Miksi kokonaisomistuskustannusanalyysi muuttaa lopullista päätöstä PMSM- ja induktiomootorien kustannusvertailussa

Kun tehdas vaihtaa moottorin, ostotilaus alkaa yleensä yksikköhinnan vertailulla. Tämä on ymmärrettävää, mutta se ei riitä. Hyödyllinen PMSM:n ja induktiomootorin kustannusvertailu selvittää, mitä ajuri maksaa omistajalle sen todellisen käyttöjakson aikana: sähkö, ohjausjärjestelmät, asennustyöt, suunnitellut huollot, tuotannon altistuminen ja työ, joka vaaditaan, jotta uusi moottori sopii olemassa olevaan koneeseen.

Ostojen näkökulmasta kumpikaan teknologia ei ole aina parempi. Induktiomoottori voi olla järkevä valinta vähän käytetylle, vakionopeudelle suunnitellulle laitteelle, jolle on asetettu tiukka alustava budjetti. Pysyväismagneettinen synkronimoottori (PMSM) voi perustella korkeamman alkuperäisen hinnan, kun käyttötunnit ovat paljon, kuorma vaihtelee, energia on kallista tai prosessi hyötyy nopeuden säädöstä. Erot tulevat selvemmin esiin, kun luvut esitetään kokonaisomistuskustannuksina (TCO).

Aloita PMSM:n ja induktiomoottorin kustannusvertailu käyttöprofiilin avulla

Ennen tarjousten keräämistä dokumentoi, mitä olemassa oleva moottori todellisuudessa tekee. Merkitse nimellisteho, mitattu tai arvioitu kuorma, vuotuiset käyttötunnit, nopeusprofiili, käynnistykset ja pysähtymiset, sähkön hinta, ympäristöolosuhteet sekä se, kuinka häiritsevä ennattamaton pysähdys olisi. Vain nimikilvestä tehty vertailu jättää usein huomiotta tärkeimmän seikan: monet pumput, tuuletimet, puristimet ja kuljetinjärjestelmät toimivat suurimman osan vuodesta nimelliskuorman ulkopuolella.

Yhdysvaltojen energiaministeriö käsittää moottorijärjestelmät energianhallinnan mahdollisuutena, mikä on hyvä muistutus siitä, että moottori kuuluu järjestelmään eikä ole eristetty komponentti. PMSM-moottorin ja induktiomoottorin kustannuspäätöksessä käytä mahdollisuuksien mukaan mitattuja kW-arvoja. Jos mittauksia ei ole saatavilla, esitä oletukset selkeästi ja testaa tulosta korkean ja alhaisen kuorman tapauksissa sen sijaan, että esittäisit yksittäisen säästöarvon varmana.

Rakenna TCO-malli viidestä kustannusryhmästä

• Hankinta: moottorin hinta, kuljetuskulut, varaosat, verot ja mahdollinen hintavaihtelu, joka liittyy magneettimateriaaleihin.
• Moottorinohjain ja ohjausjärjestelmä: PMSM-moottorille tarvitaan yleensä ohjain, jolla on sopivat PMSM-ohjausominaisuudet. Sisällytä taajuusmuuttaja (VFD), ohjelmointi, suojauksen asetukset, kytkentälaatikon muutokset sekä järjestelmän vaatimat harmonisten värähtelyjen ja jäähdytyksen varatoimet.
• Mekaaninen integrointi: sisällytä rungon koko, akseli, liitoslaatta, jalusta, kytkin, suojat, akselien keskitys, kaapelointi ja sovittimen valmistus. Nämä ovat keskitärkeitä kustannuksia induktiomoottorin korvaamisprojekteissa PMSM-moottorilla.
• Energia: vuotuinen energiakustannus saadaan mitatusta tai arvioidusta syöttötehosta (kW) kertomalla se vuosittaisilla tuntimäärällä ja sovellettavalla sähkönhinnalla. Vertaa molempia teknologioita samoilla käyttöpisteillä, ei ainoastaan samalla nimelliskuormituspisteellä.
• Luotettavuus ja käyttökatkokset: sisällytä suunnitellun huollon työpanos, pääsyvarusteet, varaosien saatavuus, menetetty tuotanto, käynnistysaika sekä moottorin tai kytkimen epäonnistumisen seuraukset.

Se lista muuttaa a PMSM vs induktiomoottorin kustannukset arvion sävyä. Edullisempi moottori ei välttämättä ole halvempi omaisuuserä, kun taas premium-moottori ei automaattisesti ole taloudellisesti kannattava, jos se aiheuttaa integrointikustannuksia, joita käyttöaikataulu ei kompensoi.

