ELEKTRİK MOTOR SİSTEMLERİNDE ENERJİ VERİMLİLİĞİ · Sunum İçeriği ªMotorların Kullanım Alanları ve Motor Sınıfları ªMotorların Enerji Kullanımı ªEnerji Verimli

ELEKTRİK MOTOR SİSTEMLERİNDE

ENERJİ VERİMLİLİĞİ

Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel MüdürlüğüENERJİ VERİMLİLİĞİ & YENİLENEBİLİR ENERJİ

Sunum İçeriği

Motorların Kullanım Alanları ve Motor Sınıfları

Motorların Enerji Kullanımı

Enerji Verimli Motorlar

Türk Sanayiinde Motor Kullanımları

Motor İhtiyaçlarının Belirlenmesi

Motorlarda Onarım

Motorlarda Enerji Verimliliği Odakları- Değişken Hız Sürücüsü- Güç Kalitesi- Motor Seçimi- Güç İletimi- Ekipmanlar (Fan, pompa, kompresör vb)

Sonuç ve Öneriler


POMPALAR FANLAR PRESLER

KOMPRESÖRLERDEĞİRMENLER


Motorları Nerelerde Kullanıyoruz ?

Motorların Sınıflandırılması

Elektrik Motorları

Doğru Akım Motorları Alternatif Akım Motorları

Senkron Motorlar Asenkron Motorlar

1 fazlı Asenkron 3 fazlı Asenkron


Talep Tarafında Elektrik Kullanımı

Diğer; 3%

Elektronik Aletler; 8%Isıtma; 15%

Ev gereçleri; 15%

Asenkron Motorlar;

36%

Aydınlatma; 19%

Diğer Elektrik Motorları 4%


Enerji Verimliliğinde Elektrik Motorları

Türkiye’de; toplam net elektrik tüketiminin yaklaşık %36’sı, sanayi elektrik tüketiminin yaklaşık %70’iüç fazlı AC indüksiyon elektrik motor sistemlerinde kullanılıyor.

ENERJİ VERİMLİLİĞİ’nin artırılması ile tasarruf edilen

enerji en ucuz kaynak ise, elektrik motor

sistemlerinde verimliliğin artırılması ile elde edilecek

kaynak 2 KEBAN santralı üretimine eşdeğerdir.


3 Fazlı Asenkron Motorlar

Türkiye’de elektrik motorlarında kullanılan enerjinin % 90’ı bu motorlarda harcanıyor.


Sanayide en yaygın kullanılan motorlardır.Avantajları

- Tasarımları basittir.

- Ucuzdur.

- Güç/Ağırlık oranlarıyüksektir.

- Bakımları kolaydır.

- AC Güç kaynağına doğrudan bağlanırlar.

Sanayide Kullanılan Elektrik Motorlarının Güç Dağılımları

12,6

12,2

11,9

6,3 8,

7

17,2

6,9 11

,0 13,1

0,05,0

10,015,020,0

11-22

KW

22-37

KW

37-55

KW

55-70

KW

70-90

KW

90-13

5 KW13

5-200 K

W20

0-300 K

W30

0-500 K

W%


Sanayide Kullanılan Elektrik Motorlarının Kullanım Yerleri

DAĞ ILIM LARI22%

29%7%

42%

FAN POM PA KOM P. DİĞER



Daha fazla ve daha kaliteli malzeme, daha az

tolerans.

Ekonomik ömrünü tamamlamış düşük verimli (EFF3) motorları

yüksek verimli motor (EFF1) ile değiştirelim, en fazla 2 yılda

kâra geçelim.

Yanan motorların tekrar sardırılması ile motor veriminin %1-4 düşeceğini de unutmayalım !



Enerji Verimli Motorların Tasarımları

- Sargıda %20 – 60 daha fazla bakır

- Gövdede %35 daha fazla çelik

- Daha ince çelik laminentler

- Yüksek kalitede elektriksel çelik

- Daha verimli rotor tasarımı

- Düşürülmüş sargı ve sürtünme kayıpları ve ek kayıplar

- Daha uzun gövdeden dolayı düşürülmüş direnç (I2R) kayıpları

- Rotor ve stator arasında optimum hava boşluğu

- Daha az mekanik tolerans


Neden Enerji Verimli Motor ?

