Γιατί τα δεδομένα πραγματικών συνθηκών λειτουργίας είναι καθοριστικά για την εκτενή αξιολόγηση κόστους PMSM έναντι κινητήρα επαγωγής

Μια αξιολόγηση κόστους PMSM έναντι κινητήρα επαγωγής συνήθως ξεκινά με δύο προσφορές. Αυτό είναι κατανοητό, αλλά σπάνια επαρκεί για να ληφθεί μια αιτιολογημένη απόφαση επένδυσης. Ένας σύγχρονος κινητήρας μόνιμου μαγνήτη μπορεί να έχει υψηλότερο κόστος αγοράς και ενσωμάτωσης με τον οδηγό, ενώ ένας κινητήρας επαγωγής μπορεί να φαίνεται φθηνότερος στην αγορά και απλούστερος στην αντικατάσταση. Το οικονομικό αποτέλεσμα αλλάζει όταν ο κινητήρας λειτουργεί σε μεταβλητό φορτίο, εκκινεί και σταματά συχνά, λειτουργεί σε ζεστές ή σκονισμένες συνθήκες ή προκαλεί απώλειες παραγωγής όταν δεν είναι διαθέσιμος.

Από προμηθευτική άποψη, το σωστό ερώτημα δεν είναι «Ποιος κινητήρας κοστίζει λιγότερο;», αλλά «Ποια επιλογή κοστίζει λιγότερο για αυτόν τον κύκλο λειτουργίας, την εγκατάσταση και το μοντέλο υπηρεσιών;». Αυτή η διάκριση καθιστά τα μετρημένα δεδομένα συνθηκών λειτουργίας καθοριστικά.

Γιατί μια σύγκριση πινακίδων ονομαστικής ισχύος δεν μπορεί να επιλύσει το ζήτημα του κόστους μεταξύ κινητήρα PMSM και επαγωγικού κινητήρα

Η ονομαστική ισχύς, η ονομαστική ταχύτητα και η ονομαστική απόδοση περιγράφουν ένα καθορισμένο σημείο λειτουργίας. Δεν δείχνουν όμως πώς συμπεριφέρεται μια αντλία, ένας ανεμιστήρας, ένας συμπιεστής, μια ταινία μεταφοράς ή ένα μίξερ κατά τη διάρκεια μιας πραγματικής βάρδιας. Πολλές διαδικασίες λειτουργούν για σημαντικό χρονικό διάστημα κάτω από το ονομαστικό φορτίο, έχουν μεταβαλλόμενη απαίτηση ροπής ή περιλαμβάνουν περιόδους αδράνειας που δεν εμφανίζονται σε μια σύγκριση προσφορών.

Οι οδηγίες του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ για τη φόρτιση κινητήρων εξηγούν ότι το μερικό φορτίο μπορεί να εκτιμηθεί από μετρήσεις εισερχόμενης ισχύος, ρεύματος ή ταχύτητας. Σημειώνουν επίσης ότι η απόδοση του κινητήρα μπορεί να μειωθεί σημαντικά σε χαμηλό φορτίο, παρόλο που η ακριβής καμπύλη εξαρτάται από τον συγκεκριμένο κινητήρα. Γι’ αυτόν τον λόγο, το ζήτημα του κόστους μεταξύ κινητήρα PMSM και επαγωγικού κινητήρα δεν μπορεί να επιλυθεί απλώς με την αφαίρεση δύο τιμών απόδοσης από καταλόγους. Η χρήσιμη σύγκριση είναι ένα σταθμισμένο ετήσιο μοντέλο κατανάλωσης ενέργειας που βασίζεται σε μετρημένα διαστήματα φόρτισης.

Είναι αλήθεια ότι ένας κινητήρας PMSM μπορεί να προσφέρει ισχυρό επιχειρηματολόγημα απόδοσης σε ορισμένες εφαρμογές με μεταβλητό φορτίο. Αυτό, ωστόσο, δεν τον καθιστά αυτόματο νικητή. Εάν ένας κινητήρας λειτουργεί κοντά σε ένα σταθερό ονομαστικό φορτίο για περιορισμένες ώρες, διαθέτει υφιστάμενη συμβατή διάταξη κίνησης επαγωγής και η διακοπή λειτουργίας είναι φθηνή, το υψηλότερο αρχικό κόστος ενδέχεται να μην αποσβέσει στο χρονοδιάγραμμα που απαιτεί ο αγοραστής.