Käytä energiakustannusta varoen, erityisesti osakuormituksessa

PMSM-moottoreita arvioidaan usein, koska ne voivat olla tehokkaita laajalla nopeusalueella sopivan taajuusmuuttajan (VFD) kanssa. Tämä saattaa olla erityisen tärkeää muuttuvan kuormituksen laitteille, mutta väite vaatii sovelluskohtaista näyttöä. Pyydä tehokkuuskäyriä tai testitietoja niillä nopeuksilla ja momenttipisteillä, joita prosessi käyttää. Vertaa sitten kokonaissyöttötehoa, mukaan lukien taajuusmuuttaja, jos se on soveltuva.

Selkeän PMSM- ja induktiommoottorikustannusvertailun tekemiseksi esitä kaava: vuotuinen energiakustannus = syöttöteho (kW) × käyttötunnit × sähkön hinta. Laske vähintään kolme skenaariota: odotettu käyttö, alhainen käyttöaste ja korkeat käyttötunnit. Tulokset auttavat sekä rahoitus- että insinööritiimejä arvioimaan, riittääkö pieni tehokkuusero merkitseväksi käyttöaikojen perusteella.

Tehokkuusluokka vaatii myös kontekstia. IEC 60034-30-1 -standardi tarjoaa tehokkuusluokkakehyksen eri moottoriteknologioiden välille; paikallisia säädöksiä ja moottorin soveltamisaluetta on kuitenkin tarkistettava erikseen. Älä päättele vaatimustenmukaisuutta teknologian nimestä. Pyydä tarkkaa arviointia, testausperustaa ja dokumentaatiota kyseiselle moottorille.

Hinnittele koko uudelleenvarustus, ei ainoastaan moottoria

Induktiomoottorin korvaaminen pysyväismagneettisella synkronimoottorilla (PMSM) voi olla houkutteleva vaihtoehto, mutta se tulisi aloittaa sivustotarkastuksella. Varmista kiinnitysmittasuhteet, akselin ja kytkimen yhteensopivuus, kuorman hitausmomentti, kooderin tarve, kotelo- ja jäähdytysvaatimukset, kaapelien kunto sekä taajuusmuuttajan ohjausyhteensopivuus. PMSM-moottori saattaa vaatia taajuusmuuttajan, jossa on oikea ohjausalgoritmi; olemassa olevaa taajuusmuuttajaa ei saa olettaa sopivaksi ilman varmistusta.

Päätä myös, milloin työt voidaan suorittaa. Jos asennus tapahtuu suunnitellun pysäytysjakson aikana, työvoimakustannukset ja tuotannon menetyksestä aiheutuvat riskit voivat olla pieniä. Jos asennukseen tarvitaan erillinen pysäytysjakso, sen kustannus voi hallita kokonaishyötykustannusta (TCO). Siksi lopullisen PMSM- ja induktiomootorikustannuspäätöksen tulisi olla yhteinen vastuu toiminnan, huollon, ohjausinsinöörien ja hankintojen välillä.

Tilanteet, joissa induktiomootorit voivat edelleen olla taloudellisesti parempi vaihtoehto

Induktio­mootorit ovat edelleen käytännöllisiä, kun laite käytetään harvoin, nopeus on vakio, energiansäästöt ovat liian pieniä kattamaan korkeamman hinnan, olemassa olevia ohjausjärjestelmiä ei kannata muuttaa taloudellisista syistä tai standardointi ja paikallinen välitön vaihto ovat tärkeimmät prioriteetit. Ne voivat myös vähentää projektiriskiä, kun tarvitaan nopeaa samanlaisen vaihtoa ja mekaaniset sekä sähköiset liitännät ovat jo testattuja.

PMSM-moottorin ja induktiomoottorin kustannusanalyysin tarkoituksena ei ole poistaa induktiomoottoreita käytöstä. Sen tarkoituksena on estää alkuhinnan perusteella tehty päätös peittämästä myöhempinä aikoina syntyviä kustannuksia tai estää tehokkuuden perusteella laadittu ehdotus jättämästä huomiotta ohjausjärjestelmää, asennusta ja käyttökatkoja.

Tee lopullinen päätös elinkaaren perusteella kerätyistä todisteista

Järjestelmällinen PMSM-moottorin ja induktiomoottorin kustannusvertailu tekee vaihtoehtojen välisistä kompromisseista näkyvän. PMSM-moottorien taloudellisuus on usein parhaimmillaan pitkäkestoisissa, muuttuvan kuorman sovelluksissa, joissa vahvistettu energiatehokkuus voi korvata korkeamman hinnan ja joihin on suunniteltu integraatio. Induktiomoottorit voivat edelleen olla parempi valinta, jos käyttöaste on alhainen tai jos yksinkertainen ja kokeiltu korvaus pienentää riskejä ohjausjärjestelmän osalta. Kummassakin tapauksessa sivuston tiedoista laadittu kokonaisomistuskustannuslaskelma (TCO) on uskottavampi kuin pelkkä päätehokkuusprosentti tai laitehinnoittelutarjous.