90 kW’lık bir motoru alırken verdiğimiz 1 YTL, motorun ekonomik ömrü süresince cebimizden; enerji verimlisi (EFF1) 426 YTL, verimsizi (EFF3) 575 YTL götürüyor.

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

0,18

0,25

0,37

0,55

0,75 1,

1

1,5

2,2 3 4

5,5

7,5 11 15

18,5 22 30 37 45 55 75 90 110

132

Rated power output in kW

Effic

ienc

y in

%

High Efficiency (EFF1)

Improved Efficiency (EFF2)

Çıkış Gücü kW

İyileştirilmiş Verim EFF2

Yüksek Verim EFF1Verim %EFF1 VE EFF3 MOTORLARININ EKONOMİK ÖMÜR SÜRESİNCE BİRİM MALİYETLERİ

6 28 73 177 262 42

6

7 35 96

237 35

1 575

0200400600800

1.1 5.5 15 37 55 90kW

YTL

EFF1 EFF3


Motor Verimini Etkileyen Faktörler

Demir Gövde Kayıpları

Stator Direnci

Rotor Direnci

Rüzgar & Sürtünme

Ek Kayıplar

Toplam Kayıplar

Giren Güç Çıkan

Güç


Avrupa Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği İmalatçıları Komitesi (CEMEP)’e Göre Motor

