Үш фазалық асинхронды двигатель Австралияның MEPS энергиялық тиімділік талаптарын қанағаттандырады ма?

Үш фазалық асинхронды қозғалтқыштар мен Австралияның MEPS аясын түсіну

Үш фазалық асинхронды қозғалтқыш деген не және ол энергияны үнемдеу үшін неге маңызды?

Үш фазалы асинхронды электр қозғалтқыштар электр энергиясын айналмалы магниттік өріс әсері арқылы механикалық қуатқа айналдыру арқылы жұмыс істейді. Негізінде статор орамдары роторда ток туғызады, содан кейін бұралу моменті пайда болады. Австралияның барлық өнеркәсіптік жабдықтарының шамамен 74 пайызы осындай қозғалтқыштарда жұмыс істейді, себебі оларды ұстау қарапайым, уақыт өте келе сенімді және бір фазалы нұсқаларға қарағанда тиімдірек. Оларды ерекшелейтіні — энергияның кетуін азайтатын сырғанау принципіне негізделген жұмыс істеуі. Дәл осы себепті өндірушілер MEPS талаптарын орындау үшін оларға мұқтаж болады. Бұл стандарттар Австралия үкіметінің ел бойынша зауыттар мен цехтардан ескіріп, тиімсіз болып қалған қозғалтқыш модельдерін шығарып тастау бағытындағы шараларының бір бөлігі.

Австралиядағы Минималды Энергетикалық Өнімділік Стандарттарының (MEPS) шолуы

Австралияның MEPS бағдарламасы IEC 60034-30 нұсқаулықтарын қолдана отырып, тиімділік стандарттарын белгіледі, бұл 2021 жылдан бастап 0,75 кВт астам үш фазалы индукциялық қозғалтқыштардың кем дегенде IE3 деңгейіне жетуін білдіреді. Бұл ережелер 2012 жылы қабылданған «Газ қызылжелінің және энергияның минималды стандарттары» заңына жатады және өткен жылғы Clean Energy Regulator деректеріне сәйкес 2016 жылдан бергі өнеркәсіптік қозғалтқыштардың электр энергиясын пайдалануын шамамен 18% қысқартты. Жабдықтар осы талаптарға сай келетінін тексеру үшін өндірушілер AS/NZS 60034.2-1:2019 стандарттарына сәйкес сынақтар өткізеді. Бұл бағалаулар қозғалтқыштардың 75% және максималды жүктеме арасында жұмыс істегендегі энергия шығынын қарастырады, осылайша олардың қалыпты жұмыс жағдайларындағы өнімділігі туралы нақты көрініс береді.

Регламенттік қамтиды: MEPS аясында 0,75 кВт-тан жоғары қозғалтқыштардың қамтылуы

Ең төменгі энергиялық өнімділік стандарты (MEPS) 0,75 кВт мен 375 кВт арасындағы қуаты бар үш фазалы асинхронды электр қозғалтқыштарды қамтиды. Бұл қозғалтқыштар насостар, компрессорлар және конвейерлік жүйелер сияқты өнеркәсіптік жабдықтарда кеңінен қолданылады және Австралияның барлық электр қозғалтқыштарының шамамен 62% энергиясын тұтынады. Дегенмен, бұған бірнеше шектеулер бар — негізінен жарылысқа қауіпсіз немесе су астында жұмыс істеуге арналған қауіпті орталар үшін арнайы қозғалтқыштар. 2021 жылы енгізілгеннен бергі соңғы даму бағытын қарастырсақ, қазіргі уақытта көбінесе ескі IE1 модельдерінің орнына жоғарырақ пайдалы әсер коэффициентіне ие IE3 стандартына сай қондырғылар орнатылуда. Айырмашылық маңызды, себебі бұл уақытша шығындалған қозғалтқыштар жылына 5-8 пайызға дейін көбірек электр энергиясын тұтынады. Практикалық нәтижелер де осыны растайды. Өткен жылы бір зауыт өздерінің 22 кВт IE1 қозғалтқыштарын жаңа IE4 нұсқасымен ауыстырды. Бұл модернизация энергия тұтынуды шамамен 23% азайтты және тек жылдық жұмыс істеу шығындары бойынша шамамен 740 мың доллар үнемдеуге әкелді.

Үш фазалы асинхронды қозғалтқыштар үшін IE пайдалы әрекет коэффициенті классификациялары мен сәйкестігі

IEC 60034-30 бойынша IE пайдалы әрекет коэффициенті деңгейлері (IE1, IE2, IE3, IE4)

Үш фазалы асинхронды қозғалтқыштар IEC 60034-30 стандарты бойынша төрт пайдалы әрекет коэффициенті деңгейіне бөлінеді:

