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実験的評価、診断、およびIE2、IE3、IE4クラス効率モーターにおける電力品質擾乱の影響の予測

この紹介論文の内容は、[UFPA/ITEC / PPGEE]によって発行された[EXPERIMENTAL EVALUATION, DIAGNOSIS, AND PREDICTION OF THE IMPACTS OF POWER QUALITY DISTURBANCES IN IE2, IE3, AND IE4 CLASS EFFICIENCY MOTORS.]の記事に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録: 電気モーターは、世界で最も大きな電気の最終用途であり、産業部門の基本的な部分であり続けています。さらに、技術の進歩により、電気自動車、輸送、ナビゲーションなどの新しいカテゴリにアプリケーションが拡大しました。ヨーロッパはIE4効率モータークラスへのアップグレードを開始しており、他の地域もより高い効率のモータークラスへの移行に従うことが期待されています。一部の地域では、IEC 60038-2009に従って、動作電圧が公称電圧と異なる場合があります。これは、不均衡や電圧高調波などの他の障害とともに、これらの新しい技術の性能に影響を与える可能性があります。このような状況において、予測保全に多大な努力が払われ、SEPに存在するさまざまな障害が存在する状態で回転機械の健全性を診断する上で、その有効性を高めるための新しい提案で既存の技術を改善しています。本研究では、IE2、IE3、IE4クラスの低電力誘導モーターの温度と性能に対する電圧変動、電圧高調波、および過電圧不均衡のさまざまなパーセンテージの影響を評価します。この研究には、エネルギー消費、効率、力率、および温度に関連する重要な指標を得るための技術的、経済的、統計的、および熱分析が含まれています。革新的で補完的な技術を模索するために、本研究では、電気モーター電流波形の周波数領域分析に基づいて、回転機械の完全性を診断するための新しい電気モーター劣化指標（EMDI）も提示します。結果は、理想的な動作条件下では、IE4クラスの永久磁石モーターが電力消費と温度の点でより優れた性能を発揮しますが、非線形特性を持つことを示しています。次に、特定の障害が存在する場合、同じ動作条件下でかご形誘導モーターと比較して性能が低下するため、シナリオが変化します。実施された分析により、導入される新しい電気モーター技術の性能に対する電力システムに存在するさまざまな摂動の影響を特定し、定量化することができます。提案されたモーター状態診断指標に関して、提示された結果は、予測保全の実践の実施を促進する上で、提案されたアプローチの有効性を強く支持しています。本論文のもう1つの重要な貢献は、その結果がホンジュラスの電気モーターに対する最小効率要件の導入のための新しい規制の実施の基礎となることです。 キーワード: 電圧変動、電圧不均衡、高調波、温度、効率クラス、永久磁石モーター、予測保全。 3. 導入: 2015年のパリ協定は、気候変動への取り組みにおいて重要なグローバルステップとなりました。それ以来、エネルギー効率に焦点を当てた政策と規制の実施を推進し、環境目標を達成し、国際的に持続可能な慣行を促進する上で重要な役割を果たしてきました。このような状況において、誘導モーター（IM）は、世界の最終的な電気エネルギー消費量の約53％を占めるエネルギー節約のための重要なカテゴリです[1]。 ブラジルでは、鉱業エネルギー省の文書「国家エネルギー効率計画」[2]によると、産業界は総国家電力の36％を消費し、稼働中の駆動システムはこの電力の68％を消費しています。したがって、国の総電気エネルギーの約35％が電気モーターによって消費されていると報告されています。 三相かご形誘導モーターは、2002年12月11日の大統領令第4.508号の公布により、ブラジルで大統領令によって規制される最初で唯一の機器でした。これにより、ブラジルの電気モーター市場に大きな変化が起こりました。まず、規制はIR1（標準モーター）¹およびIR2（高効率モーター）クラスの最小電力定格を確立しました。IR1クラスよりも低い電力を持つモーター（法令の付録1に示されている特性を含む）は、製造、販売、または輸入できませんでした。この法令は、エネルギーの保全と合理的な使用に関する国家政策を確立する2001年10月17日の法律第10.295号によって裏付けられており、当時「ブラックアウト」として広く知られていたエネルギー危機後に制定された「エネルギー効率法」として知られています。 4. 研究の概要: 研究テーマの背景: 電気モーターは、世界で最も大きな電気の最終用途であり続けており、産業部門の基本的な部分です。技術の進歩により、電気自動車、輸送、ナビゲーションなどの新しいカテゴリにアプリケーションが拡大しました。ヨーロッパはIE4効率モータークラスへのアップグレードを開始しており、他の地域もより高い効率のモータークラスへの移行に従うことが期待されています。 以前の研究の状況: 電気モーターの効率を向上させるためのさまざまな研究が行われており、その結果、さまざまな効率クラスが導入されました。しかし、電力品質の低下が電気モーターの性能に与える影響に関する研究は、依然として不足しています。 研究の目的: 本研究の目的は、電力品質の低下がIE2、IE3、IE4クラスの電気モーターの性能に与える影響を実験的に評価し、新しいモーター状態診断指標を開発して、予測保全の実践を改善することです。 コア研究: 本研究では、電圧変動、電圧不均衡、高調波などがIE2、IE3、IE4クラスの電気モーターの温度と性能に与える影響を分析します。また、新しいモーター状態診断指標を開発して、予測保全の実践を改善します。 5. 研究方法論 研究デザイン: 本研究は、実験的研究と統計的分析を組み合わせた研究です。実験的研究では、電圧変動、電圧不均衡、高調波などの電力品質の低下がIE2、IE3、IE4クラスの電気モーターの温度と性能に与える影響を測定します。統計的分析では、実験的研究から得られたデータを分析して、新しいモーター状態診断指標を開発します。 データ収集と分析方法: 本研究では、実験的研究を通じてデータを収集します。実験的研究では、電圧変動、電圧不均衡、高調波などの電力品質の低下がIE2、IE3、IE4クラスの電気モーターの温度と性能に与える影響を測定します。また、新しいモーター状態診断指標を開発するために、電気モーター電流波形の周波数領域分析を実行します。 研究テーマと範囲: 本研究のテーマは、電力品質の低下がIE2、IE3、IE4クラスの電気モーターの性能に与える影響です。本研究の範囲は、電圧変動、電圧不均衡、高調波などの電力品質の低下とIE2、IE3、IE4クラスの電気モーターに限定されます。 6. 主な結果:

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