उद्योगिक पंखों के लिए पीएमएसएम का उपयोग करने से कारखाने के आंतरिक बिजली आपूर्ति नेटवर्क के शक्ति-गुणांक स्तर में सुधार क्यों होता है

एक पंखे की समस्या को उजागर करने वाला दंड

झेजियांग में एक कपड़ा मिल में 22 निकास पंखे चुंबकीय प्रेरण मोटरों और परिवर्तनशील-आवृत्ति ड्राइव (वीएफडी) पर चल रहे थे। मासिक बिजली बिल में प्रतिक्रियाशील शक्ति के कारण एक बढ़ता हुआ दंड लगाया गया, क्योंकि औसत शक्ति गुणांक 0.78 पर था, जो वितरक द्वारा आवश्यक न्यूनतम 0.90 से कम था। संयंत्र अभियंता ने सबसे पहले संधारित्र बैंक को दोषी ठहराया, फिर पुरानी केबलिंग को, लेकिन मूल कारण पंखों की ड्राइव थी। प्रत्येक प्रेरण पंखा आंशिक गति पर भी चुंबकीयकरण धारा खींचता था, जिससे पूरे शिफ्ट के दौरान बस प्रतिक्रियाशील-समृद्ध बनी रही। परीक्षण के रूप में छह सबसे बड़ी इकाइयों पर उद्योगिक पंखों के लिए पीएमएसएम लगाया गया, और केवल एक बिलिंग चक्र के भीतर औसत शक्ति गुणांक बिना किसी संधारित्र के जोड़े बिना 0.93 तक बढ़ गया। यह मामला दर्शाता है कि कारखाने के नेटवर्क का शक्ति गुणांक उच्चतम सीमा मोटर के प्रकार द्वारा निर्धारित होती है, न कि केवल क्षतिपूर्ति उपकरणों द्वारा।

0.78 शक्ति गुणांक पर एक कपड़ा मिल

0.78 पर मिल ने वास्तविक ऊर्जा के प्रति किलोवॉट-घंटा के लिए लगभग 8 प्रतिशत अधिक शुल्क दिया, जो हर महीने दोहराया जाता था। इस दंड का पैमाना प्रतिक्रियाशील घाटे के वर्ग के साथ बढ़ता है, इसलिए शक्ति गुणांक में छोटी सी गिरावट भी बड़े बिलों में बदल जाती है। शक्ति गुणांक को पुनर्स्थापित करना उस रिसाव को रोकने का सबसे तेज़ तरीका है, और औद्योगिक पंखों के लिए PMSM के साथ किए गए परीक्षण ने साबित कर दिया कि रिसाव पंखे में था, दीवार पर लगे मीटर में नहीं।

प्रेरण पंखे के पीछे क्यों रह जाना

एक प्रेरण रोटर को आपूर्ति से प्रतिक्रियाशील धारा द्वारा प्रदान किए गए चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है। 40 प्रतिशत भार पर भी मोटर चुंबकीकरण VAr खींचती रहती है, इसलिए आभासी शक्ति उच्च बनी रहती है जबकि वास्तविक शक्ति गिर जाती है। शक्ति गुणांक तब गिरता है जब पंखा चलाने की लागत कम होनी चाहिए। औद्योगिक पंखों के लिए PMSM इस आवश्यकता को समाप्त कर देता है क्योंकि रोटर का क्षेत्र चुंबकों से उत्पन्न होता है, न कि उप-केंद्र पर ग्रिड धारा से।

औद्योगिक पंखों के लिए PMSM शक्ति गुणांक को कैसे पुनर्स्थापित करता है

स्थायी चुंबक रोटर ड्राइव के संपूर्ण शक्ति संतुलन को बदल देता है। बस से कोई उत्तेजना धारा नहीं ली जाने पर, अधिक स्टेटर धारा टॉर्क उत्पादन करने वाली वास्तविक धारा बन जाती है, और यह इकाई सामान्य गति सीमा में एकता शक्ति गुणांक के निकट कार्य कर सकती है। यही कारण है कि औद्योगिक पंखों के लिए एक PMSM को शक्ति गुणवत्ता संपत्ति के रूप में देखा जाता है, न कि केवल लाइन पर एक पंखा मोटर के रूप में।

