De elektromotor Hart van het systeem
Martijn Brinks WEG Netherlands Feda sectie EMMS
Mondiale blik op efficiency
Lokale (EU) regelgeving Werking van hoog rendement motoren Waar gaat het heen?
Groei mondiaal energieverbruik @ Miljard kWh 21.650 20.120 18.719 17.305
15.280 14.510
11.898 10.405
1990
10.950
1995
2000
2007
2015
2020
2025
2030
2035
US Energy Information Administration, 2011
Mondiaal elekrisch energie verbruik
Hoeveelheid puur elektrische energie binnen de industrie is
~30% Electromotoren gebruiken
~65% van de totale industriele elektrische energie
~40% Van het wereldwijde verbruik van elektrische energie wordt gebruikt door E-motoren.
Vraag om actie Begin jaren 90 introductie van (niet verplichte) energie zuinige motor standaarden. Europa: EFF 3, 2 en 1 USA: High efficiency – Premium efficiency Rest van de wereld volgde langzaam…
Vraag om actie Midden jaren 2000 start tot verplichting gebruik energiezuinige motoren 2005: USA verplicht NEMA premium motoren in overheidsgebouwen. 2011: Europa verplicht IE2 in een groot aantal gevallen (maar met gaten in regelgeving)
Mondiale
acties
Wat zien we nu?
Internationale standaarden
Lokale regelgeving
NEMA
ABNT
IEC
AS/NZS
Green Rate / Efficiency Regulations IEC
IE1
IE2
IE3
IE4
Standard
High
Premium
Super Prem.
E1
E2
E3
E3+
ABNT
Padrão
Alto Rend.
China
Grade 1
Grade 2
NEMA
AS/NZS
Grade 3
Labeling Europe Union Scope: → Enkeltoerige, 3 fasen (inductie) motoren → 2, 4 and 6 pool → Van0.75 to 375kW → Frequentie: 50, 60 en 50/60Hz → Voltage tot 1000V
Requirements Nameplate informatie: → Efficiency level (IE2/IE3) → Efficiency values for 50, 75 and 100% load → CE mark
Labeling Europe Union Directive 640/2009 NIET van toepassing op: • Motoren welke ontworpen zijn om volledig ondergedompelt te opereren; • Motoren welke compleet geintergreerd zijn in een produkt (bijvoorbeeld tandwiel, pomp, fan of compressor) en waarvan het energieverbruik niet onafhankelijk bepaalt kan worden; • 2 speed motors Motor specifiek ontwikkeld voor de volgende toepassingen: • Hoogte boven de 1.000 meter boven zeeniveau; 1000 meter wordt 4000 meter • Omgevingstemperatuur boven de 40°C; 40°C wordt 60°C • Maximum werktemperatuur boven de 400 °C; • Standaard omgevingstemperatuur kleiner of gelijk aan -15°C -15°C wordt -30°C • Waar de koelwatertemperatuur bij ingang lager is dan 5 °C of hoger dan 25 °C; Wordt 0°C tot 32°C • In potentiele Ex omgevingen volgens Directive 94/9/EC van het Europees Parlement en de Concil; • Rem motoren. • Dedicated Frequentie omvormer design (not suitable for DOL) • TEAO
Addendum on 640/2009 4/2014 start 27 juli 2014!
Labeling Europe Union
Toekomstige plannen • • • •
Motorvermogen uitbreiden van 0,12kW tot 1.000kW Inclusief 8 pool motoren Inclusief SR en PM motoren Inclusief Ex motoren (Atex)
Wat zijn hoog rendement motoren?
2013 Efficiency: 95,8%
2010 Efficiency: 95,1%
2000 Efficiency: 93,9%
1990 Efficiency: 90,2%
1980 Efficiency: 90%
1960 Efficiency: 88%
68% minder verliezen in 53 jaar. Ref: Motor 45 kw 4p
Waar komen verliezen vandaan?
IJzer verliezen
Mechanische verliezen
Koper verliezen
Wat kunnen we er tegen doen? Mechanische verliezen Cooling systeem redesign
Lagere mechanische verliezen Lager geluidsniveau
Wat kunnen we er tegen doen? ijzer verliezen (Pfe) en koper verliezen (Pcu) GNO magnetisch staal bewerking (< Pfe) High Tech stamp techniek (< Pfe) Advanced Electrical design ( <
Heeft het zin???
Oude motor 55 kW, 4 pool, 1989
Uur/ Dag
20
Dagen/ Jaar
360
€ / kWh*
0,1127
W22 IE4 motor 55 kW, 4 pool, 2014
91,3
Efficiency (%)
95,7
433.735
Jaarlijks verbruik(kWh)
413.793
48.881,93
Jaarlijkse kosten(€)
46.634,48
Annual Savings (kWh)
19.942
Annual Savings (€)
2.247,45
Andere technieken? Synchroon reluctance
Geen magneten, geen rotorkooi Geen joule verliezen in de rotor
Permanent magneet
Meest efficiente techniek
Vergelijkbare stator als asynchrone motor
Koppels in verhouding met stroom en formaat zijn groot
Separate besturing (Frequentie omvormer) vereist.
hoge power factor
relatief hogere stroom, lagere power factor
Separate besturing (Frequentie omvormer) nodig Rare earth magneten
EC motoren
BLAC or BLDC motoren Meestal feriet magneten
Hybrid motoren
Standaard Asynchrone rotor kooianker voor starten
Met name voor lage vermogens (huishoudelijk)
Permanent (rare earth) magneten voor continu bedrijf
Eenvoudige fabricage
GEEN separate besturing nodig
Separate (soms geintergreerde) besturing nodig
Met name geschikt voor applicaties met lage massatraagheid
De markt is volop in beweging
Gebruikt u de ontwikkelingen om uw concurrent een stap
te zijn?
voor
Einde Bedankt voor uw aandacht
