Prečo sú údaje zo skutočných prevádzkových podmienok rozhodujúce pre komplexné porovnanie nákladov na PMSM a indukčný motor

Hodnotenie nákladov PMSM oproti indukčnému motoru zvyčajne začína dvoma ponukami. To je pochopiteľné, ale zriedka postačuje na odôvodnené kapitálové rozhodnutie. Trvalý magnet synchronný motor môže mať vyššie počiatočné náklady a náklady na integráciu do pohonnej sústavy, zatiaľ čo indukčný motor sa môže zdať lacnejší na zakúpenie a jednoduchší na výmenu. Ekonomický výsledok sa mení, keď motor pracuje pri premennom zaťažení, často sa spúšťa a zastavuje, prevádzkuje sa v horúcom alebo prašnom prostredí alebo spôsobuje straty výroby v prípade nedostupnosti.

Z hľadiska obstarávania nie je správnou otázkou „Ktorý motor stojí menej?“, ale „Ktorá možnosť stojí menej pre tento režim prevádzky, inštaláciu a model údržby?“ Toto rozlíšenie robí presné údaje o prevádzkových podmienkach rozhodujúcimi.

Prečo porovnanie výkonových štítkov nemôže rozhodnúť o nákladoch medzi motorom s permanentnými magnetmi (PMSM) a indukčným motorom

Výkon na výkonovom štítku, menovitá rýchlosť a menovitá účinnosť opisujú definovaný prevádzkový bod. Neukazujú však, ako sa čerpadlo, ventilátor, kompresor, dopravník alebo miešačka správajú počas skutočnej prevádzky. Mnoho procesov strávi značnú dobu pod menovitým zaťažením, má premennú požiadavku na krútiaci moment alebo obsahuje prestoje, ktoré sa v porovnaní ponúk nezobrazia.

Sprievodca pre motory a zaťaženie od amerického Ministerstva energetiky vysvetľuje, že čiastočné zaťaženie možno odhadnúť na základe meraní vstupného výkonu, prúdu alebo otáčok. Upozorňuje tiež, že účinnosť motora môže pri nízkom zaťažení výrazne klesnúť, hoci presný priebeh závisí od konkrétneho motora. Preto sa náklady medzi motorom s permanentnými magnetmi (PMSM) a indukčným motorom nedajú vyriešiť jednoduchým odčítaním dvoch údajov o účinnosti z katalógu. Užitočné porovnanie predstavuje vážený ročný model spotreby energie založený na nameralých intervaloch zaťaženia.

Je pravda, že PMSM môže ponúknuť výhodnú účinnosť v niektorých aplikáciách s premennou záťažou. To však neznamená, že je automaticky najlepšou voľbou. Ak sa motor prevádzkuje blízko stabilnej menovitej záťaže po obmedzený počet hodín, ak už existuje kompatibilné usporiadanie pohonnej sústavy s indukčným motorom a ak je výpadok lacný, vyššie počiatočné náklady sa nemusia vrátiť v časovom rámci požadovanom kupujúcim.

Zozbierajte prevádzkové údaje pred stanovením ceny náhrady

Pre dôveryhodný PMSM oproti indukčnému motoru – náklady model zozbierajte údaje z existujúceho poháňaného systému namiesto spoľahlivosti na odhad jediného operátora. Záznam po dobu jedného až štyroch týždňov je často užitočnejší ako idealizovaný údaj z typového štítku, pretože zachytáva kolísanie výroby.

• Elektrický vstup: zaznamenajte trojfázové napätie, prúd, skutočný výkon v kW, účiník a harmonické zložky v prípade inštalácie meniča.
• Mechanická záťaž: zaznamenajte otáčky hriadeľa, odhad krútiaceho momentu, prietok, tlak, výkon alebo inú technologickú premennú, ktorá ukazuje zmeny záťaže.
• Čas pre každý režim: samostatné obdobia výroby, recirkulácie, pohotovosti, štartu a špičkového zaťaženia.
• Prostredie: uveďte okolitú teplotu, nadmorskú výšku, prítomnosť prachu, vlhkosť, vetranie krytu a obmedzenia chladenia.
• História spoľahlivosti: zdokumentujte udalosti opráv, problémy s ložiskami alebo izoláciou, dostupnosť náhradných motorov, čas potrebný na prácu a dôsledky pre výrobu.
• Architektúra riadenia: identifikujte inštalovaný frekvenčný menič (VFD), riadiaci režim, dĺžku kábla, filtre, potrebu obchádzky a akékoľvek požadované kompatibilitné úpravy.

IEC 60034-2-1 stanovuje metódy na určenie straty a účinnosti z testov. Pri zakúpení požiadajte dodávateľov, aby uviedli základ testovania a prevádzkové body, na ktorých sú založené údaje o účinnosti. Dôležitejšie je porovnateľné doloženie ako jediné číslo v hlavičke, ktoré pochádza z odlišného zaťaženia alebo riadiacich podmienok.