Συλλέξτε τα δεδομένα λειτουργίας προτού προσδιορίσετε την τιμή της αντικατάστασης

Για ένα αξιόπιστο PMSM έναντι Κόστους Κινητήρα Επαγωγής μοντέλο, συλλέξτε δεδομένα από το υφιστάμενο σύστημα που κινείται, αντί να βασίζεστε σε μία εκτίμηση ενός μόνο χειριστή. Ένα χρονικό παράθυρο καταγραφής διάρκειας μίας έως τεσσάρων εβδομάδων είναι συχνά πιο χρήσιμο από μία ιδανικοποιημένη ετικέτα προδιαγραφών, διότι καταγράφει τις μεταβολές της παραγωγής.

• Ηλεκτρική είσοδος: καταγράψτε την τάση τριών φάσεων, το ρεύμα, τα πραγματικά kW, το συντελεστή ισχύος και τις αρμονικές, όπου είναι εγκατεστημένος κινητήρας.
• Μηχανικό καθήκον: καταγράψτε την ταχύτητα του άξονα, μία προσέγγιση της ροπής, την παροχή, την πίεση, την παροχή υλικού ή μία άλλη μεταβλητή διαδικασίας που δείχνει αλλαγές φορτίου.
• Χρόνος σε κάθε συνθήκη: ξεχωριστά διαστήματα παραγωγής, ανακυκλοφορίας, αναμονής, εκκίνησης και αιχμής ζήτησης.
• Περιβάλλον: καταγράψτε την αμβιέντική θερμοκρασία, το υψόμετρο, τη σκόνη, την υγρασία, την εξαερισμό του περιβλήματος και τους περιορισμούς ψύξης.
• Ιστορικό αξιοπιστίας: καταγράψτε τα γεγονότα επισκευής, προβλήματα με τα έδρανα ή τη μόνωση, τη διαθεσιμότητα εφεδρικών κινητήρων, τον χρόνο εργασίας και τις συνέπειες για την παραγωγή.
• Αρχιτεκτονική ελέγχου: αναγνωρίστε τον εγκατεστημένο VFD, τον τρόπο ελέγχου, το μήκος του καλωδίου, τα φίλτρα, τις ανάγκες παράκαμψης και οποιαδήποτε απαιτούμενη εργασία συμβατότητας.

Το πρότυπο IEC 60034-2-1 καθορίζει μεθόδους για τον προσδιορισμό των απωλειών και της απόδοσης μέσω δοκιμών. Σε όρους προμήθειας, ζητήστε από τους προμηθευτές να δηλώσουν τη βάση των δοκιμών και τα σημεία λειτουργίας που υποστηρίζουν τα δεδομένα απόδοσης. Τα αποδεικτικά στοιχεία «ίδια προς ίδια» έχουν μεγαλύτερη σημασία από έναν εντυπωσιακό αριθμό που προέρχεται από διαφορετική φόρτιση ή διαφορετικές συνθήκες ελέγχου.