Verim Sınıfları

< 93,9>= 93,9>= 95,0< 93,9>= 93,9>= 95,090

< 93,6>= 93,6>= 94,7< 93,6>= 93,6>= 94,675

< 93,0>= 93,0>= 94,2< 93,0>= 93,0>= 94,055

< 92,5>= 92,5>= 93,9< 92,5>= 92,5>= 93,745

< 92,0>= 92,0>= 93,6< 92,0>= 92,0>= 93,337

< 91,4>= 91,4>= 93,2< 91,4>= 91,4>= 92,930

< 90,5>= 90,5>= 92,6< 90,5>= 90,5>= 92,222

< 90,0>= 90,0>= 92,2< 90,0>= 90,0>= 91,818,5

< 89,4>= 89,4>= 91,8< 89,4>= 89,4>= 91,315

< 88,4>= 88,4>= 91,0< 88,4>= 88,4>= 90,511

< 87,0>= 87,0>= 90,1< 87,0>= 87,0>= 89,57,5

< 85,7>= 85,7>= 89,2< 85,7>= 85,7>= 88,65,5

< 84,2>= 84,2>= 88,3< 84,2>= 84,2>= 87,64

< 82,6>= 82,6>= 87,4< 82,6>= 82,6>= 86,73

< 81,0>= 81,0>= 86,4< 81,0>= 81,0>= 85,62,2

< 78,5>= 78,5>= 85,0< 78,5>= 78,5>= 84,11,5

< 76,2>= 76,2>= 83,8< 76,2>= 76,2>= 82,81,1

EFF3EFF2EFF1EFF3EFF2EFF1

4 Kutuplu M otorlar (% )2 Kutuplu M otorlar (% )Ç ık ış G ücü(kW )

< 93,9>= 93,9>= 95,0< 93,9>= 93,9>= 95,090

< 93,6>= 93,6>= 94,7< 93,6>= 93,6>= 94,675

< 93,0>= 93,0>= 94,2< 93,0>= 93,0>= 94,055

< 92,5>= 92,5>= 93,9< 92,5>= 92,5>= 93,745

< 92,0>= 92,0>= 93,6< 92,0>= 92,0>= 93,337

< 91,4>= 91,4>= 93,2< 91,4>= 91,4>= 92,930

< 90,5>= 90,5>= 92,6< 90,5>= 90,5>= 92,222

< 90,0>= 90,0>= 92,2< 90,0>= 90,0>= 91,818,5

< 89,4>= 89,4>= 91,8< 89,4>= 89,4>= 91,315

< 88,4>= 88,4>= 91,0< 88,4>= 88,4>= 90,511

< 87,0>= 87,0>= 90,1< 87,0>= 87,0>= 89,57,5

< 85,7>= 85,7>= 89,2< 85,7>= 85,7>= 88,65,5

< 84,2>= 84,2>= 88,3< 84,2>= 84,2>= 87,64

< 82,6>= 82,6>= 87,4< 82,6>= 82,6>= 86,73

< 81,0>= 81,0>= 86,4< 81,0>= 81,0>= 85,62,2

< 78,5>= 78,5>= 85,0< 78,5>= 78,5>= 84,11,5

< 76,2>= 76,2>= 83,8< 76,2>= 76,2>= 82,81,1

EFF3EFF2EFF1EFF3EFF2EFF1

4 Kutuplu M otorlar (% )2 Kutuplu M otorlar (% )Ç ık ış G ücü(kW )

CEMEP ile Gönüllü Anlaşma Yapan ve Yapmayan AB Ülkelerinde ve Türk Sanayisinde

Verim Sınıflarına Göre Motor Kullanımları

CEMEP CEMEP DIŞI TÜRKİYE

EFF1 %7 %6 %7

EFF2 %85 %66 %28

EFF3 %8 %28 %65

KAYNAK: ICA 2005 – EİE ANKET 2008


Elektrik Motor Sistemlerinde Enerji Verimliliği Odakları

Motor kontrol sistemleri (Değişken Hız Sürücüleri)

Güç kalitesi

Motor seçimi

Güç iletim sistemleri

Ekipmanlar (Fanlar, pompalar, kompresörler, vs)

Sistem ve tasarım

Proses tipi

Bakım


Değişken Hız Sürücüsü (DHS)

Yüküne göre alternatif akımın frekansını ve dolayısıyla

motorun dönüş hızını ve elektrik gücünü kontrol ederek

motoru uygun devirde tutan değişken hız sürücüleri ilave tasarruf fırsatı sunuyor.


Kendini sağladığı tasarruflarla 1-2 yıl içerisinde ödeyebilen bu sürücüler;

- Yerleşim bölgelerinin su şebekesinde kullanıldığında %50,

- 40 beygir gücünde motor kullanan bir yürüyen merdivende %36 tasarruf sağlayabiliyor.

Sanayide DHS Kullanım Oranları

22,6

11,38,3

22,318,2

0,05,0

10,015,020,025,0

FAN POMPA KOMP. DİĞER TOPLAM

%


Güç Kalitesi (Gerilim Dengesizliği)

Gerilim dengesizliği motor verimliliğini kötü etkilediği gibi vibrasyon ve mekanik vuruntular yaratacağı için motor ömrünü de kısaltır.

Gerilim dengesizliğinin motor verimine etkileri

Gerilim DengesizliğiMotor Yükü (%)

Nominal %1 %2,5

100 %94,4 %94,4 %93,0

75 %95,2 %95,1 %93,9

50 %96,1 %95,5 %94,1


Güç Kalitesi (Gerilim Dalgalanmaları)

Motorlar, işaret plakasındaki gerilimin %10’undan daha farklı bir

gerilimde çalıştırılmamalıdır. Yüksek gerilimler motor sıcaklığını,

hızı ve titreşimi olumsuz yönde etkiler. Düşük gerilimler ise, yol

verme sırasında motorun aşırı yüklenmesine sebep olabilir.

Gerilim Değişiminin EtkisiÇalışma Karakteristiği

%90 Gerilimde

%110 Gerilimde

%120 Gerilimde

Standart motor verimi

Tam yükte %0,5-1 artar %1-4 azalır %7-10 azalır

¾ yükte %1-2 azalır %2-5 azalır %6-12 azalır

½ yükte %2-4 artar %4-7 azalır %14-18 azalır


Motor SeçimiMotorlar yüke uyumlu olarak seçilmeli ve aşırı ihtiyatlı

davranıp gereğinden büyük motor seçme alışkanlığından

vazgeçilmelidir.

Böylelikle motorların plakalarında yazılı anma güçlerine göre

düşük güçte ve dolayısı ile düşük verimde çalışmaları

önlenmelidir.

Motorlarda genellikle %75 yükte motor verimi azami seviyeye ulaşır.

