Increasing induction motor drives efficiency: understanding the pitfalls

• Autorzy: Belmans R. , Deprez W. , Göl Ö.

Warianty tytułu

PL

Zwiększenie sprawności napędów z silnikami indukcyjnymi: problemy z tym związane

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Although energy conversion in motor driven systems has a high efficiency, a small increase in efficiency can lead to significant economical en environmental benefits. Therefore, this paper endeavors to present a comprehensive overview of factors affecting the overall efficiency of motor driven systems. After giving an overview of different efficiency measurement techniques as embedded in standards, the paper presents the results of efficiency tests performed in the laboratory according to a number of selected standard methods. It is shown that substantial discrepancies exist in results. Next, the influence of the shape of the efficiency curve on proper motor choice is elucidated. The paper then discusses the effect of supply voltage unbalance on the performance of an induction machine and shows, on the basis of laboratory tests, that further discrepancies are introduced into measured efficiency values. A simple example illustrates the importance of variable speed drives (VSDs) in certain applications. To conclude, the efficiency of convertors used in these VSDs and the possible savings potential of softstarters is briefly treated.

PL

Pomimo, że przekształcanie energii w systemach napędowych z silnikami elektrycznymi zachodzi z wysoką sprawnością, to jednak nawet niewielkie zwiększenie sprawności może pro-wadzić do znaczących oszczędności. Artykuł ten miał na celu przedstawienie całościowego przeglądu czynników wpływających na sprawność systemów napędowych z silnikami elektrycznymi. Po wykonaniu przeglądu różnych metod wyznaczania sprawności zawartych w normach przedstawiono wyniki sprawności wyznaczonej w laboratorium zgodnie z wybranymi metodami. Okazało się, że w wynikach badań występują istotne różnice. Omówiono również wpływ kształtu krzywej sprawności na odpowiedni wybór silnika oraz wpływ zasilania napięciem niesymetrycznym na osiągi maszyny indukcyjnej. Omówiono także sprawność przekształtników stosowanych w napędach i możliwe oszczędności wynikające ze stosowania softstartu.

Słowa kluczowe

PL

napęd elektryczny; silniki indukcyjne; sprawność systemów napędowych

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki
• Czasopismo: Prace Instytutu Elektrotechniki
• Rocznik: 2005
• Tom: Z. 223
• Strony: 7--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Belmans R.

• Katholieke Universitet Leuven, Faculty of Electrical Engineering (ESAT, div. Electa), Kasteelpark Arenberg 10, 3001 Heverlee (Leuven), Belgium

autor

Deprez W.

• Katholieke Universiteit Leuven Faculty of Electrical Engineering (ESAT, div. Electa) KasteelparkArenberg 10, 3001 Hevertee (Leuven), BELGIUM

autor

Göl Ö.

• University of South Australia, School of Electrical and Information Engineering, Adelaide SA 5000, Australia

Bibliografia

• 1. Collard B., Machiels M., Driesen J., Belmans R., Vergels F., Honório L., Laurent M-H., Zeinhofer H., Evans M-A.: Electric Technologies and their Energy Savings Potential. Union of the Electricity Industry - Eurelectric, Brussels/Belgium, 2004.
• 2. De Keulenaer H., Belmans R., Blaustein E. et al.: Energy Efficient Motor Driven Systems. Can Save Europe 200 Billion kWh of Electricity Consumption and over 100 Million Tonnes of Greenhouse Gas Emissions a Year. European Copper Institute, Brussels/Belgium, 2004.
• 3. de Almeida A., Bertoldi P., Leonhard W.: Energy Efficiency Improvements in Electric Motors and Drives. Springer-Verlag, Heidelberg/Germany, 1997.
• 4. http://www.greenhouse.gov.au/motors/ (5/2005).
• 5. Slaets B., Van Roy P., Belmans R.: Determining the Efficiency of Induction Machines, Converters and Softstarters. Electromotion 7, no. 2, pp 73-80, 2000.
• 6. Renier B., Hameyer K., Belmans R.: Comparison of Standards for Determining Efficiency of Three Phase Induction Motors. IEEE Trans on Energy Conversion 14, no. 3, pp 512-517, 1999
• 7. Nürnberg W., Hanitsch R.: Die Prüfung elektrischer Maschinen. Springer-Verlag, Berlin/Germany, 1987.
• 8. IEEE Standard Test Procedure for Polyphase Induction Motors and Generators. IEEE Std 112-1996, IEEE Power Engineering Society, New York, NY/USA, 1996.
• 9. Rotating Electrical Machines – Methods for Determining Losses and Efficiency of Rotating Electrical Machines from Tests. IEC Std 60034-2:1972. CENELEC, Brussels/Belgium, 1972.
• 10. Pillay P., Hofmann P. et al.: Derating of Induction Motors Operating With a Combination of Unbalanced Voltages and Over or Undervoltages. IEEE Trans on Energy Conversion 17, no. 4, pp 485-491, 2002
• 11. Wang Y-J.: Analysis of Effects of Three-Phase Voltage Unbalance on Induction Motors with Emphasis on the Angle of the Complex Voltage Unbalance Factor. IEEE Trans on Energy Conversion 16, no. 3, pp 270-275, 2001
• 12. Lee C-Y.: Effects of Unbalanced Voltage on the Operation of a Three-Phase Induction Motor. IEEE Trans on Energy Conversion 14, no. 2, pp 202-208, 1999
• 13. Bollen M.: Understanding Power Quality Problems. IEEE Press, NY/USA, 2000.
• 14. Voltage Characteristics of Electricity Supplied by Public Distribution Systems. European Standard EN50160:1999. CENELEC, Brussels/Belgium, 1999.
• 15. Rotating Electrical Machines – Effects of Unbalanced Voltages on the Performance of Three-Phase Induction Motors. IEC Std 60034-26:2002. CENELEC, Brussels/Belgium, 2002.