how-air-compressor-pmsm-lowers-power-consumption-of-industrial-compressedair-supply-systems, how-air-compressor-pmsm-lowers-power-consumption-of-industrial-compressedair-supply-systems, /blog
EN
2026/09/30
הaller לייצור פרפורמים ל־PET פעל עם שני קומפרסורים בעלי מהירות קבועה שתוכננו להספק המרבי בעונה הקיצית, ולכן בתקופת החורף קיבלה קו הייצור את האויר מהמכונות שלא נטענו מעולם יותר מחצי מהעומס המרבי. מהנדס האתר ערך גרף של לחץ המאגר שעה שעה ומצא שהשסתום ההפרשה נפתח כמעט כל לילה, והשליך לאויר שאיננו בשימוש על ידי מכונת הזריקה. בית הצבעה הראה דפוס זהה: יחידה אחת גדולה מדי נישאה עומס משתנה, בעוד ששאר החלל נשאר ללא פעילות. סקירת קומפרסור האויר מסוג PMSM בשני האתרים החלה עם עקומת העומס, משום שהבזבוז נסתר בלוגיקת הבקרה ולא במכונה בודדת. הצוות רשם את זרימת המטרים מעוקבים בכל משמרת, ואז אפשר לקומפרסור אויר בעל מהירות משתנה מסוג PMSM לנהל את המערכת, בעוד שהיחידה הישנה יותר תומכת בו. צריכת החשמל שנמדדה ירדה כבר בשבוע הראשון, לאחר שшסתום ההפרשה חדל לפתוח בזמנים שקטים.

הטעות הנפוצה היא התקנת מנוע יעיל תוך כדי השארת בקרת המהירות הישנה, ולכן המפעל עדיין משלם על אוויר שלא נצרך כלל בתהליך. מדחס באוויר במהירות קבועה ממשיכה למשוך זרם מגנוט וזרם חיכוך גם כאשר הפליטה נמוכה, והמד מתמיד בספירת הקילוואט-שעות בעוד שהפליטה המועילה נשארת מזערית. ENNENG מגשר מדחס אויר עם מנוע סינכרוני בעל מגנטים קבועים (PMSM) ובקרת תדר משתנה, כך שמהירות הרוטור עוקבת אחר הדרישה במקום להתנגד לה. זרם ללא עומס נעלם כמעט לחלוטין כשמהירות המנוע עוקבת אחר העומס, ונותר רק חיכוך קטן שמקלחת המנוע אינה יכולה למנוע. אתר שממשיך להשתמש במערכת מדחסי אויר במהירות קבועה נושא בחשבון חשבונות חשמל שאינם יורדים עם ירידת הביקוש, וגם יש לו שסתום ביטחון שמתבלה בזמן שהוא פולט אויר ששלמו עליו. מדחס האויר PMSM מסיר את העלות הקבועה הזו על ידי קישור מהירות המנוע לדרישת התהליך, ומאפשר למדחס שני להישאר מושהה עד שתחום הדרישה ידרוש אותו.

אוויר דחוס נחשב לאחד מהשירותים היקרים ביותר במפעל, ורוב העלות נובעת מפעולת עומס חלקי ופעולת ללא עומס יותר מאשר מנקודת היעוד. קומפרסור אוויר PMSM מגיע לשיעור זרימה נדרש במהירות רוטור מופחתת, כך שחוק האפיניות מבצע את העבודה שהוָלְוֶה שיכרור בזבז בעבר. מנועי קומפרסור של ENNENG עם מגנט קבוע שומרים על יעילות גבוהה בטווח מהירויות רחב בגלל שאובדן הרוטור נשאר נמוך כאשר השדה נמצא על המגנט. במקרה של PET, העברה של המכונה המובילה לשליטה במהירות גרמה לצריכה לרדת מ-85 אחוז מהצריכה הנקובה ל-40 אחוז בדרישה של 60 אחוז, ללא וָלְוֶה שיכרור בנתיב. קומפרסור האוויר PMSM מרוויח את הדירוג שלו דרך התנהגות בפעולה חלקית, לא רק בנקודת היעוד, והעומס על העזרים מופחת מכיוון שמניפת הקירור ומשאבת השמן עוקבות אחר המהירות.