Κατασκευάστε το μοντέλο κύκλου ζωής με βάση τα μετρημένα διαστήματα

Πρακτικό PMSM έναντι Κόστους Κινητήρα Επαγωγής ο υπολογισμός περιλαμβάνει πέντε κατηγορίες κόστους. Το αρχικό κόστος περιλαμβάνει τον κινητήρα, τον μετατροπέα συχνότητας (VFD) ή τα συστήματα ελέγχου, την ενδεχόμενη αλλαγή του συζεύκτη ή της βάσης στήριξης, την εκκίνηση (commissioning) και οποιαδήποτε διακοπή παραγωγής απαιτείται για την εγκατάσταση. Το κόστος ενέργειας υπολογίζεται με βάση κάθε μετρηθείσα χρονική περίοδο λειτουργίας, τις ώρες λειτουργίας, το τέλος ηλεκτρικής ενέργειας και την εφαρμόσιμη απόδοση για κάθε συνδυασμό κινητήρα-μετατροπέα. Το κόστος συντήρησης περιλαμβάνει τις προγραμματισμένες εργασίες, τις πιθανές επισκευαστικές εργασίες, τα ανταλλακτικά και την πρόσβαση για την παροχή υπηρεσιών. Το κόστος κινδύνου εκτιμά την οικονομική έκθεση σε μη προγραμματισμένη διακοπή λειτουργίας. Τέλος, συμπεριλάβετε τις υποθέσεις για την απόρριψη ή την υπολειμματική αξία, εάν η οργάνωση χρησιμοποιεί ένα πλήρες μοντέλο κύκλου ζωής του περιουσιακού στοιχείου.

Για κάθε διάστημα, υπολογίστε την εισερχόμενη ενέργεια από την απαιτούμενη ισχύ στον άξονα διαιρούμενη με τη σχετική απόδοση του κινητήρα και του μετατροπέα, και στη συνέχεια πολλαπλασιάστε επί τις ώρες του διαστήματος και το τέλος. Προσθέστε τα αποτελέσματα των διαστημάτων αντί να εφαρμόσετε έναν ετήσιο συντελεστή απόδοσης. Αυτή η προσέγγιση αποκαλύπτει εάν το προτεινόμενο πλεονέκτημα του PMSM εμφανίζεται κατά τις πολλές ώρες που πραγματικά έχουν σημασία ή μόνο κοντά σε ένα σημείο φόρτισης που η διαδικασία σπάνια φτάνει.

Ένα χρήσιμο πίνακας ευαισθησίας θα πρέπει να μεταβάλλει τις ετήσιες ώρες λειτουργίας, την τιμή της ενέργειας, το ποσοστό του χρόνου που λειτουργεί κάτω από το μισό φορτίο, το κόστος εγκατάστασης και το αναμενόμενο κόστος αδρανοποίησης. Εάν το συμπέρασμα αντιστρέφεται μετά από μια μικρή αλλαγή σε μία υπόθεση, το έργο χρειάζεται καλύτερα δεδομένα από το πεδίο πριν από την έγκριση. Αυτό δεν είναι αποτυχία του μοντέλου· είναι το μοντέλο που εντοπίζει την πιο αξιόλογη μετρητική εργασία.

Εκεί όπου η απόφαση για αναβάθμιση μπορεί να οδηγήσει σε κέρδος ή ζημία

Ένα έργο αναβάθμισης από επαγωγικό κινητήρα σε PMSM δεν είναι απλώς η αγορά ενός κινητήρα. Η μηχανική εφαρμογή μπορεί να απαιτεί έλεγχο του μεγέθους του πλαισίου, των διαστάσεων του άξονα, της πλάκας σύνδεσης, της στοίχισης της σύζευξης, της σκληρότητας της βάσης και του ελεύθερου χώρου για την προστατευτική θωράκιση. Η ηλεκτρική εφαρμογή μπορεί να απαιτεί αλγόριθμο ελέγχου VFD που να υποστηρίζει PMSM, εισαγωγή παραμέτρων κατά την εκκίνηση, κατάλληλα καλώδια και φίλτρα, καθώς και επαλήθευση των ρυθμίσεων προστασίας. Αυτά είναι πραγματικά κόστη έργου, όχι περιστασιακά στοιχεία.

Ταυτόχρονα, είναι λάθος να θεωρεί κανείς την αντικατάσταση ενός επαγωγικού κινητήρα ως μηδενικού κόστους απλώς και μόνο επειδή ο ίδιος ο κινητήρας είναι γνωστός. Επαναλαμβανόμενες επισκευές, υπερδιαστασιολόγηση, κακή λειτουργία σε μερικό φορτίο, αστοχίες λόγω υπερθέρμανσης ή αναποτελεσματική ρύθμιση ροής μπορούν να δημιουργήσουν επαναλαμβανόμενα κόστη. Η απόφαση πρέπει να συγκρίνει και τις δύο λύσεις στην κατάσταση εγκατάστασης και λειτουργίας τους.

