EN
Η αγορά ενός κινητήρα μπορεί να φαίνεται απλή, μέχρις ότου μια ομάδα λειτουργίας τον χρησιμοποιήσει για αρκετά χρόνια. Η τιμή στο τιμολόγιο είναι ορατή από την πρώτη μέρα· η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, η συμβατότητα με έλεγχο ταχύτητας, οι απρόβλεπτες διακοπές λειτουργίας, η πρόσβαση για συντήρηση και η λογιστική αντικατάστασης εμφανίζονται αργότερα. Ρομπός συγχρονισμού με παραγωγικό υλικό κινητήρας πρέπει να αξιολογηθεί ως απόφαση κύκλου ζωής, και όχι ως απομονωμένη αγορά ενός συστατικού
Από προοπτική προμηθειών, το χρήσιμο ερώτημα δεν είναι «Είναι ο κινητήρας πιο αποδοτικός;», αλλά «Ποιους παράγοντες κόστους θα μεταβάλλει αυτός ο κινητήρας στον πραγματικό κύκλο λειτουργίας μας;». Ένας κινητήρας μόνιμου μαγνήτη (PMSM) μπορεί να αποτελεί ισχυρή επιλογή όταν οι φορτίσεις μεταβάλλονται, όταν η ρύθμιση της ταχύτητας είναι σημαντική ή όταν το εγκατεστημένο εξοπλισμός αναμένεται να λειτουργεί για πολλές ώρες. Δεν αποτελεί αυτόματα την επιλογή με το χαμηλότερο κόστος για κάθε εφαρμογή με σταθερό φορτίο, αλλά οι χαρακτηριστικές του λειτουργίας μπορούν να βελτιώσουν το συνολικό κόστος κατοχής (TCO), όταν ταιριάζουν με τη συγκεκριμένη εργασία.
Ξεκινήστε με το συνολικό κόστος κατοχής, όχι με την τιμή του κινητήρα
Το βιομηχανικό συνολικό κόστος κατοχής (TCO) συνήθως περιλαμβάνει πέντε συνδεδεμένες κατηγορίες: αγορά και εγκατάσταση· κατανάλωση ενέργειας· έλεγχοι και ενσωμάτωση συστημάτων· προγραμματισμένη συντήρηση· και οι χρηματοοικονομικές επιπτώσεις της αδράνειας. Ένα χαμηλό τιμή αγοράς μπορεί να υπερκαλυφθεί γρήγορα από υψηλότερες ηλεκτρικές απώλειες ή από μια διάταξη ελέγχου που είναι δύσκολο να τεθεί σε λειτουργία. Αντιθέτως, ένας κινητήρας υψηλής τιμής δημιουργεί αξία μόνο εάν η απόδοσή του και η συμπεριφορά του κατά τη λειτουργία αξιοποιούνται στη διαδικασία.
Αυτή η διάκριση έχει σημασία, επειδή τα συστήματα κινητήρων αποτελούν ουσιώδη μέρος της βιομηχανικής διαχείρισης ενέργειας. Το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ αναφέρει ότι οι πρακτικές διαχείρισης ενέργειας και ο εξοπλισμός υψηλής απόδοσης μπορούν να προκαλέσουν εξοικονόμηση ενέργειας και κόστους στα συστήματα κινητήρων. Για το έργο προδιαγραφών, η προδιαγραφή IEC 60034-30-1 παρέχει επίσης ένα κοινό πλαίσιο για τη σύγκριση των εφαρμόσιμων κλάσεων απόδοσης κινητήρων, συμπεριλαμβανομένων των IE3 Premium Efficiency και IE4 Super-Premium Efficiency. Αυτές οι αναφορές αποτελούν χρήσιμα σημεία ελέγχου, όχι όμως απόδειξη ότι κάθε μεμονωμένη εγκατάσταση θα επιτύχει συγκεκριμένη εξοικονόμηση.
