Jarno Kinnunen, ABB Oy, Moottoreiden hyötysuhteet

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Jarno Kinnunen, ABB Oy, 2014. Moottoreiden hyötysuhteet"

Urho Aaltonen
7 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Jarno Kinnunen, ABB Oy, 2014 Moottoreiden hyötysuhteet

2 HISTORIAA Eurooppalainen hyötysuhdeluokitus (EFF luokat) Voimaan vuodesta 1998 Sopimuksen osapuolet Euroopan komissio CEMEP, European Committee of Manufacturers of Electrical Machines and Power Electronics Hyötysuhde selvästi näkyville Luetteloihin hyötysuhde sekä 3/4- että täydellä kuormalla Hyötysuhde leimattava moottorin arvokilpeen Määritelty kolme hyötysuhdeluokkaa (EFF1, EFF2, EFF3 - EFF1 on korkein luokka) Ei pakollista minimihyötysuhdetta

3 Poistuneet EFF-luokat (CEMEP) Perustuivat vanhentuneeseen hyötysuhteen mittausstandardiin: IEC : 1996 EFF-luokat kattoivat: 2- ja 4-napaiset moottorit Tehoalue kw Syöttöjännite 400 V, 50 Hz Käyttötapa S1 EFF-luokkien rajat 4-napaisille moottoreille

4 Sähkömoottorin häviöiden määrittely Rautahäviöt Staattorissa ja roottorissa käytetyn materiaalin laatu Mekaaniset häviöt tuulettimen koko, laakereiden laatu, roottorin tasapainotus Roottorihäviöt Roottoritankojen materiaali ja poikkipinta, oikosulkurenkaiden koko Staattorihäviöt Eristystekniikan optimointi Lisähäviöt Staattori- ja roottoriurien geometrian optimointi Matala hyötysuhde sähkömoottorissa tarkoittaa tyypillisesti matalampaa materiaalien, komponenttien ja suunnittelun laatua ABB Group March 24, 2014 Slide 4

5 NYKYTILA Hyötysuhteen mittausstandardi: IEC : 2007 Vanhassa mittausstandardissa lisähäviöt oli mahdollista määrittää 0.5%:ksi sähkötehosta, jonka moottori ottaa verkosta Uudessa mittausstandardissa on eri vaihtoehtoja lisähäviöiden määrittämiseksi; P LL lasketaan kuormitustestin perusteella Kiinteä arvo; P LL voidaan määrittää 2.5 % % moottorin nimelliskuormalla verkosta ottamasta sähkötehosta Vanhassa standardissa staattorin kuparihäviöt ja roottorihäviöt redusoitiin aina 95 C lämpötilaan Uudessa standardissa häviöt määritetään todellisen lämpenemän mukaan Uusi standardi suosii moottoreita, joiden lämpenemä on pieni Uudessa mittausstandardissa lisähäviöiden P LL mittaus on harmonisoitu kansainvälisten standardien kanssa (CSA C-390 ja IEEE 112-B)

6 Lisähäviöt P LL määritetty kiinteän arvon avulla Uusi standardi: P LL kiinteä arvo 2.5 % % moottorin nimelliskuormalla verkosta ottamasta sähkötehosta tehoalueella 0.1kW kw Vanha standardi: P LL = 0.5% moottorin verkosta ottamasta sähkötehosta P LL % Pinputista P LL _IEC P LL _IEC _ Uusi standardi Vanha standardi 0.50 Nimellisteho / kw CEMEPin alue 1.1 kw - 90 kw Pienjännitemoottoreiden tehoalue

7 Mitä lisähäviöiden määritystapaa käytetään? Moottorivalmistajat voivat valita käyttämänsä määritystavan ABB on valinnut kuormitustestiin perustuvan tavan Valittu mittaustapa on ilmoitettava dokumentaatiossa ABB julkaisee katalogeissaan uuden mittausstandardin mukaiset hyötysuhdearvot kaikille 1-nopeusmoottoreille sekä täydellä, ¾ ja ½ kuormalla Katalogeihin on lisätty myös selityssivu uudesta mittausstandardista On huomattava, että hyötysuhdearvot ovat vertailukelpoisia ainoastaan samaa mittaustapaa käytettäessä Huolimatta ilmoitettavien hyötysuhdearvojen muuttumisesta moottorin suorituskyky ei muutu! Vanhentuneet EFF-luokitukset perustuivat vanhaan hyötysuhteen mittausstandardiin IEC :1996

8 Esimerkkejä hyötysuhdearvojen muuttumisesta Moottorin nimellisteho Vanha mittausstandardi: EN/IEC : 1996 Uusi mittausstandardi IEC : Hyötysuhde Hyötysuhde Ero 5.5 kw, 4-nap % % %-yks. 11 kw, 4-nap % % %-yks. 160 kw, 4-nap % % %-yks.