Zostavte model životného cyklu na základe nameraných intervalov

Praktické PMSM oproti indukčnému motoru – náklady výpočet pozostáva z piatich nákladových blokov. Počiatočný blok zahŕňa motor, frekvenčný menič (VFD) alebo riadiace zariadenia, spojku alebo úpravy montáže, uvádzanie do prevádzky a akékoľvek výpadky výroby potrebné na inštaláciu. Energetický blok využíva každý nameralý prevádzkový interval, jeho trvanie v hodinách, tarifu elektrickej energie a príslušnú účinnosť pre každý motor-pohonný balík. Blok údržby zahŕňa plánované práce, pravdepodobné opravné práce, náhradné diely a prístup na servis. Blok rizík odhaduje nákladové vystavenie neplánovanému zastaveniu. Nakoniec, ak organizácia používa komplexný model životného cyklu aktív, zahrňte predpoklady týkajúce sa likvidácie alebo zvyškovej hodnoty.

Pre každý interval vypočítajte vstupnú energiu z požadovanej výstupnej energie hriadeľa vydelenej príslušnou účinnosťou motora a meniča, potom vynásobte výsledok dĺžkou intervalu v hodinách a tarifom. Intervaly sčítajte namiesto použitia jedného ročného čísla účinnosti. Tento prístup odhaľuje, či sa navrhovaná výhoda PMSM prejavuje počas mnohých hodín, ktoré skutočne záležia, alebo iba pri zaťažení, ktoré proces dosahuje len zriedka.

Užitočná tabuľka citlivosti by mala variovať ročný počet prevádzkových hodín, cenu energie, percentuálny podiel času so zaťažením pod polovicou nominálneho, inštalačnú cenu a očakávané náklady na výpadky. Ak sa záver zmení po malej úprave jedného predpokladu, projekt potrebuje presnejšie údaje z prevádzky pred schválením. To nie je zlyhanie modelu; ide o to, že model identifikuje najcennejšiu úlohu merania.

Tam, kde sa rozhodnutie o modernizácii môže vyústiť buď do zisku, alebo do strát

Projekt retrofitu indukčného motora na PMSM nie je len nákup motora. Mechanická zhoda môže vyžadovať kontrolu veľkosti rámca, rozmerov hriadeľa, príruby, zarovnania spojky, tuhosti základnej dosky a voľného priestoru ochranného krytu. Elektrická zhoda môže vyžadovať riadiaci algoritmus frekvenčného meniča schopného ovládať PMSM, nastavenie parametrov pri uvádzaní do prevádzky, vhodné káble a filtre, ako aj overenie nastavení ochranných zariadení. Ide o skutočné náklady projektu, nie o vedľajšie položky.

Súčasne je chybou považovať náhradu indukčného motora za bezplatnú len preto, lebo samotný motor je známy. Opakované prepínania, nadmerné zväčšenie výkonu, neefektívna prevádzka pri čiastkovom zaťažení, poruchy spôsobené teplom alebo neefektívne obmedzovanie výkonu môžu spôsobiť opakujúce sa náklady. Rozhodnutie by malo porovnať obe možnosti v ich inštalovanej prevádzkovej forme.

Pri rozhodovaní o nákladoch medzi synchronným motorom s permanentnými magnetmi (PMSM) a indukčným motorom v prípade vzdialených alebo ťažko prístupných aplikácií môžu byť náklady spojené s výpadkami a údržbou dôležitejšie ako výpočet energetickej spotreby. V závode, kde je k dispozícii náhradný motor a krátky časový rámec na opravu, tieto náklady môžu byť skromné. V procese s obmedzeným časovým oknom na vypnutie sa však môžu stať rozhodujúcimi. Žiadny z týchto výsledkov nie je univerzálny; skutočné prevádzkové podmienky určujú váhu jednotlivých faktorov.

Matica rozhodovania, ktorú môžu spoločne používať oddelenia nákupu a inžinierstva

Keď je PMSM alebo indukčný motor ekonomicky odôvodnenou voľbou.

PMSM sa často vyplatí podrobne posúdiť, ak merané záznamy ukazujú množstvo intervalov s vysokou hodinovou záťažou a premennou záťažou, ak sa riadiace systémy dajú správne integrovať a ak vypočítaná úspora energie alebo zvýšenie spoľahlivosti prekračuje vyššie inštalačné náklady s rozumnou rezervou citlivosti. Indukčný motor môže zostať ekonomicky odôvodnenou voľbou, ak je prevádzka nízka, pevná a predvídateľná; ak sú kapitálové prostriedky obmedzené; ak sú zmeny kompatibility nepomerne nákladné; alebo ak polní údaje nepodporujú návratný príplatok.

Najspoľahlivejší záver o nákladoch na PMSM v porovnaní s indukčným motorom je preto podmienený, nie reklamný. Začnite skutočným výkonom v kW, profilom zaťaženia, počtom hodín prevádzky, prostredím, požiadavkami na riadenie a vystavením údržbe. Potom porovnajte obe kompletné systémy motor–menič za týchto podmienok. Prístup Enneng k aplikácii a konzultáciám môže pomôcť kupujúcim usporiadať prevádzkové údaje a posúdiť špecifikácie motorov vo vzťahu k reálnym profilom zaťaženia, nie len k všeobecnému hodnoteniu.

Ak hodnotíte komerčné trvalé magnetické motory na predaj a potrebujete technicky navrhnuté pohonné riešenie, ktoré zaručuje účinnosť a dlhú životnosť, ENNENG je váš dôveryhodný partner. Kontaktujte ENNENG už dnes .Porozprávajte sa s naším technickým inžinierskym tímom, aby ste dostali prispôsobený návrh pohonnej sústavy.

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