Όπου ένας κινητήρας σύγχρονης μόνιμης μαγνήτισης (PM Synchronous Motor) μπορεί να μειώσει το κόστος ενέργειας
Ένας σύγχρονος κινητήρας με μόνιμους μαγνήτες χρησιμοποιεί μόνιμους μαγνήτες στο δρομέα αντί να βασίζεται σε ρεύμα δρομέα για τη δημιουργία του μαγνητικού του πεδίου. Στην πράξη, αυτό μπορεί να μειώσει τις απώλειες που σχετίζονται με το δρομέα και να υποστηρίξει υψηλή απόδοση, ιδιαίτερα όταν η εφαρμογή δεν λειτουργεί σε ένα σταθερό σημείο όλη την ημέρα. Οι αντλίες, οι ανεμιστήρες, οι συμπιεστές, οι μεταφορείς, οι αναδευτήρες και οι διαδικασιακές εγκαταστάσεις αντιμετωπίζουν συχνά μεταβαλλόμενες απαιτήσεις ροής, πίεσης, παροχής ή χρονοδιαγράμματος.
Η μετάβαση που αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο οι αγοραστές αξιολογούν έναν κινητήρα πηγαίνει από τη μέγιστη απόδοση πινακίδας στο προφίλ φορτίου. Ένας κινητήρας που φαίνεται εξαιρετικός στο ονομαστικό φορτίο μπορεί να περνά το μεγαλύτερο μέρος της υπηρεσιακής του ζωής σε επίπεδα πολύ χαμηλότερα από αυτό. Εάν μια διαδικασία λειτουργεί σε μεταβλητό κύκλο λειτουργίας, η απόδοση σε μερικό φορτίο αξίζει την ίδια προσοχή με την τιμή πινακίδας. Αυτός είναι ο τομέας όπου ένας κινητήρας με μόνιμους μαγνήτες (PMSM) μπορεί να προσφέρει σημαντικό πλεονέκτημα στο κόστος λειτουργίας.
Υπάρχει ένα σημαντικό όριο: εάν μια μηχανή λειτουργεί πραγματικά με σταθερό φορτίο και σταθερή ταχύτητα, το πρόσθετο πλεονέκτημα ενός σχεδιασμού με μόνιμους μαγνήτες (PM) μπορεί να είναι μικρότερο από ό,τι σε μια διαδικασία με μεταβλητή ταχύτητα. Ζητήστε καμπύλες απόδοσης στα αναμενόμενα σημεία λειτουργίας, και στη συνέχεια συγκρίνετε την ετήσια κατανάλωση ενέργειας χρησιμοποιώντας μετρημένες ή αξιόπιστες υποθέσεις για το κύκλο λειτουργίας. Αυτή η προσέγγιση είναι πιο αξιόπιστη από την εφαρμογή ενός γενικού ποσοστού εξοικονόμησης σε κάθε εγκατάσταση.
Ο έλεγχος της ταχύτητας μπορεί να προστατεύσει τόσο την οικονομική απόδοση της διαδικασίας όσο και τον εξοπλισμό.
Όταν συνδυαστεί με ένα κατάλληλα επιλεγμένο μετατροπέα συχνότητας μεταβλητής (VFD), ένας σύγχρονος κινητήρας με μόνιμους μαγνήτες (PM) μπορεί να παρέχει ακριβή έλεγχο ταχύτητας και ροπής. Η αξία του είναι συχνά ευρύτερη από την απλή μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας. Μια καλύτερη ταίριασμα των ταχυτήτων μπορεί να μειώσει την περιοριστική ρύθμιση (throttling) ή τις μηχανικές απώλειες, να βοηθήσει τη διαδικασία να ακολουθεί τη ζήτηση και να αποφύγει την επανειλημμένη αναγκαστική λειτουργία του εξοπλισμού σε μια ακατάλληλη σταθερή ταχύτητα.
