De ce datele reale privind condițiile de funcționare sunt decisive pentru evaluarea completă a costurilor între PMSM și motorul de inducție

O evaluare a costului PMSM față de cea a motorului cu inducție începe, de obicei, cu două oferte. Acest lucru este înțelegător, dar este rar suficient pentru a lua o decizie de investiție justificabilă. Un motor sincron cu magnet permanent poate avea un cost mai mare de achiziție și de integrare în sistemul de comandă, în timp ce un motor cu inducție poate părea mai ieftin de cumpărat și mai ușor de înlocuit. Rezultatul economic se modifică atunci când motorul funcționează la sarcini variabile, pornește și oprește frecvent, rulează în condiții calde sau prăfuite sau provoacă pierderi de producție în perioadele în care nu este disponibil.

Din punct de vedere al achizițiilor, întrebarea corectă nu este «Care motor costă mai puțin?», ci «Care variantă costă mai puțin pentru acest ciclu de funcționare, această instalație și acest model de service?». Această distincție face ca datele măsurate privind condițiile de funcționare să fie decisive.

De ce o comparație a puterii nominale nu poate rezolva problema costului între motoarele cu magnet permanent sincrone (PMSM) și motoarele de inducție

Puterea nominală, viteza nominală și randamentul nominal descriu un punct de funcționare definit. Ele nu arată cum se comportă o pompă, un ventilator, un compresor, o bandă transportoare sau un amestecător pe parcursul unei schimbări reale. Multe procese funcționează un timp considerabil sub sarcina nominală, au cerințe variabile de cuplu sau includ perioade de staționare care nu apar într-o comparație din ofertă.

Ghidul privind încărcarea motoarelor al Departamentului American al Energiei explică faptul că sarcina parțială poate fi estimată pe baza măsurătorilor de putere de intrare, curent sau viteză. Se menționează, de asemenea, că randamentul motorului poate scădea semnificativ la sarcini mici, deși curba exactă depinde de motorul individual. De aceea, costul între motoarele PMSM și motoarele de inducție nu poate fi stabilit prin simpla scădere a două valori de randament din cataloage. Comparația utilă este un model energetic anual ponderat, construit pe baza intervalelor măsurate de sarcină.

Este adevărat că un motor cu magnet permanent sincron (PMSM) poate oferi un avantaj semnificativ în ceea ce privește eficiența în unele aplicații cu sarcină variabilă. Totuși, acest lucru nu îl face automat câștigătorul. Dacă un motor funcționează aproape de sarcina nominală stabilă, pentru un număr limitat de ore, are deja o configurație existentă compatibilă cu un convertizor de frecvență pentru motoare asincrone și timpul de nefuncționare este ieftin, investiția inițială mai mare s-ar putea să nu se amortizeze în intervalul de timp impus de cumpărător.

Colectați datele de funcționare înainte de stabilirea prețului pentru înlocuire

Pentru un model credibil PMSM vs Costul motorului de inducție colectați datele din sistemul condus existent, nu vă bazați doar pe o estimare a unui singur operator. O perioadă de înregistrare de una până la patru săptămâni este adesea mai utilă decât o înregistrare idealizată de pe plăcuța indicatoare, deoarece surprinde variațiile din producție.

• Intrare electrică: înregistrați tensiunea trifazică, curentul, puterea activă în kW, factorul de putere și armonicile, acolo unde este instalat un convertizor de frecvență.
• Regim mecanic: înregistrați turația arborelui, un indicator al cuplului, debitul, presiunea, debitul volumetric sau o altă variabilă de proces care reflectă modificările sarcinii.
• Durata pentru fiecare regim: intervale separate pentru producție, recirculare, standby, pornire și cerere maximă.
• Mediu: notați temperatura ambientală, altitudinea, praful, umiditatea, ventilarea carcasei și restricțiile de răcire.
• Istoricul fiabilității: documentați evenimentele de reparații, problemele legate de rulmenți sau izolație, disponibilitatea motoarelor de rezervă, durata muncii necesare și consecințele asupra producției.
• Arhitectura de comandă: identificați VFD-ul instalat, modul de comandă, lungimea cablului, filtrele, necesitatea unui by-pass și orice lucrări suplimentare de compatibilitate necesare.

IEC 60034-2-1 stabilește metodele pentru determinarea pierderilor și a randamentului pe baza testelor. În termeni de achiziții, cereți furnizorilor să specifice baza testelor și punctele de funcționare care stau la baza datelor privind randamentul. Dovezile comparabile sunt mai importante decât un număr global preluat din condiții diferite de încărcare sau comandă.

Construiți modelul de ciclu de viață pe baza intervalului măsurat

O soluție practică PMSM vs Costul motorului de inducție calculul are cinci blocuri de costuri. Blocul inițial include motorul, variatorul de frecvență (VFD) sau sistemele de comandă, cuplajele sau modificările de montare, punerea în funcțiune și orice întrerupere a producției necesară pentru instalare. Blocul energetic folosește fiecare interval măsurat de funcționare, orele corespunzătoare, tariful de energie electrică și randamentul aplicabil pentru fiecare pachet motor-variator. Blocul întreținerii include lucrările planificate, probabil și cele corective, piesele de schimb și accesul pentru servicii. Blocul de risc estimează expunerea la costuri cauzată de o oprire neplanificată. În final, includeți ipotezele privind eliminarea sau valoarea reziduală, dacă organizația utilizează un model complet al ciclului de viață al activelor.