9 IE-hyötysuhdeluokat Standardi IEC hyväksyttiin syyskuussa 2008 IEC harmonisoi hyötysuhdeluokat maailmanlaajuisiksi IE hyötysuhdeluokitus (International Efficiency) IE1 = Standard (n. aiempi EFF2) IE2 = High (n. aiempi EFF1) IE3 = Premium IE4 = Super Premium (annettu tiedoksi) Kattaa 2-, 4- ja 6-napaiset moottorit, tehoalue 0, kw, jännitteet <1000 V, 50 Hz ja 60 Hz EFF-logojen käyttö loppunut helmikuussa 2010

10 IE-hyötysuhdeluokat (International efficiency) IE-luokat perustuvat uuteen hyötysuhteen mittausstandardiin: IEC : 2007 IE-luokat kattavat: 2-, 4- ja 6 -napaiset Tehoalue kw Kaikki pienjännitteet < 1000 V Taajuudet 50 & 60 Hz IE-luokkien rajat 4-napaisille moottoreille 50 Hz:n taajuudella

11 Hyötysuhteeseen liittyvät standardit Virstanpylväät moottoreiden energiatehokkuuden parantamisessa ja CO 2 -päästöjen vähentämisessä CNS Taiwan CEMEP EU Bs As Panamerika EPAct T E S T A U S IEC :1996 (vanha mittausstandardi hyötysuhteelle) IEC :2007 Uusi syyskuussa 2007 käyttöönotettu hyötysuhteen mittausstandardi MEPS AS,NZS NEMA L U O K I T T EFF1, EFF2 ja EFF3 Vuonna 1998 esitellyt EFFhyötysuhdeluokat IEC : Lokakuu 2008 Määrittelee hyötysuhteille kolme IE-luokkaa (International Efficiency). IE1 on alhaisin ja IE3 on korkein. Ei määrittele käyttöönoton ajankohtaa 2009 NBR Brazil IEC :n käyttöönotto JIS Japan MEPS E L U IS India GB China Korea

12 EFF-moottoreiden markkinaosuus CEMEP:in mukaan Lähde: (haettu )

13 Säästöpotentiaali nykyisten moottoreiden avulla ABB Oy Kotimaan myynti

14 ErP-direktiivi 2009/125/EC Ekologista suunnittelua koskeva direktiivi 2009/125/EC: Ecodesign of Energy-related Products: ErP-direktiivi Tavoite: luoda puitteet energiaa käyttävien tuotteiden ekologista suunnittelua koskevien vaatimusten asettamiselle (CO 2 päästöjen vähentäminen) Puitedirektiivi: sitovat vaatimukset vahvistetaan kutakin tuoteryhmää (esim. LV-moottorit) koskevilla täytäntöönpanotoimenpiteillä EU MEPS asetus hyväksytty : Asettaa EU:ssa pakollisen energiatehokkuuden vähimmäisstandardin oikosulkumoottoreille (Minimum Energy Performance Standard) MEPS Vaiheittainen käyttöönotto vuosien 2011 ja 2017 välillä Koskee sekä tuontia että käyttöönottoa EU:n alueella

15 Aikataulu käyttöönotolle Vaihe 1: alkaen Moottoreiden täytyy täyttää hyötysuhdeluokka IE2 Vaihe 2: alkaen Vaihe 3: alkaen Tehoalue kw, moottoreiden täytyy täyttää hyötysuhdeluokka IE3 TAI hyötysuhdeluokan IE2 moottori täytyy asentaa taajuusmuuttajakäyttöisenä Tehoalue kw, moottoreiden täytyy täyttää hyötysuhdeluokka IE3 TAI hyötysuhdeluokan IE2 moottori täytyy asentaa taajuusmuuttajakäyttöisenä

16 Sähkömoottorin elinkaarikustannukset Moottorin elinkaari on vuosikymmeniä Energiankulutus 97% Uudelleenkäämintä 1% Hankintahinta 2%

