Повышение энергоэффективности отраслей народного хозяйства являются ключевыми задачами для социально-экономического развития любого государства. Ресурсоэффективность, энергоэффективность, ресурсосбережение и энергосбережение являются приоритетными направлениями технологического развития, обозначенными в энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2030 года [1]. Как отмечается на официальном сайте Министерства энергетики РФ [2], энергоемкость российской экономики существенно превышает в расчете по паритету покупательной способности аналогичный показатель в США, в Японии и развитых странах Европейского Союза. При этом Россия располагает масштабным недоиспользуемым потенциалом энергосбережения, способным конкурировать с приростом производства всех первичных энергетических ресурсов в решении проблемы обеспечения экономического роста страны.
С целью снизить энергоемкость экономики и реализовать политику энергосбережения в России поощряется внедрение энергоэффективных двигателей. Модернизация железнодорожного транспорта входит в направления политики энергоэффективности ОАО «Российские железные дороги» (ОАО «РЖД»), определяемые «Энергетической стратегией холдинга «РЖД» на период до 2015 года и на перспективу до 2030 года», разработанной в рамках «Стратегии развития железнодорожного транспорта в РФ до 2030 года».
С технической точки зрения для оценки энергоэффективности применяется показатель энергетической эффективности [3], что есть абсолютная, удельная или относительная величина потребления или потерь энергетических ресурсов для продукции любого назначения или технологического процесса. Для маркировки продуктов и градации их по категориям энергоэффективности вводится понятие класс энергетической эффективности. Применительно к электрическим двигателям основным показателем энергоэффективности принято считать коэффициент полезного действия (КПД):
Сегодня энергоэффективными считаются двигатели с КПД на 1–10% выше, чем у стандартных машин. Причем, если речь идет о крупных двигателях, разница составляет 1–2%, а в машинах малой мощности она может достигать 7–10%.
Высокий КПД в двигателях достигается за счет:
- увеличения массы активных материалов;
- применения материалов с улучшенными характеристиками;
- конструктивных изменений в машине (уменьшения воздушного зазора, оптимизация зубцово-пазовой зоны магнитопроводов и конструкции обмоток, специальной конструкции вентилятора);
- применения усовершенствованных подшипников.
Помимо более высокого КПД двигатели с повышенной энергоэффективностью характеризуются удлиненным сроком службы. При увеличении КПД двигателя потери в нем снижаются, как и снижается их тепловое воздействие на детали машины. А нагрев является одним из основных факторов, определяющих продолжительность эксплуатации наиболее уязвимого элемента - обмотки двигателя.
При этом повышение энергоэффективности машин отражается на других технико-экономических показателях. По статистическим данным [4] стоимость машин с повышенным КПД по сравнению с обычными на 10 – 30% выше, их масса также несколько больше. Увеличение массы активных материалов на 3–6% увеличивает момент инерции ротора на 20–50%, вследствие чего такие двигатели уступают обычным по динамическим показателям.
Список литературы:
1. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года (ЭС-2030) [Электронный ресурс] // Официальный сайт Министерства энергетики Российской Федерации. - Режим доступа: http://minenergo.gov.ru/aboutminen/energostrategy/ (дата обращения: 08.03.2015).
2. Энергоэффективность и энергосбережение [Электронный ресурс] // Официальный сайт Министерства энергетики Российской Федерации. - Режим доступа: http://minenergo.gov.ru/activity/energoeffektivnost/branch/ (дата обращения: 08.02.2015).
3. ГОСТ Р 53905-2010. Энергосбережение. Термины и определения. - М.: Стандартинформ, 2011. – 16 с.
4 Энергоэффективность электропривода. Комплексный подход. «Круглый стол» в рамках ПТА-2011 [Электронный ресурс] // Онлайн портал Konstructor.net машиностроитель». Режим доступа: http://konstruktor.net/podrobnee-elekt/items/ehnergoehffektivnost-ehlektroprivoda-kompleksnyj-podxod.168.html (дата обращения: 08.03.2015).