EN
Keď závod nahradí motor, objednávka sa zvyčajne začína porovnaním jednotkových cien. To je pochopiteľné, avšak neúplné. Užitočné porovnanie nákladov PMSM vs. indukčný motor sa pýta, čo bude stáť prevádzka pohonnej jednotky počas jej skutočného prevádzkového cyklu: elektrická energia, riadiace systémy, inštalačné práce, plánovaná údržba, vplyv na výrobu a práce potrebné na prispôsobenie nového motora existujúcemu stroju.
Z hľadiska obstarávania ani jedna technológia nie je v každej situácii výhodnejšia. Indukčný motor môže byť rozumnou voľbou pre zariadenie s nízkou prevádzkovou záťažou a pevnou rýchlosťou, pri ktorom je dôležitá nízka počiatočná cena. Trvalý magnet synchronný motor (PMSM) môže ospravedlniť vyššiu počiatočnú cenu v prípadoch, keď je prevádzkový čas vysoký, záťaž sa mení, elektrická energia je drahá alebo keď proces profituje z regulácie rýchlosti. Rozdiel sa stáva jasnejší, ak sa údaje usporiadajú do celkovej nákladovej bilancie (TCO).
Začnite porovnanie nákladov PMSM vs. indukčný motor s prevádzkovým profilom
Pred zberom ponúk zdokumentujte, čo aktuálny motor skutočne robí. Zaznamenajte menovitý výkon, meranú alebo odhadnutú záťaž, ročný počet prevádzkových hodín, profil rýchlosti, počet štartov a zastávok, tarifu za elektrinu, okolité podmienky a mieru nepohodlia, ktoré by spôsobila neplánovaná výpadková doba. Porovnanie iba na základe údajov z typového štítku často vynechá najdôležitejší fakt: mnoho čerpadiel, ventilátorov, kompresorov a dopravníkov pracuje po väčšinu roka mimo menovitej záťaže.
Úrad pre energetiku Spojených štátov považuje pohonné systémy za príležitosť na správu energie, čo je užitočné pripomenutie, že motor je súčasťou systému a nie izolovanou súčiastkou. Pri rozhodovaní o nákladoch medzi PMSM a indukčným motorom používajte, ak je to možné, merané hodnoty v kW. Ak merania nie sú k dispozícii, jasne uveďte predpoklady a overte výsledok pomocou prípadov s vysokou a nízkou záťažou namiesto toho, aby ste uvádzali jedinú hodnotu úspor ako istú.
Vytvorte model celkových nákladov (TCO) v piatich kategóriách nákladov
- Získanie: cena motora, prepravné, náhradné diely, dane a akákoľvek cenová kolísavosť spojená s magnetickými materiálmi.
- Pohonný systém a riadenie: PMSM zvyčajne vyžaduje pohonný zariadenie s vhodnou schopnosťou riadenia PMSM. Zahrňte premenný frekvenčný menič (VFD), programovanie, nastavenia ochrany, zmeny rozvádzača a akékoľvek požiadavky systému na potlačenie harmonických zložiek alebo chladenie.
- Mechanická integrácia: zahrňte veľkosť rámca, hriadeľ, prírubu, základňu, spojku, kryty, zarovnanie, vedenie káblov a výrobu adaptéra. Tieto položky predstavujú zásadné náklady pri projekte náhrady indukčného motora za PMSM.
- Energia: ročná cena energie sa rovná nameranej alebo odhadovanej vstupnej spotrebe v kW vynásobenej počtom ročných hodín a príslušnou cenou elektriny. Porovnajte obe technológie pri rovnakých prevádzkových bodoch, nie len pri identickom bode menovitého zaťaženia.
- Spoľahlivosť a výpadky: zahrňte prácu pri plánovanom servise, prístroje na prístup, dostupnosť náhradných dielov, straty výkonu, dobu opätovného štartu a dôsledky zlyhania pohonnej jednotky alebo motora.
Tento zoznam mení tón PMSM oproti indukčnému motoru – náklady prehliadky. Lacnejší motor nie je nutne aktívom s nižšími celkovými nákladmi, zatiaľ čo premium motor nie je automaticky ekonomicky výhodný, ak spôsobuje náklady na integráciu, ktoré prevádzkový režim nedokáže kompenzovať.