Pentru fiecare interval, calculați energia de intrare din puterea necesară la arbore împărțită la eficiența motorului și a variatorului corespunzătoare, apoi înmulțiți cu numărul de ore ale intervalului și cu tariful. Adunați rezultatele pentru intervale, în loc să aplicați o singură valoare anuală de eficiență. Această abordare evidențiază dacă avantajul propus al unui motor PMSM apare în timpul multor ore care contează cu adevărat sau doar în apropierea unui punct de sarcină pe care procesul îl atinge foarte rar.

Un tabel util de sensibilitate ar trebui să varieze numărul anual de ore de funcționare, prețul energiei, procentul de timp petrecut sub jumătate din sarcină, costul de instalare și costul așteptat al întreruperilor. Dacă concluzia se schimbă după o mică modificare a unei singure ipoteze, proiectul necesită date de teren mai bune înainte de aprobare. Acest lucru nu reprezintă un eșec al modelului; este, de fapt, modelul care identifică sarcina sa cea mai valoroasă de măsurare.

Unde decizia de modernizare poate genera sau pierde bani

Un proiect de retrofitare de la un motor cu inducție la un motor PMSM nu este doar o achiziție de motor. Potențialele probleme mecanice necesită verificarea dimensiunii carcasei, a dimensiunilor arborelui, a flanșei, a alinierii cuplajului, a rigidității plăcii de bază și a spațiului liber pentru gardă. Potențialele probleme electrice pot necesita un algoritm de comandă VFD compatibil cu motoarele PMSM, configurarea parametrilor, cabluri și filtre adecvate, precum și verificarea setărilor de protecție. Acestea reprezintă costuri reale ale proiectului, nu elemente incidentale.

În același timp, este o greșeală să considerăm înlocuirea unui motor cu inducție ca fiind fără costuri doar pentru că motorul în sine este familiar. Refacerile repetate, supra-dimensionarea, funcționarea deficitară la sarcini parțiale, defectele cauzate de căldură sau reglarea ineficientă pot genera costuri recurente. Decizia trebuie să compare ambele soluții în starea lor reală de funcționare, după instalare.

Pentru o decizie privind costul între un motor sincron cu magnet permanent (PMSM) și un motor de inducție într-o aplicație îndepărtată sau de greu acces, timpul de nefuncționare și accesul pentru întreținere pot avea o importanță mai mare decât calculul energetic. Într-o uzință care deține o piesă de rezervă în stoc și are un interval scurt pentru reparații, aceste costuri pot fi modeste. Într-un proces cu un program limitat de oprire, ele pot deveni predominante. Niciunul dintre aceste rezultate nu este universal valabil; condițiile reale de funcționare determină ponderarea.

O matrice de decizie pe care achizițiile și ingineria o pot utiliza împreună

Când motorul sincron cu magneți permanenți (PMSM) sau cel de inducție reprezintă alegerea economică rațională.

Un motor PMSM merită adesea evaluat atent atunci când înregistrările măsurate evidențiază multe intervale cu sarcină variabilă și durată mare, controlul poate fi integrat corespunzător, iar beneficiul modelat privind energie sau fiabilitate depășește suplimentul de cost la instalare, cu o marjă de sensibilitate rezonabilă. Un motor de inducție poate rămâne alegerea rațională atunci când regimul de funcționare este scăzut, fix și previzibil; capitalul este limitat; modificările de compatibilitate sunt disproportionat mari; sau datele din teren nu susțin recuperarea suplimentului de cost.

Concluzia cea mai fiabilă privind costul între motorul sincron cu magnet permanent (PMSM) și motorul de inducție este, așadar, condiționată, nu promițătoare. Începeți cu puterea reală exprimată în kW, profilul de sarcină, numărul de ore de funcționare, mediul înconjurător, cerințele de comandă și expunerea la întreținere. Apoi comparați cele două sisteme complete motor–convertizor în acele condiții specifice. Abordarea Enneng de consultanță aplicativă poate ajuta cumpărătorii să organizeze datele de funcționare și să evalueze specificațiile motoarelor în raport cu profilurile reale de sarcină, nu doar pe baza unei clasificări generice.

Dacă evaluați motoare permanente comerciale cu magnet pentru vânzare și aveți nevoie de o soluție de antrenare proiectată care să garanteze eficiența și durabilitatea, ENNENG este partenerul dvs. de încredere. Contactați ENNENG astăzi .Discutați cu echipa noastră tehnică de ingineri pentru a primi o propunere de antrenare personalizată.

• WhatsApp:+86 18562780228
• E-mail: [email protected]
• Telefon:  +86 532 66000559