Ωστόσο, ένα πακέτο κινητήρα-οδηγού πρέπει να εξεταστεί ως σύστημα. Επιβεβαιώστε τη δυνατότητα ελέγχου κινητήρα PM από τον οδηγό, τις απαιτήσεις ανάδρασης, τα όρια μήκους καλωδίων, τη διάταξη ψύξης, τις λειτουργίες προστασίας και τη συμπεριφορά εκκίνησης. Μια αντίφαση στον έλεγχο που ανακαλύπτεται κατά την εκκίνηση μπορεί να εξαλείψει μια φαινομενική εξοικονόμηση σε υλικό, λόγω επιπλέον μηχανικού χρόνου και καθυστέρησης στην παραγωγή. Με άλλα λόγια, ένας κινητήρας υψηλότερης απόδοσης δεν σημαίνει αυτόματα χαμηλότερο κόστος εγκατάστασης, εκτός και αν το περιβάλλον σύστημα είναι έτοιμο γι’ αυτόν.
Η οικονομική αποτελεσματικότητα της συντήρησης αφορά λιγότερες παρεμβάσεις και ταχύτερη ανάκαμψη
Το κόστος συντήρησης μακροπρόθεσμα δεν είναι απλώς η τιμή των εδράνων ή οι ώρες εργασίας. Περιλαμβάνει την πρόσβαση σε πληροφορίες υπηρεσίας, τον σχεδιασμό ανταλλακτικών, την ποιότητα στοίχισης, την καταλληλότητα του περιβλήματος, τις θερμικές συνθήκες και τον χρόνο που απαιτείται για την επαναφορά της παραγωγής μετά από βλάβη. Ένας σύγχρονος κινητήρας PM μπορεί να υποστηρίξει μια συμπαγή, υψηλής πυκνότητας ισχύος διάταξη σε ορισμένες εφαρμογές, γεγονός που μπορεί να βοηθήσει όπου το διαθέσιμο χώρος εγκατάστασης είναι περιορισμένος. Ωστόσο, η συμπαγής διάταξη δεν πρέπει να αντικαθιστά μια εξέταση της ευκολίας συντήρησης.
Για παράδειγμα, επαληθεύστε το περίβλημα και την ταξινόμηση IP σε σχέση με σκόνη, υγρασία, πλύσιμο ή διάβρωση· επαληθεύστε την επιτρεπόμενη θερμοκρασία περιβάλλοντος· και βεβαιωθείτε ότι η διαδρομή ψύξης θα παραμείνει ανοιχτή στην εγκατεστημένη θέση. Το πρακτικό μάθημα είναι ότι ένας καλός κινητήρας μπορεί να γηράσκει ακόμη και κακά σε ένα κακό περιβάλλον. Η θερμοκρασία, η στιβαρότητα της τοποθέτησης, η ποιότητα της τροφοδοσίας και η πρακτική συντήρησης μπορούν να καθορίσουν εάν θα επιτευχθεί το προβλεπόμενο κόστος κύκλου ζωής.
Ο χρόνος αδράνειας αξίζει δική του γραμμή στο μοντέλο TCO. Μια λιγότερο συχνή παρέμβαση είναι χρήσιμη, αλλά το σχέδιο ανάκαμψης έχει εξίσου μεγάλη σημασία. Εντοπίστε τα κρίσιμα ανταλλακτικά, επιβεβαιώστε τους χρόνους παράδοσης πριν από την αγορά, καταγράψτε τις παραμέτρους του μετατροπέα και αποφασίστε εάν μια αντικατάσταση μπορεί να τεθεί σε λειτουργία χωρίς να αναδημιουργηθεί ολόκληρη η ρύθμιση ελέγχου. Αυτές οι ενέργειες είναι μετριοπαθείς σε σύγκριση με το κόστος μιας παρατεταμένης διακοπής παραγωγής.
Χρησιμοποιήστε φύλλο εργασίας TCO πριν συγκρίνετε προσφορές
Μια πειθαρχημένη σύγκριση εμποδίζει τις διαφημιστικές δηλώσεις και την προκατάληψη για την τιμή ανά μονάδα να κυριαρχήσουν στην απόφαση. Για κάθε υποψήφιο, δημιουργήστε ένα φύλλο εργασίας που καλύπτει τις ίδιες υποθέσεις:
- Λειτουργικό προφίλ: ώρες ανά έτος, εύρος φορτίου, εύρος ταχυτήτων, εκκινήσεις και αναμενόμενες μελλοντικές αλλαγές στη ζήτηση.