Düşük yüklerde tüketilen elektrik enerjisi mekanik güç yerine

artan oranda ısıya çevrilir ve motorlarda aşırı ısınmadan

doğan arıza riskini arttırıp motorun ömrünü kısaltır.


Motorlarda Isınma

Sp1:temp 62.3

40.4

65.5 °C

50

60

Sp1:temp 61.6

38.1

62.8 °C

40

50

60 Sp1:temp 98.6

40.4

102.3 °C

60

80

100

y

Baca Fanı (2) Motoru (Düşük Verimli Motor – EFF3)P = 300 kWn = 592 d/dk

Kömür Değirmeni Filtre Fan Motoru (Verimi İyileştirilmişMotor – EFF2)

P = 380 kW – EFF2)

Baca Fanı Motoru (Yüksek Verimli Motor – EFF1)P = 360 kWn = 743 d/dk (479 d/dk)

Güçleri biribirine yakın motorlar seçilmeye çalışılmıştır. EFF3’ün bariz sıcaklık farkı vardır.


Güç İletim Sistemleri

Motor gücünün direk bağlantı yerine indirek olarak düz kayış

veya standart V- kayışları ile iletildiği sistemlerde kayış

kayması ve sürtünmeden dolayı %2 ile %8 arasında kayıplar

oluşur.

Bu kayıplar ve ortaya çıkan kayış ısınması standart kayışların

tırtıllı yüksek verimli V-kayışları ile değiştirilmesiyle

önlenebilir.



AC Motor


Basınçlı Hava Sistemleri ( BHS )

Basınçlı hava sistemlerinin elektrik tüketimi, sanayi elektrik

tüketiminin yaklaşık %20’sini oluşturmaktadır.

Basınçlı hava sistemlerinin verimi genellikle düşüktür. Enerji

tasarrufu potansiyeli %5 ile %50 arasındadır.


Motor Bakımı

Ekonomik ve enerji verimliliğini arttırıcı sonuçlara ulaşmak

için bir motor bakım politikası hazırlanmalıdır.

Motorlar, “derhal veya arızalanınca yüksek verimli bir motor

ile değiştirin, arızalanınca şu özelliklerde sarıma gönderin vb”

şeklinde etiketlenmelidir.


Motor İhtiyacımızı Nasıl Belirlemeliyiz? (1/3)

Motor ihtiyaçlarımızı uygun belirlersek, hem enerji

tasarrufu sağlar hem de arıza riskini azaltırız.

Motor ihtiyacının belirlenmesinde dikkat edilecek hususlar

- Yük momentinin sabit, değişken, şok ve şok değişken olma

durumları

- Aşırı yüklenme durumlarına göre uygun emniyet (servis) faktörü

- Motorun yapısına bağlı olarak uygun yol verici düzeneği

- Çalışma süresinin süreklililiği




Mekanik yükün tip ve özelliklerini tespit edin.

Tespit edilen mekanik yük tip ve özelliklerine göre motor şaft gücünü belirleyin.

Motor sınıfının ve karakteristiğinin seçiminin yapın.

Üretici kataloglarından ihtiyacınızı karşılayacak uygun motoru seçin.

Seçilen motorun ekonomik analizini yapın.


Motor gücünün küçük seçilmesi halinde, aşırı ısınma, kaymanın

artması, devrin düşmesi ile işin kapasitesi ve iş verimi düşer.

Motor gücünün yüksek seçilmesi halinde, kuruluş ve işletme

masrafları artar, motor verimi ve güç katsayısı düşeceğinden enerji

giderleri gereksiz yere artar.

Motor koruma türünün uygun seçilmemesi halinde, tozlu ortamlarda

sargılarda ve biyeler üzerinde biriken toz, sulu ortamlarda ise rulmanların

paslanması ve sargıların yalıtım özelliğini yitirmesi motorun yanmasına

sebeb olur.

Soğutma türünün uygun seçilmemesi halinde, yeterli derecede

soğutulmayan motor kısa sürede yanar.


Motorlarımızı Ne Zaman ve Nasıl Onarmalıyız ? (1/5)

“DEĞİŞTİR” veya “TAMİR ET”

NASIL KARAR VERMELİYİZ ?Faktörler...

