Effiziente IE4-Motorentechnologien Vergleich Synchronreluktanzmotor und Asynchronmotor

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1 ABB Schweiz AG, Industrie- und Gebäudeautomation, Thomas ose, 20. März 2014 Effiziente IE4-Motorentechnologien Vergleich Synchronreluktanzmotor und Asynchronmotor

2 Effiziente IE4-Motorentechnologien Inhalt Effizienzklassen Synchronreluktanzmotoren Motorenportfolio 17. März 2014 Slide 2

3 Effizienzklassen Energiebewusstsein im Laufe der Zeit 17. März 2014 Slide 3

4 Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) Der Ursprung der Effizienzklassen Internationale Normen zu Energieeffizienzklassen IEC , 1st edition Methoden zur Wirkungsgradbestimmung IEC , 1st edition Einstufung der Motoreneffizienz in Wirkungsgradklassen 17. März 2014 Slide 4

5 Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) Der Ursprung der Effizienzklassen Zukünftige Normen zur Einstufung der Motoreneffizienz in Effizienzklassen IEC Norm für direkt am Netz gespeiste Motoren (feste Drehzahl) IEC st edition IEC Norm für Umrichter betriebene Motoren (variable Drehzahl) IEC IEC x ichtung Systembetrachtung 17. März 2014 Slide 5

6 EU MEPS und die Energieverordnung Schweiz Nationale Umsetzung der IEC Normen EU MEPS ichtlinie 16. Juni 2011: IE2 im Netzbetrieb 1. Januar 2015: IE3 im Netzbetrieb kw und IE2 für Motoren am FU 1. Januar 2017: IE3 für Motoren ab 0.75 kw und IE2 für Motoren am FU Schweizer Energieverordnung übernimmt Normen 17. März 2014 Slide 6

7 Verschärfung der EU-ichtlinie elevant für höher gelegene Anlagen 17. März 2014 Slide 7

8 Effizienz praxistauglich gemacht geregelte Antriebe und Synchronreluktanz-Technologie 17. März 2014 Slide 8

9 Grosses Einsparpotenzial 45% der elektrischen Energie wird in elektrischen Motoren umgesetzt* Einsparpotenzial beträgt etwa 20 25% geregelte Antriebssysteme effizientere Motoren *Quelle: BFE 17. März 2014 Slide 9

10 Energieeinsparpotenzial bei Elektromotoren Synchronreluktanzmotor Konventioneller Asynchronmotor 60 % Andere High Efficiency SynM 100 % I 2 - otor I 2 - Stator Andere I 2 - Stator Verluste % Andere High Output SynM Verluste I 2 - Stator Verluste 17. März 2014 Slide 10

11 Energieeinsparpotenzial bei Elektromotoren Synchronreluktanzmotor 60 % Andere High Efficiency SynM I 2 - Stator Verluste % Andere High Output SynM I 2 - Stator Verluste 17. März 2014 Slide 11

12 Synchronreluktanz-Technologie eluktanzfunktion verglichen mit Asynchronmotor 17. März 2014 Slide 12 Asynchronmotor T T T S S S T T T S S S S S T T T T T T T T S S S S S S Synchronreluktanzmotor

13 Synchronreluktanzmotor-Technologie Erzeugung des Drehmoments q d ψ q δ M d ψ a M Drehmoment wird nicht erzeugt Leerlauf Winkel 0 Drehmoment wird erzeugt Max. Drehmoment bei Winkel März 2014 Slide 13

14 Magnetischer Flusslinienverlauf Bei Leerlauf Flusslinien gehen direkt durch den Luftspalt in den otor Weg des geringsten magnetischen Widerstands 17. März 2014 Slide 14

15 Magnetischer Flusslinienverlauf Mit Last Flusslinien gehen ein Stück entlang des Luftspaltes Versatz des otors bei Belastung des Motors 17. März 2014 Slide 15

16 Synchronreluktanzmotor Hoher Wirkungsgrad und tiefere Temperaturen IE4-SynM-Antriebspaket IE4-Effizienz, Prinzip der magnetischen eluktanz reduziert die Verluste bis zu 40% Innovation innerhalb des Motors, gleichbleibende Baugrösse zu Asynchronmotor Auf Effizienz abgestimmtes Antriebspaket mit einer Leistung von 7.5 bis 315 kw Hohe Zuverlässigkeit, beispielsweise durch geringere Betriebstemperatur bei Wicklung und Lagern 17. März 2014 Slide 16

17 Sichtbare Effizienz Tiefere Betriebstemperaturen Im Nennbetrieb nach 4 Stunden Synchronreluktanzmotor Asynchronmotor 17. März 2014 Slide 17

18 Höhere Energieeffizienz und tiefere Betriebstemperatur Erhöhen der Zuverlässigkeit Lager- und Wicklungsfehler summieren sich auf 2/3 der Ausfallgründe otor 5% Kupplung 2% unbekannt 10% Lager 51% extern 16% Quelle: IEEE Petro-Chemical Paper PCIC Wicklung 16% 17. März 2014 Slide 18

19 egelungsmethoden einer Kreiselpumpe Energieeinsparung mit Drehzahlregelung Leistungsbedarf [%] Fördermenge [%] Drosselung Drehzahlregelung Pumpe Einsparpotential 17. März 2014 Slide 19

20 Geregelte Antriebe im Vergleich Synchronreluktanzmotor mit höherem Wirkungsgrad Pumpen-/Lüftungsleistungskurve ABB IE4-SynM & Frequenzumrichter IE2-Asynchronmotor & Frequenzumrichter 17. März 2014 Slide 20

21 Praxisbeispiel: UniversitätsSpital Zürich Investition die sich auszahlt Lüftermotoren FU+ASM IE2 FU+SynM IE4 >6% Energieeinsparung 17. März 2014 Slide 21

22 Portfolio die Wahl des richtigen, effizienten Antriebssystems 17. März 2014 Slide 22

23 Effizienz spiegelt sich im Motorenportfolio wieder Von gross bis klein bei ABB kann s sein Effizienz [%] Leistung [kw] IE4 ASM SynM IE3 ASM-Grauguss ASM-Aluminium ASM für explosive Umgebungen SynM High output Motoren 17. März 2014 Slide 23

24 Effizienz in unserem Produktportfolio Die gesamte Lösung aus einer Hand IEC Motoren NEMA Motoren Generatoren Kraftübertragung Umrichter Service 17. März 2014 Slide 24

25 Weshalb die beste Effizienzklasse? 1. Ihre heutige Entscheidung ist für die nächsten 20 Jahre relevant 2. essourcenschonung 3. Erhöhte Zuverlässigkeit 17. März 2014 Slide 25

26 Besuchen Sie unseren Showroom Zu Geschäftszeiten immer für Sie offen Gerne dürfen Sie jederzeit unseren Showroom am Brown Boveri Platz 3 besuchen. 17. März 2014 Slide 26

27 Ihr Ansprechpartner Gerne sind wir für Sie da Thomas ose Applikationen und Produktmanagement Automation, Motors und Drives ABB Schweiz AG Industrieautomation Brown Boveri Platz 3 CH-5400 Baden Telefon: Contact Center: industrieautomation@ch.abb.com März 2014 Slide 27

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