האתרים שצמצמו את הצריכה ביותר השתמשו במנוע דחיסה אוויר עם מנגנון מהירות משתנה כמנוע המוביל, בעוד שהמנוע המשני פועל רק במהירות קבועה. מנוע הדחיסה האווירית מסוג PMSM הוא המניע המוביל; המנוע המשני נכנס לפעולה רק כאשר הביקוש חורג מעל סף מסוים ועוצר מייד עם שחזרת הדרישה לרמה נורמלית. לוגיקה זו מבטלת את הצורך בשסתום הפתיחה, ולכן אין צורך לשלוט בפליטת חום, ואין נזק לישיבה – מה שמפחית משימה שבועית שקודם לכן התבצעה באופן קבוע.
הגביה של שסתום כדי לצמצם את הזרימה מבזבזת אנרגיה שכבר הושקעה כדי להגיע ללחץ הרצוי. מנוע דחיסה אוויר מסוג PMSM משנה את מהירות הסיבוב שלו במקום זאת, ומספק את הזרימה הנדרשת בתהליך בכוח הנמוך ביותר האפשרי. הלחץ במיכל השימור נשאר יציב יותר, המנוע פועל קריר יותר, והמנוע המניע מעביר את הטרנד הדרוש למְהַנְדֵס. זהו ההבדל בין מאבק בטעינה לבין עקיבה אחריה – דבר הניתן לראות בבירור על מד החשמל בכל משמרת.
מחבר אוויר עם בקרת מהירות מסוג PMSM מפזר פחות חום לחדר, ומאפשר לנצל את נוזל הקירור החם להתחממות חלל או תהליכים דרך מחלף פשוט. אובדן נמוך יותר בתנאי עומס חלקי פירושו שפחות אנרגיה הולכת לאיבוד כחום, מה שמקל על מערכת ה-VAC במבנה קטן המארח את המחברים ומצריך פחות חשמל עבור צורכי חימום – כך ניתן לפצות על חשבון חשמל נוסף. החיסכון מתבטא פעמיים: פעם אחת על מד החשמל ופעם נוספת על חשבון החימום.
הצהרות על יעילות דורשות הפניות למקורות שמביאים אמון لدى הבודק. תקן ISO 11011 מגדיר את הערכת האנרגיה באוויר דחוס, כך שמדידת החיסכון מתבצעת באותו אופן בכל אתר. תקן ISO 50001 דורש שהרווח יתמך בנתונים רשומים, אשר נרשמים על ידי רושם זרימה ועוצמה. תקן IEC 60034-30-1 מגדיר את מחלקות היעילות IE, ולכן מנוע הסינכרון עם מגנטים קבועים (PMSM) של המניע לאוויר דחוס מציג את דרגת היעילות על הלוחית השם. תקן IEC 61800-9-2 כולל את המניע בתכנון אקולוגי, ולכן אובדן הממיר מופיע באותה גיליון נתונים כמו דרגת היעילות של המנוע. תקנות OSHA 29 CFR 1910.242 חלים על השימוש הבטוח באוויר דחוס, מה שחשוב במיוחד כאשר מסלול ההשתחררות משתנה. לאחר ביקורת על פי התקנים הללו, הצעת הפרויקט עומדת במבחן הכספים, משום שכל נתון ניתן לעקוב אחריו לשיטה מדעית – ולא לסלוגן.

התחלו מפרופיל הביקוש לאוויר – ולא משיא התוויות, משום שרוב המפעלים פועלים מתחת לרמה המתוכננת במשך רוב שעות הפעילות. מנוע סינכרון עם מגנטים קבועים (PMSM) של מניע לאוויר דחוס שגודלו בהתאם לפרופיל זה מונע תשלום על מהירות שלא תשמש מעולם. ENNENG מתאים את מספר הקטבים ואת הפעולה לקurve זרימה שעתית, וצריך לבדוק את הכניסה מול תרשים המניע לפני הבנייה. החיבור עדיין דורש ציר אמתי ופני חיבור נקיים, אך אין צורך לכוון גלגל שיניים נפרד קודם לכן. במהלך ארבעת השבועות הראשונים, רשמו את טמפרטורת השעונים מדי שבוע, משום שמכונה מחוברת ישירות מציגה תקלה כחום מוקדם יותר מאשר מסלול עקיף שיכסה אותה. אחזרו את רשומת הזרימה עם קובץ התיקון ותכננו בדיקת ברגים מיוחדים של היסודות לאחר סיום תקופת ההרצה של 200 שעות.