• IE1 (Стандартты пайдалы әрекет коэффициенті): Толық жүктемеде 15% дейін энергия шығыны
• IE2 (Жоғары пайдалы әрекет коэффициенті): 7,5–10% шығындар; 2020 жылға дейін орнатылған жүйелерде кең таралған
• IE3 (Жоғары сапалы пайдалы әрекет коэффициенті): ≤6,5% шығындар; 2021 жылдан бастап Австралияда міндетті
• IE4 (Ең жоғары сапалы пайдалы әрекет коэффициенті): <4% шығындар; үздіксіз жұмыс режиміне қолайлы

Заманауи IE3-ке сәйкес келетін қозғалтқыштар дәлме-дәл орам, үйкелісі төмен мойынтіректер және жетілдірілген жылу реттеу арқылы жоғарырақ пайдалы әрекет коэффициентіне қол жеткізеді. 2023 жылғы зерттеу бойынша насос жүйелеріндегі эквивалентті IE2 модельдерімен салыстырғанда IE3 қозғалтқыштар энергияны 18% үнемдейді.

IE3 Минималды Стандартына сай болу: Үш фазалы Асинхронды Қозғалтқыштар Қалай Сай Келеді

Австралияның MEPS стандарты қолданылатын барлық қозғалтқыштардың IE3 пайдалы әрекет коэффициентіне сай болуын немесе IE2 қозғалтқыштарды жиілікті реттегі жетектермен (VSD) қосуын талап етеді. Өндірушілер мыналар арқылы сәйкестікті қамтамасыз етеді:

1. IE2-ге қарағанда мыс шығындарын 22% азайту үшін статор ұяшықтарының конструкциясын оптимизациялау
2. Темір шығындарын 19% азайту үшін жоғары сортты пластинкалы болатты қолдану (ABMEC 2022)
3. NEMA Premium®-ге эквивалентті суыту жүйелерін интеграциялау

Сәйкестік AS/NZS 60034.2-1:2019 стандарты бойынша 75–100% жүктемеде жалпы шығындарды өлшеу арқылы расталады. 6,5% астам шығындар сертификаттаудан өтпейді.

Ескі және Жаңа Қозғалтқыштар: Қазіргі Үш Фазалы Асинхронды Конструкциялардағы ПӘК Өсуі

2010 жылға дейінгі моторлар әдетте IE1 тиімділігімен жұмыс істеді, қазіргі IE3 модельдеріне қарағанда 58% төмен өнімділік берді. 2024 жылғы жаңғыртудың талдауы жақсаруды көрсетеді:

Басты мақсат - I2R-ті 4 пайызға азайту, ал адаптивті оқшаулау жартылай ағызу қаупін 40 пайызға азайту (EPRI 2023). Бір минерал өңдеу зауытында 22 IE1 моторыны IE3 агрегаттарымен алмастырғаннан кейін 18% энергияны азайтуға қол жеткізілді.

Австралияның MEPS ережелері: даму және сәйкестік талаптары

2001 жылдан бері қозғалтқыш тиімділік стандарттарының тарихи дамуы

2001 жылы Австралия 0,75 кВт-тан жоғары рейтингі бар үш фазалы асинхронды қозғалтқыштардан бастап, Міндетті энергияның өнімділік стандарттарын (MEPS) енгізді. Бұл стандарттар бірден пайда болған жоқ. Талаптар уақыт өте келе біртіндеп өзгерді. 2006 жылға таман IE2 қозғалтқыштар минималды стандарт болып табылды, ал кейіннен Greenhouse and Energy Minimum Standards Act арқасында Еуропалық Одақтың нормативтерімен сәйкестендірілді. Алға қарай 2019 жылға дейін жетсек, IE1 қозғалтқыштары толығымен пайдаланудан шығарылған кезде үлкен өзгеріс болды. Қазір көбінесе қолданылатын қондырғылар IE3 қозғалтқыштарын қажет етеді. Бұл жаңарту нақты айырмашылық жасады, 2001 жылға дейін қолжетімді болғанмен салыстырғанда энергия жоғалтуларын шамамен 60 пайызға дейін азайтты.

2021 жылға дейінгі негізгі реттеуші жаңартулар және AS/NZS 60034.2-1:2019-ға сәйкестік

2021 жылғы жаңарту MEPS стандартын AS/NZS 60034.2-1:2019 стандартымен сәйкестендірді, бұл үш фазалы асинхронды қозғалтқыштарды сынақтан өткізу талаптарын қатаңдатты. Айналу моменті мен пайдалы әсер коэффициентін тексеруді қатаңдау және NATA сияқты аккредитацияланған мекемелер арқылы міндетті растау жартылай жүктемеде мәлімделген деректерді берудегі оңашарлықты жоюға ықпал етті, соның арқасында IE3/IE4 сапалылығы әртүрлі жұмыс режимдерінде сақталады.

Қамтылатын аясының кеңеюі: Айнымалы жылдамдықты жетектерді және кеңірек қуат диапазондарын қосу

2023 жылдан бастап MEPS 0,75 кВт-тан 1000 кВт-қа дейінгі қуаттағы, соның ішінде айнымалы жылдамдықты жетектермен (VSD) интеграцияланған қозғалтқыштарды қамтиды. Бұл өнеркәсіптік қозғалтқыш жүйелердің 71% жылдамдықты реттеуді қажет ететінін (IEA 2022) көрсетеді. Енді ережелер қозғалтқыш пен жетектің комбинациясын бағалайды, жеке компоненттердің орнына жоғары тиімділікті интеграцияланған конструкцияларды ынталандырады.