Çalışma zamanı

Yük

Motor Gücü

Elektrik birim fiyatı

Yeni motor maliyeti

Motor tamir maliyetiMotor Gücü

Yıll

ıkÇ

alış

ma

DDeeğğiişşttiirr

TTaammiirr EEtt




Enerji Verimli Motor satın alınması veya standard motorun tamir edilmesinde karar aşamaları

Verimlilik artışını hesaplayın.

Yeni motor ortalama maliyetini belirleyin.

Ortalama onarım maliyetini tespit edin

Yıllık tasarruf miktarını hesaplayın

Geri ödeme süresini hesaplayın



Motorda iyi soğutma yapılamadığı taktirde veya çalışma sıcaklığının kullanılan malzeme için kabul edilebilir sıcaklık seviyesinin üstüne çıkması halinde motor sargılarının yalıtımlarının ömrünün ve dolayısıyla motor ömrünün kısaldığı anlaşılır.

Sıcaklık Artışı

Yalıtım Ömrü


Ortalama verim esas alınmak suretiyle seçilen farklıgüçlerdeki motorlarda (4, 45 ve 132 kW) kötü bir tamirat sonucunda (verimde % 1 azalma) (tam yükte çalışma durumunda) motorların beklenen ömürlerininkısaldığını gösterir.

Ömür %



Elektrik motorlarının bilgilerinin bulunduğu sicili tutulmalıdır.

Elektrik motorlarına akuple edilen güç aktarma elemanlarının

ayarları (kaplin, kayış ve kasnak vb.) ve şasesi tekniğine

uygun yapılmalıdır.

Elektrik motorlarının planlı bakımı üç aylık, altı aylık ve yıllık

peryotlarda yapılmalıdır. (vibrasyon aşırı ısınmalar ve yağlama

sistemi peryodik olarak gözlenmelidir.)

Yanan elektrik motorlarının sarılması halinde, sarım sonrası

elektrik ve mekanik testleri yapılmalıdır.


Sonuç ve ÖnerilerSanayi ve Ticaret Bakanlığı tarafından etiketlere verim sınıflarının konulması sağlanmalı ve buna bağlı piyasa denetimi yapılmalıdır.

15 yılını doldurmuş düşük verimli (EFF3) motorlar yüksek verimli (EFF1) motorlar ile değiştirilmelidir.

Yüksek verimli motorların ve değişken hız sürücülerinin kullanımı özendirilmeli, verimsiz motorların kullanımı ise caydırılmalıdır.

Sanayi kesiminde üst düzey toplantılar yapılarak, motor sistemlerinde verimliliği artırmak üzere gönüllü hareketler başlatılmalıdır.

Yaygın blinçlendirme etkinlikleri yapılmalıdır.


Motorların uygun yükte çalıştırılması ile 400, yüksek verimli motor kullanımı ile 1.300, DHS Kullanımı ile 2.000, yanmışmotorların sarılmaması ile 600 GWh tasarruf sağlanabilir

KATILIMINIZDAN DOLAYI TEKATILIMINIZDAN DOLAYI TEŞŞEKKEKKÜÜR EDERR EDERİİZZ

ELEKTRELEKTRİİK K İŞİŞLERLERİİ ETETÜÜT T İİDARESDARESİİ GENEL MGENEL MÜÜDDÜÜRLRLÜÜĞĞÜÜ

ENERJENERJİİ VE TABVE TABİİİİ KAYNAKLAR BAKANLIKAYNAKLAR BAKANLIĞĞII

www.eie.gov.tr

[email protected]

ENERJİ VE TABİİKAYNAKLAR BAKANLIĞI

SANAYİ VE TİCARET BAKANLIĞI

ENVER

MOTOR HAREKETİ

ELEKTRİK MOTOR SİSTEMLERİNDE

ENERJİ VERİMLİLİĞİ


Documents

ELEKTRİK MOTOR SİSTEMLERİNDE ENERJİ VERİMLİLİĞİ · Sunum İçeriği ªMotorların Kullanım Alanları ve Motor Sınıfları ªMotorların Enerji Kullanımı ªEnerji Verimli