Energikostnaden för att köra en elmotor under tio år är minst 30 gånger den ursprungliga köpeskillingen. Med energiförbrukningen som ansvarar för de allra flesta hela livskostnaderna förklarar Marek Lukaszczyk, motor- och drivtillverkare, WEG, fem sätt att förbättra motorns energieffektivitet. Tack och lov behöver förändringar i en anläggning inte vara enorma för att skörda besparingar. Många av dessa ändringar fungerar med ditt befintliga fotavtryck och din utrustning.
Många elmotorer som används har antingen låg verkningsgrad eller inte rätt storlek för applikationen. Båda frågorna resulterar i att motorer arbetar hårdare än de behöver och använder mer energi i processen. På samma sätt kan äldre motorer ha rullats upp några gånger under underhåll, vilket minskat deras effektivitet.
Det uppskattas faktiskt att en motor tappar en till två procents effektivitet varje gång den spolas tillbaka. Eftersom energiförbrukningen står för 96 procent av den totala livscykelkostnaden för en motor, kommer att betala extra för en högeffektiv motor att ge avkastning på investeringen under hela dess livslängd.
Men om motorn fungerar och har arbetat i årtionden, är det värt besväret med att uppgradera den? Med rätt motorleverantör är uppgraderingsprocessen inte störande. Ett fördefinierat schema säkerställer att motorbytet genomförs snabbt och med minimal stillestånd. Att välja industristandardspår hjälper till att effektivisera denna process, eftersom fabrikslayouten inte behöver ändras.
Uppenbarligen, om du har hundratals motorer i din anläggning, är det inte möjligt att byta ut dem på en gång. Rikta in motorerna som har utsatts för spolning först och planera ett utbytesschema över två till tre år för att undvika betydande stillestånd.
Motorprestandasensorer
För att hålla motorerna i drift optimalt kan anläggningschefer installera eftermonteringssensorer. Med viktiga mätvärden som vibrationer och temperatur övervakas i realtid kommer inbyggd prediktiv underhållsanalys att identifiera framtida problem före misslyckande. Med sensorbaserade applikationer extraheras motordata och skickas till en smartphone eller surfplatta. I Brasilien implementerade en tillverkningsanläggning denna teknik på motorer som kör fyra identiska luftcirkulationsmaskiner. När underhållsteamet fick en varning om att man hade högre vibrationsnivåer än det acceptabla tröskelvärdet, gjorde deras ökade vaksamhet det möjligt för dem att lösa problemet.
Utan denna insikt kunde oväntad fabriksstängning ha uppstått. Men var är energibesparingarna i det ovannämnda scenariot? För det första är ökad vibration ökad energianvändning. Solida integrerade fötter på en motor och god mekanisk stelhet är avgörande för att garantera mindre vibrationer. Genom att snabbt lösa den icke-optimala prestandan hölls denna bortkastade energi till ett minimum.
För det andra krävs inte högre energikrav för att starta om alla maskiner genom att förhindra att fabriken stängs av helt.
Installera mjuka förrätter
För maskiner och motorer som inte går kontinuerligt bör anläggningschefer installera mjuka startmotorer. Dessa enheter minskar tillfälligt belastningen och vridmomentet i drivlinan och den elektriska strömmen i motorn under uppstart.
Tänk på detta som att vara vid ett rött trafikljus. Medan du kunde slå ner foten på gaspedalen när ljuset blir grönt, vet du att detta är ett ineffektivt och mekaniskt stressande sätt att köra - såväl som farligt.
På samma sätt, för maskinutrustning, använder en långsammare start mindre energi och resulterar i mindre mekanisk belastning på motorn och axeln. Under motorns livslängd ger en mjukstartare kostnadsbesparingar till följd av minskade energikostnader. Vissa mjuka förrätter har också inbyggd automatisk energioptimering. Idealisk för kompressortillämpningar, den mjuka startaren bedömer belastningskraven och justerar därefter för att hålla energiförbrukningen till ett minimum.
Använd en frekvensomriktare (VSD)
Ibland kallas en frekvensomriktare (VFD) eller växelriktardrivning, VSD: er justerar hastigheten på en elmotor baserat på applikationskraven. Utan denna kontroll bromsar systemet helt enkelt när mindre kraft krävs, vilket slösar bort den bortkastade energin som värme. I en fläktapplikation till exempel minskar VSD: er luftflödet enligt kraven, snarare än att helt enkelt stänga av luftflödet medan de förblir på maximal kapacitet.
Kombinera en VSD med en super-premium effektivitetsmotor och de minskade energikostnaderna talar för sig själva. I exempelvis kyltornstillämpningar ger en W22 IE4 super premium-motor med en CFW701 HVAC VSD, när den är rätt dimensionerad, en energikostnadsreduktion på upp till 80% och en genomsnittlig vattenbesparing på 22%.
Medan den nuvarande förordningen säger att IE2-motorer måste användas med en VSD, har detta varit svårt att genomdriva inom branschen. Detta förklarar varför reglerna blir strängare. Från och med den 1 juli 2021 måste trefasmotorer uppfylla IE3-standarder, oavsett VSD-tillägg.
2021-förändringarna håller också VSD: er till högre standarder och tilldelar även denna produktgrupp IE-betyg. De förväntas uppfylla en IE2-standard, även om en IE2-enhet inte motsvarar en IE2-motor motsvarande effektivitet - dessa är separata klassificeringssystem.
Använd VSD: er till fullo
Att installera en VSD är en sak, att använda den till sin fulla potential är en annan. Många VSD: er är fyllda med användbara funktioner som anläggningschefer inte vet existerar. Pumpapplikationer är ett bra exempel. Vätskehantering kan vara turbulent, mellan läckage och låga vätskenivåer, det finns mycket som kan gå fel. Inbyggd kontroll möjliggör effektivare användning av motorer baserat på produktionskrav och tillgänglighet av vätska.
Automatisk detektering av trasiga rör i VSD kan identifiera vätskeläckagezoner och justerar motorns prestanda därefter. Dessutom betyder detektering av torrpump om vätska tar slut, deaktiveras motorn automatiskt och en varning om torrpump utfärdas. I båda fallen minskar motorn sin energiförbrukning när mindre energi krävs för att hantera tillgängliga resurser.
Om du använder flera motorer i pumpapplikationen kan jockey-pumpstyrning också optimera användningen av motorer av olika storlek. Det kan vara så att efterfrågan kräver att bara en liten motor ska användas, eller en kombination av en liten och stor motor. Pump Genius ger ökad flexibilitet för att använda den optimala storleksmotorn för en given flödeshastighet.
VSD kan till och med utföra automatisk rengöring av motorhjulet för att säkerställa att avstängning utförs konsekvent. Detta håller motorn i optimalt skick vilket har positiva effekter på energieffektiviteten.
Om du inte är nöjd med att betala 30 gånger motorpriset i energiräkningar under ett decennium är det dags att göra några av dessa ändringar. De kommer inte att ske över en natt, men en strategisk plan som riktar sig till dina mest ineffektiva smärtpunkter kommer att leda till betydande energieffektivitetsfördelar.
Inläggstid: Nov-09-2020