдь не пафосный лозунг: В начале июня 2008 президент Дмитрий Медведев подписал указ, в котором снижение энергоемкости не менее чем на 40% к 2020 году стало требованием (сопоставим эту цифру с процентом снижения потерь в энергоэффективных двигателях).

Мы вынуждены констатировать, что нет ни одного крупного Европейского производителя, который не выпускал бы энергоэффективные двигатели (например, SIEMENS, АВВ, VEM, WEG); и нет ни одного отечественного предприятия, которое бы их выпускало (за исключением отдельных типоразмеров). Что касается американских производителей, здесь налицо отставание на целый класс: заокеанские коллеги повсеместно отказываются от двигателей «высокой» энергоэффективности, заменяя двигателями «высшей», PREMIUM энергоэффективности.

В 2007 году концерн «РУСЭЛПРОМ» развернул полномасштабные работы по созданию энергоэффективной серии двигателей общего назначения. Разработчики серии поставили перед собой триединую задачу:

1.Разработать и освоить энергоэффективную серию низковольтных асинхронных двигателей, отвечающих перспективному уровню развития мирового электромашиностроения и перспективным требованиям потребителей на внутреннем и международном рынке.

2.Значение КПД новых энергоэффективных двигателей должно соответствовать стандарту энергоэффективности IEC 60034-30, существенно превышая показатели КПД в асинхронных двигателях, выпускаемых отечественными заводами в настоящее время. Дополнительный расход активных материалов для двигателей класса ie2 не должен превышать 10%.

3.В рамках исполнения «Двигатели стандартной энергоэффективности», должна быть достигнута экономия активных материалов, эквивалентная экономии 1 кг обмоточной меди на 10 кВт мощности. Кроме того, в результате внедрения энергоэффективной серии число единиц штамповой оснастки уменьшилось на 10-15%.

 

Впервые серия создается в двух увязках с международными стандартами: CENELEC (Европейский комитет электротехнической стандартизации), IEC 60072-1, и ГОСТ Р 51689-2000, вариант I; и двух энергоэффективностях: ie1 и ie2 с возможностью создания машин до уровня Premium. Технические требования к двигателям соответствуют новой парадигме технического уровня. В течение 2009 г. планируется освоить габариты 160 и 180, в течение 2010-2011 гг. - габариты 280, 132, 200, 225, 250, 112 315 и 355 мм.

 

 

Таким образом, выпуск двигателей высокой эффективности успешно решает проблему экономии установленной мощности, экономии электроэнергии и уменьшения выброса вредных веществ в атмосферу. Немаловажным фактором является улучшение эргономических показателей энергоэффективного АЭД - снижение шумов, вибраций и большая надежность.

По нашему мнению - органы государственной власти должны вести протекционистскую политику, направленную на поощрение предприятий, производящих АЭД высокой энергоэффективности. Для этого необходимо установить обязательное соблюдение стандарта по энергоэффективности не только для производителей, но и для потребителей асинхронных машин. Россия должна стать страной, присоединившейся с движению MEPS - Minimum Energy Performance Standards. Заслуживает поддержки также политика «замены двигателя на класс ie2 вместо ремонта двигателя класса ie1». Другим важным моментом должно стать движение к переходу на единую Европейскую увязку мощностей и установочно-присоединительных размеров.

Создание серии энергоэффективных двигателей гармонизируется и с таким важнейшим направлением в деле энергосбережения, как разработка двигателей для частотно-регулируемого привода, поскольку энергоэффективный двигатель обладает лучшими регулировочными свойствами, в частности, большим запасом по максимальному моменту. Здесь действует простое правило, чем больше класс энергоэффективности общепромышленного двигателя, тем шире его зона применения в частотно-регулируемом приводе.

Особо хочется остановиться на вопросах применения частотного регулирования для привода механизмов собственных нужд электростанций. Здесь при значительно быстрой окупаемости вложенных средств возможно сокращение расхода потребляемой электроэнергии на 30 – 50%. Однако из-за низкого качества электроснабжения (большие «просадки» напряжения и кратковременное прерывание подачи электроэнергии) возможны остановки технологического оборудования, что может привести к авариям и выходу его из строя, поэтому частотное регулирование для данных целей применяется крайне редко. Проблема надежности и бесперебойной работы оборудования решается применением специальных машин, позволяющих осуществить питание от разных фидерных устройств. Эти машины также предусмотрены во вновь осваиваемой серии.

Краткий экономический расчет снижения издержек при покупке энергоэффективного двигателя:

Пусть это будет крупный потребитель, закупивший двигателей суммарной мощностью 3000 кВт.
Стоимость таких двигателей стандартной энергоэффективности составит около 4 млн. рублей.
Стоимость двигателей высокой энергоэффективности составит около 4,6 млн. рублей.
Стоимость сэкономленной энергии за год с вычетом коэффициента загрузки – 534 тыс. руб.

Следовательно, приобретение энергоэффективных двигателей окупается за 11 месяцев!

Общие мероприятия по созданию энергоэффективных двигателей очевидны и связаны со снижением потерь: в обмотках статора; в короткозамкнутой клетке ротора; в сердечнике статора; вентиляционном узле и подшипниках. Это обеспечивается проведением большого объема исследований при разработке и изготовлении опытных образцов, применением новых изоляционных и конструктивных материалов. Ключевым фактором в деле создания энергоэффективных двигателей является также внедрение современных технологических процессов и оборудования, позволяющего снизить трудоемкость изготовления и обеспечить стабильность качества изготовления электродвигателей. Эти работы целенаправленно проводятся на предприятиях концерна, и уже во 2 квартале 2009 года РУСЭЛПРОМ приступает к серийному выпуску двигателей новой серии.

Лев Макаров,
Генеральный конструктор концерна «РУСЭЛПРОМ»
д.т.н.