Австралиядағы үш фазалы асинхронды қозғалтқыштар үшін сәйкестікке жету жолдары

MEPS растауы үшін сынақ және сертификаттау процесі

0,75 кВт-тан жоғары рейтингі бар кез келген электр қозғалтқышы ең төменгі энергиялық өнімділік стандарттарын қанағаттандыру үшін сертификатталған зертханаларда дұрыс сынақтан өтуі тиіс. Бұл қозғалтқыштардың шынымен қаншалықты тиімді екенін бағалау кезінде техниктер 2019 жылғы AS/NZS 60034.2-1 стандартында белгіленген нұсқауларды және халықаралық IEC 60034-30 классификациялық жүйесімен бірге жұмыс істейтін талаптарды қолданады. Нормативтік талаптарға сай болу үшін кем дегенде IE3 деңгейіндегі тиімділікті қамтамасыз ету керек, оны нақты техникалық құжаттамада анық көрсету талап етіледі. Содан кейін қозғалтқыш өндірушілер барлық осы сынақ нәтижелерін Энергия үнемдеу кеңесі сияқты ұйымдарға жібереді, ал ғана өз өнімдерін сату орындарындағы сөректерге орналастыра алады. Бұл бүкіл процесс тек қатаң тиімділік критерийлеріне сай келетін қозғалтқыштардың ғана нарыққа шығуын қамтамасыз етеді.

Сәйкестікті қамтамасыз ету бойынша өндірушілер мен импорттаушылардың міндеттері

Импорттаушылар мен таратушылар MEPS-ке сәйкестікті растау үшін заңды жауапты. Негізгі міндеттер мыналар:

• Сатылғаннан кейін жеті жыл бойы сынақ сертификаттарын сақтау
• Жарамды энергия тиімділігі туралы құжаттаманы тексеру мақсатында жеткізу тізбегін аудитке бағындыру
• Сәйкессіз электр қозғалтқыштарды анықталғаннан кейін 60 күн ішінде алып тастау

2021 жылдан бері қаржы салымдары 40%-ға артты (Clean Energy Regulator 2023), енді мемлекеттік шекара өткеннен бұрын IEC 60034-30 сәйкестігін нақты уақыт режимінде тексеру де жүргізіледі.

Реттелетін қозғалтқыштар үшін белгілеу, құжаттама және бақылануы

Сәйкес келетін үш фазалы асинхронды қозғалтқыштар көрсетуі тиіс:

Әрбір электрқозғалтқышты оның сынақ деректерімен байланыстыратын сандық манифестер коммерциялық шот-фактураларға қосымша ретінде берілуі керек, бұл ретте реттеу органдары Австралияның Интернет арқылы сертификаттау жүйесі арқылы сәйкестікті тексере алады.

IE3-ке сәйкес келетін үш фазалы асинхронды электрқозғалтқыштардың нарықтық өтуі мен салааралық енгізілуі

2019 жылғы нормативтік өзгерістерден кейін IE1 электрқозғалтқыштарының пайдаланудан шығарылуы

2019 жылғы MEPS жаңартулары IE1 классындағы үш фазалы асинхронды электрқозғалтқыштарды тыйым салды, бұл Австралияны глобалдық тиімділік бағытымен сәйкестендірді. Бұл өнеркәсіптік қоймалардан тиімділігі 85% төмен болатын көптеген ескі электрқозғалтқыштардың (15–20%) жойылуына әкеп соқты.

IE3 немесе IE4 электрқозғалтқыштарына көтеру құны мен пайдасының талдауы

IE1-ден IE3/IE4 электрқозғалтқыштарына көшу әдетте энергия үнемдеу арқылы 1,5–3 жыл ішінде өзін-өзі қайтарып береді:

Зерттеу: Өнеркәсіптік қайта жабдықтау арқылы энергияны 23% үнемдеу

2023 жылы өндірістік кәсіпорын 42 IE1 қозғалтқышты IE4 түрлерімен ауыстырып, жылдық энергияны 23% үнемдеді. Бұл жоба бұранда моментінің өнімділігіне зиян келтірмей, жылына 380 тонна CO₂ шығарындысын азайтты.

Жоғары сапалы қозғалтқыштарды қолдануды ынталандыратын тенденциялар мен стимулдар

NSW Энергияны Үнемдеу Бағдарламасы аясындағы мемлекеттік қайтарымдар IE3/IE4 қозғалтқыштарын жаңарту шығындарының 20–35% құрайды. Осы уақытта өнеркәсіптік IoT интеграциясы нақты уақыт режимінде жүктемені бақылауға мүмкіндік береді және операторларға MEPS шектеулерінде оптималды өнімділікті сақтауға көмектеседі.