कोई रोटर उत्तेजना आकर्षण नहीं

औद्योगिक पंखों के लिए PMSM का रोटर बंधित नियोडिमियम चुंबकों को वहन करता है, इसलिए क्षेत्र निर्माण के लिए कोई स्टेटर धारा व्यय नहीं की जाती है। पूरी स्टेटर धारा उपयोगी टॉर्क धारा बन जाती है। उत्तेजना भार के समाप्त होने के साथ, मशीन अपनी अधिकांश सीमा में एकता शक्ति गुणांक के निकट बनी रह सकती है, जो कि एक प्रेरण पंखे के विपरीत है जो हमेशा वोल्टेज के पीछे पिछड़ता रहता है।

एकता पर समकालिक संचालन

एक स्थायी चुंबक मशीन समकालिक रूप से चलती है, जो ड्राइव आवृत्ति के साथ बंधी होती है। कन्वर्टर धारा के कोण को इस प्रकार आकार देता है कि यूनिट लगभग कोई प्रतिक्रियाशील शक्ति आयात नहीं करती है, और कई पुनर्स्थापना में पंखा अब एक छोटी संधारित्रीय VAr निर्यात करता है जो निकटस्थ प्रेरण भार से उत्पन्न विलंब को संतुलित करती है। औद्योगिक पंखों के लिए एक PMSM नेटवर्क पर सबसे पहले अपनी खींची गई शक्ति को साफ़ करके पूरी बस के शक्ति गुणांक को बढ़ाती है।

शक्ति गुणवत्ता को नियंत्रित करने वाले मानक

शक्ति गुणवत्ता कोई विक्रेता की राय नहीं है; यह उन कोडों में लिखी गई है जिन्हें वितरक और निरीक्षक लागू करते हैं। इन नियमों के विरुद्ध औद्योगिक पंखों के लिए एक PMSM का निर्दिष्ट करना एक अस्पष्ट 'बेहतर शक्ति गुणांक' के दावे को एक रक्षणीय विनिर्देश में बदल देता है जो ऑडिट को पार कर सकता है और पूरे वर्ष बस को उपयोगिता की सीमा के भीतर रखता है।

IEEE 519 और IEC 61000

आईईईई 519 आम संयोजन बिंदु पर अनुमेय कुल हार्मोनिक विकृति निर्धारित करता है, और आईईसी 61000-3-2 हार्मोनिक धारा उत्सर्जन को नियंत्रित करता है। दोनों मानकों के अनुसार निर्मित ड्राइव संवेदनशील लोड के लिए बस को सुरक्षित रखती है। एनएनएनजी मोटर प्रत्येक मॉडल के लिए उत्सर्जन की दस्तावेज़ीकरण करता है, ताकि संयंत्र औद्योगिक पंखों की पीएमएसएम लाइन को स्थल पर शुरू करने से पहले अनुपालन दाखिल कर सके।

नेमा एमजी 1 सिंक्रोनस विनिर्देश

नेमा एमजी 1 सिंक्रोनस मशीनों के लिए प्रदर्शन क्षेत्र को परिभाषित करता है, जिसमें पुल-आउट टॉर्क और पावर-फैक्टर रेटिंग शामिल हैं। नेमा एमजी 1 के अनुसार निर्मित इकाई उपयोगिता द्वारा सुधार की ऑडिट के समय इंजीनियर को एक औचित्यपूर्ण मान प्रदान करती है। औद्योगिक पंखों के लिए पीएमएसएम को रिकॉर्ड और फ़ाइल के लिए उस परीक्षण शीट के साथ शिप किया जाना चाहिए।