Používajte cenu energie opatrne, najmä pri čiastkovom zaťažení
PMSM sa často hodnotia, pretože môžu byť účinné v širokej rýchlostnej škále, ak sú spárované s vhodným frekvenčným meničom (VFD). To môže mať veľký význam pre zariadenia s premennou záťažou, avšak takéto tvrdenie vyžaduje dôkazy z praxe. Požiadajte o krivky účinnosti alebo skúšobné údaje pri rýchlostiach a momentoch krútiaceho momentu, ktoré sú charakteristické pre daný technologický proces. Potom porovnajte celkový vstupný výkon, vrátane meniča, ak je to relevantné.
Pre prehľadný výpočet nákladov na PMSM oproti indukčnému motoru uveďte vzorec: ročné náklady na energiu = vstupný výkon (kW) × počet prevádzkových hodín × cena elektrickej energie. Vypočítajte aspoň tri scenáre: očakávaný prevádzkový režim, režim s nízkym využitím a režim s vysokým počtom prevádzkových hodín. Výsledok pomôže finančnému a technickému oddeleniu posúdiť, či malý rozdiel v účinnosti má dostatok prevádzkového času na to, aby bol významný.
Trieda účinnosti tiež vyžaduje kontext. Norma IEC 60034-30-1 poskytuje rámec pre triedy účinnosti pre rôzne technológie motorov; však stále je potrebné overiť miestne predpisy a rozsah platnosti pre daný motor. Nepredpokladajte zhodu len na základe názvu technológie. Požiadajte o presné hodnotenie, základ testovania a dokumentáciu pre konkrétny motor.
Cenovú ponuku pripravte pre celý retrofit, nie len pre motor
Program náhrady indukčného motora za PMSM môže byť atraktívny, avšak mal by začať s prevádzkovým prieskumom. Overte montážne rozmery, kompatibilitu hriadeľa a spojky, záťažovú zotrvačnosť, potrebu enkodéra, požiadavky na kryt a chladenie, stav káblov a kompatibilitu s riadením VFD. PMSM môže vyžadovať menič s vhodným riadiacim algoritmom; existujúci menič VFD nesmie byť bez overenia považovaný za vhodný.
Rovnako rozhodnite aj o čase, kedy je možné prácu vykonať. Ak sa inštalácia uskutoční počas plánovaného výpadku, náklady na prácu a straty v dôsledku výpadku výroby môžu byť relatívne malé. Ak však vyžaduje samostatný výpadok, tieto náklady môžu predstavovať najväčšiu položku celkových nákladov na vlastníctvo (TCO). Preto by sa konečné rozhodnutie o porovnaní nákladov medzi trvalým magnetickým synchrónnym motorom (PMSM) a indukčným motorom mali spoločne rozhodnúť prevádzkový, údržbový, automatizačný a nákupný tím.
Kedy môžu byť indukčné motory stále ekonomicky výhodnejšou voľbou
Indukčné motory zostávajú praktickou voľbou v prípadoch, keď sa zariadenie používa zriedka, rýchlosť je pevná, úspory energie sú príliš malé na pokrytie vyšších počiatočných nákladov, existujúce riadiace systémy nie je ekonomicky výhodné meniť, alebo ak majú najvyššiu prioritu štandardizácia a okamžitá lokálna výmena. Okrem toho môžu znížiť projektové riziko v prípade, keď je potrebná rýchla výmena za identické zariadenie a mechanické aj elektrické rozhrania už boli overené.
Účelom analýzy nákladov medzi PMSM a indukčným motorom nie je vylúčiť indukčné motory. Ide o to, aby sa rozhodnutie založené na počiatočnej cene neprekrývalo nákladmi, ktoré vzniknú neskôr – alebo aby sa návrh zameraný na účinnosť neprekrýval riadením, montážou a výpadkami v prevádzke.
Urobte konečné rozhodnutie na základe dôkazov o životnom cykle
Systematické porovnanie nákladov medzi PMSM a indukčným motorom zviditeľňuje kompromisy. Ekonomika PMSM je často najvýhodnejšia v aplikáciách s dlhým prevádzkovým časom a premenným zaťažením, kde overený energetický výkon prekročí vyššiu počiatočnú cenu a integrácia bola plánovaná. Indukčné motory môžu zostať lepšou voľbou v prípadoch nízkeho využitia alebo keď je potrebná jednoduchá, osvedčená náhrada, ktorá minimalizuje riziká spojené s riadením. V oboch prípadoch je pracovný list TCO (celkové náklady na vlastníctvo) zostavený na základe údajov zo zariadenia vierohodnejší než len hlavná údajová hodnota účinnosti alebo ponúka na vybavenie.