- Ηλεκτρική απόδοση: απόδοση (απόδοση) στα σχετικά σημεία φορτίου, απώλειες μετατροπέα, συνθήκες τροφοδοσίας και υποθέσεις για τις τιμές ενέργειας.
- Ενσωμάτωση: συμβατότητα μετατροπέα, μηχανική ενσωμάτωση, απαιτήσεις καλωδίωσης και ψύξης, και εμβέλεια εγκατάστασης.
- Αξιοπιστία και υπηρεσία: προστασία του περιβάλλοντος, κιβώτια κύλισης, ανάγκες παρακολούθησης, διαθεσιμότητα ανταλλακτικών, τεκμηρίωση και τοπική τεχνική υποστήριξη.
- Εκτίμηση του χρόνου αδράνειας: κόστος ανά ώρα διακοπής, χρόνος προμήθειας αντικατάστασης και η πρακτική διαδικασία ανάκαμψης.
Στη συνέχεια, ελέγξτε τις υποθέσεις. Εάν μια εκτίμηση βασίζεται σε υψηλό συντελεστή φόρτισης που η λειτουργία δεν μπορεί να υποστηρίξει, αναθεωρήστε την. Εάν ένας προμηθευτής αναφέρει μια κλάση απόδοσης, ζητήστε τη σχετική τεκμηρίωση και επιβεβαιώστε ότι η σύγκριση βασίζεται στις ίδιες συνθήκες αξιολόγησης. Η ειδικότητα εδώ δεν είναι γραφειοκρατία· είναι ο τρόπος με τον οποίο ένα μοντέλο TCO γίνεται χρήσιμο ταυτόχρονα για τη μηχανική, την προμήθεια και τις λειτουργίες.
Όταν η περίπτωση υπέρ της τεχνολογίας PM είναι ισχυρότερη
Ένας σύγχρονος κινητήρας με μόνιμους μαγνήτες είναι ιδιαίτερα ελκυστικός όταν ένας βιομηχανικός χρήστης έχει διαδικασία με μεταβλητό φορτίο, μεγάλο ετήσιο χρόνο λειτουργίας, ανάγκη ακριβούς ελέγχου ή προφίλ ακριβούς διακοπής λειτουργίας. Μπορεί επίσης να είναι λογική επιλογή όταν η υψηλότερη πυκνότητα ισχύος ή η λειτουργία σε χαμηλότερες στροφές με υψηλή ροπή αλλάζει το μηχανικό σχέδιο. Η εμπορική του δικαιολόγηση αδυνατίζει όταν ο κύκλος λειτουργίας είναι σταθερός, το σύστημα ελέγχου δεν μπορεί να υποστηρίξει κατάλληλα τον κινητήρα ή το περιβάλλον εγκατάστασης δημιουργεί κινδύνους που δεν έχουν αντιμετωπιστεί.
Η πρακτική συμπέρασμα δεν είναι να αντικατασταθούν όλοι οι κινητήρες επαγωγής. Είναι να αποφεύγεται η σύγκριση κινητήρων μόνο κατά τη σύνταξη της παραγγελίας αγοράς. Αξιολογήστε ενιαία το προφίλ φορτίου, το έργο ενσωμάτωσης, τα στοιχεία απόδοσης, το σχέδιο συντήρησης και τη διαδρομή ανάκαμψης. Όταν αυτοί οι παράγοντες συμφωνούν, ένας μόνιμος μαγνήτης κινητήρας (PMSM) μπορεί να μετατρέψει μια υψηλότερη αρχική επένδυση σε χαμηλότερο και πιο προβλέψιμο κόστος κατοχής καθ’ όλη τη διάρκεια λειτουργίας του εξοπλισμού.