Για μια απόφαση σχετικά με το κόστος μεταξύ ενός κινητήρα PMSM και ενός κινητήρα επαγωγής σε μια απομακρυσμένη ή δύσκολα προσβάσιμη εφαρμογή, η διακοπή λειτουργίας και η πρόσβαση για συντήρηση μπορεί να έχουν μεγαλύτερη βαρύτητα από τον υπολογισμό της ενέργειας. Σε μια εγκατάσταση με διαθέσιμο ανταλλακτικό αποθηκευμένο και σύντομο χρονικό παράθυρο επισκευής, αυτά τα κόστη μπορεί να είναι μικρά. Σε μια διαδικασία με περιορισμένο χρονοδιάγραμμα απενεργοποίησης, μπορεί να κυριαρχούν. Κανένα από τα δύο αποτελέσματα δεν είναι καθολικό· οι πραγματικές συνθήκες λειτουργίας καθορίζουν τη βαρύτητα.

Ένας πίνακας αποφάσεων που μπορούν να χρησιμοποιήσουν από κοινού οι τμήματα προμηθειών και μηχανικής

Όταν ο σύγχρονος κινητήρας μόνιμου μαγνήτη (PMSM) ή ο επαγωγικός κινητήρας αποτελεί την οικονομικά αιτιολογημένη επιλογή.

Ένας κινητήρας PMSM αξίζει συχνά να εξεταστεί προσεκτικά όταν τα μετρηθέντα αρχεία δείχνουν πολλά διαστήματα υψηλής ώρας λειτουργίας με μεταβλητό φορτίο, οι ελεγκτές μπορούν να ενσωματωθούν κατάλληλα και το προσομοιωθέν ενεργειακό ή αξιόπιστο πλεονέκτημα υπερβαίνει το πρόσθετο κόστος εγκατάστασης με εύλογο περιθώριο ευαισθησίας. Ένας επαγωγικός κινητήρας μπορεί να παραμείνει η αιτιολογημένη επιλογή όταν το καθήκον είναι χαμηλό, σταθερό και προβλέψιμο· όταν τα κεφάλαια είναι περιορισμένα· όταν οι αλλαγές συμβατότητας είναι αναλόγως ανάλογες· ή όταν τα δεδομένα πεδίου δεν υποστηρίζουν ανάκτηση του πρόσθετου κόστους.

Η πιο αξιόπιστη συμπερασματική διαπίστωση για το κόστος μεταξύ PMSM και επαγωγικού κινητήρα είναι συνεπώς υπό όρους, όχι προωθητική. Ξεκινήστε με τα πραγματικά kW, το προφίλ φόρτισης, τις ώρες λειτουργίας, το περιβάλλον, τις απαιτήσεις ελέγχου και την έκθεση σε συντήρηση. Στη συνέχεια, συγκρίνετε τα δύο ολοκληρωμένα συστήματα κινητήρα-οδηγού υπό αυτές τις συνθήκες. Η προσέγγιση εφαρμογής-διαβούλευσης της Enneng μπορεί να βοηθήσει τους αγοραστές να οργανώσουν τα λειτουργικά δεδομένα και να αξιολογήσουν τις προδιαγραφές του κινητήρα σε σχέση με πραγματικά προφίλ φόρτισης, αντί για μία γενική κατάταξη μόνο.

Εάν αξιολογείτε εμπορικούς μόνιμους μαγνήτες κινητήρες για πώληση και χρειάζεστε μια μηχανολογικά σχεδιασμένη λύση οδήγησης που εγγυάται απόδοση και διάρκεια ζωής, η ENNENG είναι ο εμπιστευόμενος σας συνεργάτης. Επικοινωνήστε με την ENNENG σήμερα .Μιλήστε με την τεχνική μηχανική ομάδα μας για να λάβετε μια προσαρμοσμένη πρόταση οδήγησης.

• Whatsapp:+86 18562780228
• Ηλεκτρονικό ταχυδρομείο:  [email protected]
• Τηλέφωνο:  +86 532 66000559