17 Korkean hyötysuhteen moottorit Sähkömoottorit kuluttavat 65 % teollisuuden käyttämästä sähköstä Moottorin hankintahinta on verrannollinen sen 8-12 viikon sähkönkulutukseen Moottorin hankintahinnan osuus on vain 1-2 % elinkaarikustannuksista Luotettavilla korkean hyötysuhteen moottoreilla päästään pienimpiin elinkaarikustannuksiin

18 Korkean hyötysuhteen moottorit 78.8 kw 81.4 kw Häviöt 3.8 kw Häviöt 95.1 % hyötysuhteella Vähentyneet häviöt = 2,6 kw 75 kw Häviöt 6.4 kw Häviöt 92.1 % hyötysuhteella Hyötysuhteen kasvattaminen 3 %-yksiköllä alentaa häviöitä 40% Säästöä 1251 EUR vuodessa = 11 tonnia CO2 (0,5kg/kwh)

19 Korkean hyötysuhteen moottorit Enemmän luotettavuutta! Korkean hyötysuhteen moottorilla ei ainoastaan saavuteta säästöjä sähkölaskussa, CO 2 -päästöissä ja kasvihuonekaasupäästöissä, etuina ovat lisäksi: pidempi elinikä parempi luotettavuus pidemmät huoltovälit Korkean hyötysuhteen moottori käy viileämpänä pidentäen laakereiden ja käämityksen elinikää 15 Kelvinin lasku laakerilämpötilassa kaksinkertaistaa voiteluvälin

20 Helppokäyttöisiä laskentatyökaluja Energiatehokkuuden vertaamiseen EffSave Verrataan kahden eri hyötysuhteella toimivan moottorin kustannuksia ja päästöjä Operations savings analyzer Arvioidaan kokonaisen tuotantolaitoksen korkean hyötysuhteen moottoreilla saavuttamia säästöjä

21 Optimizer Uusi työkalu asiakkaille Moottoreiden valinta, käyttökulujen vertaaminen ja dokumenttien kerääminen.

22 Moottorityypit ja IE-luokat tuleva portfolio Pienjännitemoottorit (IEC) Valurauta Alumiini Prosessimoottorit M3BP , IE2, IE3, IE4 M3AA , IE2, IE3 Vakiomoottorit M2BA , IE1, IE2, IE3 M2AA , IE1, IE2, IE3 Erikoismoottorit Atex-moottorit (räjähdysvaaralliset ympäristöt) Marine-moottorit (laivahyväksyntä) Vesijäähdytteiset moottorit Jarrumoottorit Savukaasunpuhallinmoottorit Rullaratamoottorit Kestomagneettimoottorit Tahtireluktanssimoottorit

23 Pienjännitemoottoreiden tuotetarjonta Oikosulkumoottorit IEC-runkokoissa Prosessimoottorit IE Prosessimoottorit IE Prosessimoottorit IE2 ja luokittelun ulkopuolella Alumiinimoottorit 0,09-90kW Vakiomoottorit IE2 ja luokittelun ulkopuolella Valurautamoottorit 0, kW Valurautamoottorit 0,37-355kW Alumiinimoottorit 0,06-55kW Valurautamoottorit 0,75-355kW Alumiinimoottorit 0,75-55kW Valurautamoottorit kW

24 ABB:n pienjännitemoottorit internetissä -> Tuotteet & palvelut -> Pienjännitemoottorit Optimizer: Tilaus- ja tuotetiedot kätevästi Business OnLinen kautta. Avoinna 24 h / vrk. ABB Oy Kotimaan myynti

25 LV Moottorimateriaalia YouTube videot Moottorikatalogit ABB Oy Kotimaan myynti

26 ABB Oy Kotimaan myynti

Samankaltaiset tiedostot

Antti Vuorivirta, ABB Oy Kotimaan myynti, SSTY Sairaalatekniikan päivät, 12.2.2014. Uudet sähkömoottoritekniikat energiasäästöjen tuojana

Antti Vuorivirta, ABB Oy Kotimaan myynti, SSTY Sairaalatekniikan päivät, 12.2.2014 Uudet sähkömoottoritekniikat energiasäästöjen tuojana Sisällys Moottoreiden hyötysuhde Oikosulkumoottori Tahtireluktanssimoottori