व्यावहारिक लाभ और जाँच

बचत दो ओर से आती है: कम वास्तविक नुकसान और हटाया गया जुर्माना। दोनों को पकड़ने के लिए एक मीटर बिल्कुल पहले और बिल्कुल बाद में चाहिए, साथ ही ड्राइव को सही बिंदु पर सेट करना भी ज़रूरी है। औद्योगिक पंखों के लिए एक PMSM, जब टैरिफ के लाभ को बजट में शामिल किया जाता है, तो केवल दक्षता के आधार पर किए गए अनुमान से तेज़ी से अपनी लागत वसूल करता है। वित्त टीम को स्वैप को मंज़ूर करने से पहले संयुक्त बचत का मॉडल बनाना चाहिए, क्योंकि अक्सर जुर्माना माफ़ करने का लाभ अकेले ही वापसी के लक्ष्य को पूरा कर देता है। औद्योगिक पंखों के लिए एक PMSM जो बस को ०.९३ तक बढ़ा देता है, आमतौर पर दो तिमाहियों के भीतर मासिक अतिरिक्त शुल्क को समाप्त कर देता है, जिससे वेंटिलेशन अपग्रेड बजट पर बचाव करने में आसान बिंदु बन जाता है।

ड्राइव मिलान और मीटरिंग

एक ऐसी ड्राइव चुनें जिसकी रेटेड धारा पंखे की पूर्ण-भार एम्पियर को १५ प्रतिशत अतिरिक्त क्षमता के साथ कवर करे और एकता-शक्ति-गुणांक सेट बिंदु का समर्थन करे। २० से १०० प्रतिशत गति के दौरान शक्ति-गुणांक वक्र के बारे में पूछें। स्वैप से पहले और बाद में एक सप्ताह के लिए, समान उत्पादन के दौरान बस का लॉग रखें, और CSV फ़ाइल को सुरक्षित रखें ताकि औद्योगिक पंखों के लिए PMSM के परिणाम को उपयोगिता के सामने साबित किया जा सके।

चुंबकीय रोटर की देखभाल

बॉन्डेड चुंबक धीरे-धीरे पुराने होते हैं, लेकिन गर्मी इनकी दुश्मन है। शीतलन मार्ग को साफ़ रखें और स्टेटर के तापमान के रुझान पर नज़र रखें। औद्योगिक पंखों के लिए PMSM को ब्रश सेवा की आवश्यकता नहीं होती, फिर भी मूल परीक्षण शीट के मुकाबले वार्षिक थर्मल स्कैन का लाभ मिलता है। शीतलन वायु फ़िल्टर को साफ़ रखें, क्योंकि अवरुद्ध मार्ग शक्ति गुणांक में कमी का सबसे तेज़ मार्ग है। एनेन्ग मोटर आधारभूत मापदंड प्रदान करती है, ताकि ऑडिट के मौसम में बस पर लाभ कम होने से पहले ही विचलन स्पष्ट हो जाए। एनेन्ग मोटर आधारभूत मापदंड प्रदान करती है, ताकि लाभ कम होने से पहले ही विचलन स्पष्ट हो जाए।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: औद्योगिक पंखों के लिए PMSM शक्ति गुणांक को कितना बढ़ा सकता है?

उत्तर: एक सामान्य रीट्रोफिट में, जब सबसे बड़े पंखे बदले जाते हैं, तो बस का पावर फैक्टर एक बिलिंग साइकिल के भीतर लगभग ०.७८ से ०.९३ तक बढ़ जाता है। सटीक लाभ इस बात पर निर्भर करता है कि कितने इंडक्शन फैन शेष हैं और उनका लोड प्रोफाइल क्या है। परिवर्तन से पहले और बाद में मीटर का लॉगिंग करने से उस संयंत्र के लिए सही संख्या प्राप्त होती है, जो केवल वह आँकड़ा है जिसे उपयोगिता समीक्षा के दौरान स्वीकार करेगी।

प्रश्न: क्या औद्योगिक पंखों के लिए PMSM कैपेसिटर बैंक की जगह ले लेता है?

