ENERGY EFFICIENCY IN ELECTRIC MOTORS HIGH ENERGY EFFICIENCY SYSTEMS IN ELECTRIC MOTORS

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1 ENERGY EFFICIENCY IN ELECTRIC MOTORS HIGH ENERGY EFFICIENCY SYSTEMS IN ELECTRIC MOTORS 25 November of 2011

2 Index 1 Introduction 2 Savind and EE in Motors a) EU MEPS Schemes b) Efficient motors 3 Variable Speed Drives 4 Power Electronics WorldWide

3 01. Introduction Global energy distribution Source: International Energy Agency

4 01. Introduction Global energy distribution Source: International Energy Agency

5 01. Introduction Global energy distribution Source: International Energy Agency Source: Comisión Nacional de la Energía (CNE)

6 01. Introduction Industrial Sector Consumption and Applications. Pumps 15% 8% 32% Fans Conveyor belts 14% 8% 23% Compressors Mills Dryers Propulsion Winders Lamination Perforation Others.

7 01. Introduction Tertiary Sector Consumption and Applications. ACS pumps Heating pumps Cooling towers fans Air treatment unit Heat pumps compressor Elevators Escalators Hoods Compressors Others.

8 Index 1 Introduction 2 Saving and EE in Motors a) EU MEPS schemes b) Efficient motors 3 Variable Speed Drives 4 Power Electronics WorldWide

9 02. Saving and energy efficiency in motors EU MEPS (European Minimum Energy Performance Standard) The European Commission decides to apply the requirements ECO DESIGN to 3 PHASE MOTORS of 2-, 4- and 6-poles, from 0.75 to 375 kw PHASE 1: All the MOTORS sold must present an efficiency level IE2 PHASE 2: MOTORS 7.5kW - 375kW sold must present an efficiency level IE3 or IE2 with VARIABLE SPEED DRIVE PHASE 3: MOTORS 0.75kW - 375kW sold must present an efficiency level IE3 or IE2 with VARIABLE SPEED DRIVE

10 Index 10 1 Introduction 2 Saving and EE in Motors 3 EU MEPS schemes a) Efficient Motors 3 Variable Speed Drives 4 Power Electronics WorldWide

11 02. Saving and energy efficiency in motors Efficient Motors 2 % Performance Fuente: ABB

12 Index 1 Introduction 2 Saving and EE in Motors a) EU MEPS Scheme b) Efficient Motors 3 Variable Speed Drives 4 Power Electronics WorldWide

13 03 Variable Speed Drives. Pumps and fans

14 03 Variable Speed Drives. Pumps and fans - Similarity laws PUMPS AND FANS ACCORDING TO SIMILARITY LAWS Q n h n 2 P n 3 Donde: Q = Flow n = Motor Speed P = Power h = Height P 80n = P 100n 80n 100n 3

15 03 Variable Speed Drives. Pumps and fans Valve control vs VSD P = kW 40 3 P40 = P50 = 51. 2kW P35 P = 50 = 34.3kW Height in m H 2 O n = 1480 RPM 80 Height in m H 2 O 70 1 X n CAUDAL 70 1 X n X n 0.8 X n 0.7 X n 0.6 X n Static height 20 meters 100% 90% 60% 50% 80% 70% X n 0.8 X n 0.7 X n 0.6 X n X n 0.4 X n X n 0.4 X n 10 H-Q curves Q Flow H-Q Curves 50% 100% m 3 /min System curves % 100%

16 03 Variable Speed Drives. Pumps and fans Energy saving Flow (%) Valve control demand ( kw) Demand with SD700 VFD (kw) Demand saving (kw) Energy saving (%) Cost saving ( /1000 h) 100% % 95 72,9 22,1 23 % % 83 51,2 31,8 38 % % 77 34,3 42,7 55 % % 73 21,6 51,4 70 % % 68 12,5 55,5 81 % Pump Power : 110 kw Electric cost: 150 /MWh

17 03 Variable Speed Drives. Conveyor belts, compressor, mills, others

18 03 Variable Speed Drives. Conveyor belts, compressor, mills, others T cnst. P n Where: T = Torque n = Motor speed P = Power P ( kw) N ( rpm) Speed (%) Demand with SD700 VFD (kw) Energy saving (%) Cost saving ( /1000 h) 100% % % % % % % % % % % Pump power : 110 kw Electric cost: 150 /MWh

19 03 Variable Speed Drives. Benefits ENERGY SAVINGS: up to 60% in comparison with traditional DOL control systems QUALITY AND PERFORMANCE IMPROVEMENT: Introducing a torque and a speed motor control, the damages in the process disappear and the process performance increase. REDUCE MAINTENANCE AND INCREASE MOTOR LIFE TIME : The high number of starts and the overcurrent suffered by induction motors reduce its working life and increases their maintenance costs. DECREASE THE ENVIRONMENTAL IMPACT AND IMPROVE THE CORPORATIVE IMAGE: The electric and fossil fuels energy savings reduces the company greenhouse gases emission.

20 Index 1 Introduction 2 Saving and EE in Motors 3 EU MEPS Schemes a) Efficient Motors 3 Variable Speed Drives 4 Power Electronics WorldWide

21 04 Power Electronics Worldwide SERVICE 365 days CUSTOMERS support Immediate delivery GERMANY Nürnberg MEXICO Tlalnepantla SPAIN Barcelona Lleida Las Palmas La Coruña Valencia Castellón Murcia Vizcaya Madrid Sevilla ITALY Milano INDIA Madurai CHINA Beijing CHINA Hong Kong KOREA Seúl CHILE Antofagasta BRASIL Sao Paulo AUSTRALIA Brisbane CHILE Santiago NEW ZELAND Christchurch

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