למנוע הזרימה הקבועה (PMSM) של המניעת אוויר דרוש פחות מתכת דקה מאשר לصمام שהוא מחליף, אך יש להתייחס בקפידה למנוע והחיישן לזרימה. רשמו את בדיקת החיישן בכרטיס הלוח שנה שENNENG מצרفة בתוך האריזה, ולאחר מכן עקובו אחר קו המהירות כדי לזהות סטייה איטית לפני שתגרום לאובדן אוויר. מפעילים שמנהלים את המכונה כנכס מנהלי בדרך כלל מבטלים את רשימת הבדיקות לפליטת האוויר, מאחר שרק הסיבוביות והמנוע נותרו ברשימת התיקון. תהליך ההפעלה הראשונית נמשך פחות משכבה אחת, ותהליך הדגירה מחדש לאחר 200 שעות, יחד עם מדידת רעידות לפי תקן ISO 10816, מקבעים את המערכת בתבנית קבועה שצו הצוות המקומי שומר עליה.
מנוע הזרימה הקבועה (PMSM) של המניעת אוויר מקטין גם את עומס העזר, מאחר שמאוורר הקירור וממיסת השמן עוקבים אחר פרופיל המהירות.
לפיכך, מנוע הזרימה הקבועה (PMSM) של המניעת אוויר זוכה לדרוגו בזכות התנהגותו בעומסים חלקיים, ולא בנקודת הספק המרבית שרשומה על הלוחית.
ENNENG קובעת את גודל כל מנוע הזרימה הקבועה (PMSM) של המניעת אוויר בהתאם לפרופיל האוויר המורשם, עוד לפני הזמנת כל ציוד.
פתחו את הדיון על מנוע הסינכרון עם מגנטים קבועים (PMSM) למדחסי אוויר בעזרת פרופיל דרישה לאוויר, ולא באמצעות מספר דגם: שלחו לצוות ההנדסה את דרישת הזרימה השיעורית ואת לחץ המיכל. חברת ENNENG עונה בהצעה שמבוססת על מנוע עם מגנטים קבועים המותקן על הציר ומנוע מהירות משתנה, תוך הפקת שסתום הפליטה מהסידור.
א: מכונה אחת גדולה מדי תבצע מחזורים קצרים מדי ותפיח אוויר בזמן דרישה נמוכה, בעוד שמערכת מסודרת בדרגות מאפשרת למדחס אוויר עם מנוע סינכרון עם מגנטים קבועים (PMSM) שמתוכנת במהירות לנהל את המערכת, והמדחסים הנוספים יישארו בסטטוס ממתין. יחידת הנהג פועלת קרוב לתחום היעילות האופטימלי שלה במקום לפעול בחלק מהעומס, והשסתום להשתחררות נשאר סגור. מפעלים שמערבים תחילה את עקומת העומס משיגים החזר על ההשקעה בשעות השקטות, ולא בשעות השיא העמוסות, משום ששם היה הפסד האוויר הגדול ביותר בתכנון הישן.
א: לרוב כן, אם המניע מטפל בשליטה במגנטים קבועים וגודל המסגרת תואם את המכונה בשימוש. איננג מספקת קובץ התאמה כך שהאתר יטען את הפרמטרים הנכונים לפני ההפעלה, והרכיב הנוסף היחיד הוא חיישן זרימה להחזרת מידע. יש לקבוע את מחלקת המניע בשלב הצעת המחיר, מאחר שפאנל פתוח-לולאה מיושן עלול לדרוש החלפה כדי להשיג את הרווח בחלק מהעומס שניסוח המחקר הבטיח.
א: למפעלים שכולים כבר תשלום עבור חלל או חום תהליך, מחלף פשוט על לולאת נוזל הקירור מחזיר חיסכון נוסף מעבר לחיסכון בהספק. אובדן נמוך יותר בחלק מהעומס פירושו פחות אנרגיה מבוזבזת הפכה לחום בבית המניעים, מה שמעליב גם את עומס הקירור. זמן השיבה תלוי בתעריף החימום, ולכן אתרים שמשלמים סכומים גבוהים לחימום בחורף יראו את זמן השיבה הקצר ביותר להוספת הלולאה.