उत्तर: अक्सर यह कैपेसिटर के कार्यभार को कम कर देता है, और कुछ लाइनों में स्वचालित बैंक स्विचिंग बंद कर देता है क्योंकि बस बैंड के भीतर बनी रहती है। यह उन स्थानों पर स्थिर कॉम्पेंसेशन की आवश्यकता को नहीं हटाता है जहाँ बड़े लैगिंग लोड अभी भी मौजूद हैं। औद्योगिक पंखों के लिए PMSM को एक शक्ति-गुणवत्ता संपत्ति के रूप में देखें जो बैंक के भार को कम करती है, न कि साइट पर सभी सुधार उपकरणों के लिए एक गारंटीड प्रतिस्थापन के रूप में।

प्रश्न: क्या नए ड्राइव के साथ हार्मोनिक्स और अधिक खराब हो जाएँगे?

उत्तर: आईईईई 519 और आईईसी 61000 के अनुपालन में बना सामने का हिस्सा कुल हार्मोनिक विकृति को सीमा के भीतर रखता है, जो आमतौर पर पुराने वीएफडी से अधिक स्पष्ट होता है। ऑर्डर के समय उत्सर्जन डेटा शीट की पुष्टि करें। यदि बस संवेदनशील विश्लेषकों की सेवा करती है, तो सुरक्षित और अनुपालन बने रहने के लिए ड्राइव मैनुअल में नामित अनुशंसित लाइन रिएक्टर जोड़ें।

प्रश्न: क्या रिटर्न केवल ऊर्जा से ही होता है, या दंड से भी?

उत्तर: बचत दोनों ओर से आती है। कम वास्तविक हानियाँ किलोवाट-घंटा की लागत कम करती हैं, और हटाए गए शक्ति-गुणांक दंड से टैरिफ भी कम होता है। 0.78 पर काम करने वाले कारखाने के लिए अकेले दंड का हिस्सा बिल का लगभग 8 प्रतिशत हो सकता है, इसलिए औद्योगिक पंखों के लिए पीएमएसएम का वित्तपोषण केवल दक्षता पर आधारित दृष्टिकोण की तुलना में तेज़ी से वापस आता है।

प्रश्न: यदि चुंबकीय रोटर अत्यधिक गर्म हो जाता है, तो सबसे पहले क्या विफल होता है?

उत्तर: अनुमत श्रेणी से अधिक लगातार ऊष्मा के कारण बंधन कमज़ोर हो जाता है और चुंबकीय प्रवाह धीरे-धीरे कम हो जाता है, जिससे टॉर्क और शक्ति गुणांक घट जाते हैं। स्टेटर के तापमान पर नज़र रखें और शीतलन मार्ग को साफ़ रखें। मूल परीक्षण पत्रक के साथ प्रति वर्ष एक तापीय स्कैन करने से विचलन को जल्दी पहचाना जा सकता है, इससे पहले कि औद्योगिक पंखों के लिए PMSM संयंत्र में बस पर अपने मापे गए लाभ को खो दे।

प्रश्न: क्या मौजूदा पंखे का इम्पेलर पुनः उपयोग किया जा सकता है?

उत्तर: अधिकांश मामलों में हाँ, क्योंकि औद्योगिक पंखों के लिए PMSM एक ही फुट और शाफ्ट आकार पर लगाया जाता है। गति और टॉर्क की जाँच करें कि वे इम्पेलर वक्र के साथ मेल खाते हैं, फिर स्थापना के बाद पुनः संतुलित करें। नए सपाट दक्षता वक्र के अनुरूप इम्पेलर का सही आकार चुनने से वेंटिलेशन प्रणाली के लिए केवल मोटर प्रतिस्थापन से अधिक बचत संभव हो सकती है।