EN
วิธีการประหยัดพลังงานสำหรับมอเตอร์ไม่ควรเริ่มต้นจากตัวเลขประสิทธิภาพที่ระบุไว้ในแคตาล็อก แต่ควรเริ่มต้นจากสิ่งที่โรงงานจริงๆ ต้องการให้มอเตอร์ทำ เช่น มอเตอร์ทำงานกี่ชั่วโมงต่อวัน โหลดอยู่ที่ระดับใด ความเร็วเปลี่ยนแปลงอย่างไร และผลผลิตในแต่ละกะเป็นอย่างไร นี่คือวิธีที่วิธีการประหยัดพลังงานสำหรับมอเตอร์จะเปลี่ยนเปอร์เซ็นต์ที่ดูน่าสนใจให้กลายเป็นประมาณการการประหยัดที่ทีมโรงงานสามารถตรวจสอบและยืนยันได้
วิธีลัดที่นิยมใช้คือการนำกำลังไฟฟ้าตามป้ายชื่อมอเตอร์ (kW) คูณด้วยอัตราการปรับปรุงที่สมมุติขึ้นและจำนวนชั่วโมงการใช้งานต่อปี วิธีนี้ทำได้รวดเร็ว แต่อาจให้ผลผิดพลาดได้ทั้งในทางที่มากเกินจริงและน้อยเกินจริง วิธีการประหยัดพลังงานสำหรับมอเตอร์ที่เชื่อถือได้จะใช้ค่ากำลังไฟฟ้าขาเข้าที่วัดได้จริง แบ่งช่วงการใช้งานตามภาระงาน (duty-cycle segments) ประสิทธิภาพที่จุดใช้งานจริง และอัตราค่าไฟฟ้าของสถานที่นั้น จากนั้นแยกการประหยัดพลังงานเฉพาะของมอเตอร์ออกจากผลการประหยัดที่เกิดจากการควบคุมกระบวนการหรือการควบคุมความเร็ว
เริ่มต้นที่ห้องปฏิบัติการ ไม่ใช่ที่ป้ายมอเตอร์
การทบทวนเชิงเทคนิคสำหรับโซลูชันมอเตอร์ประหยัดพลังงานเริ่มต้นด้วยการจัดกลุ่มมอเตอร์ตามการให้บริการ เช่น ปั๊ม พัดลม เครื่องอัดอากาศ สายพานลำเลียง เครื่องผสม เครื่องมือกล และแท่นทดสอบ ซึ่งแต่ละประเภทมีรูปแบบภาระงานที่ไม่เหมือนกัน มอเตอร์ขนาด 22 กิโลวัตต์สองตัวอาจมีการใช้พลังงานรายปีที่ต่างกันมาก หากตัวหนึ่งทำงานใกล้ภาระคงที่ตลอดสามกะ ส่วนอีกตัวหนึ่งทำงานแบบเปิด-ปิดเบาๆ เพียงหนึ่งกะเท่านั้น
สำหรับแต่ละมอเตอร์ที่พิจารณา วิธีการประหยัดพลังงานสำหรับมอเตอร์ บันทึกข้อมูลกำลังไฟฟ้าที่ระบุไว้ แรงดันไฟฟ้า วิธีควบคุม ชั่วโมงการใช้งาน ค่ากระแสไฟฟ้าหรือค่ากิโลวัตต์ที่วัดได้ ความเร็วรอบ การเปลี่ยนแปลงภาระงาน จำนวนครั้งที่สตาร์ท สภาพแวดล้อมโดยรอบ ประวัติการบำรุงรักษา และผลลัพธ์ของกระบวนการที่สำคัญ ระบบวัดฐานที่มีประโยชน์จะบันทึกค่ากิโลวัตต์-ชั่วโมงจริงในช่วงเวลาที่เป็นตัวแทนอย่างเพียงพอ การวัดแบบจุดสั้นๆ มีประโยชน์เป็นหลักฐานเบื้องต้นในการคัดกรอง แต่ไม่ใช่หลักฐานสรุปขั้นสุดท้าย
การโหลดส่วนหนึ่งมีความสำคัญ ประสิทธิภาพของมอเตอร์ไม่คงที่ตั้งแต่ศูนย์ถึงโหลดเต็ม และค่าประสิทธิภาพที่ระบุบนป้ายชื่อมักอ้างอิงที่โหลดเต็ม คำแนะนำเกี่ยวกับการโหลดมอเตอร์ระบุว่าประสิทธิภาพมักสูงสุดที่ประมาณสามในสี่ของโหลด ในขณะที่ช่วงการใช้งานที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับขนาดและแบบของมอเตอร์ ดังนั้น โซลูชันมอเตอร์เพื่อการประหยัดพลังงานจึงควรใช้เส้นโค้งจากผู้ผลิตหรือข้อมูลจากการทดสอบที่จุดการดำเนินงานจริง ทุกครั้งที่มีข้อมูลดังกล่าวพร้อมใช้งาน
แบบจำลองการคำนวณที่อยู่เบื้องหลังการประมาณค่าที่สมเหตุสมผล
สำหรับแต่ละช่วงภาระงาน โซลูชันมอเตอร์เพื่อการประหยัดพลังงานจะประเมินกำลังไฟฟ้าขาเข้าพื้นฐานและกำลังไฟฟ้าขาเข้าหลังปรับปรุง จากนั้นนำผลต่างของทั้งสองค่าไปคูณด้วยจำนวนชั่วโมงที่ทำงานในช่วงนั้น
หน่วยกิโลวัตต์-ชั่วโมงที่ประหยัดได้ต่อปี = Σ[(กำลังไฟฟ้าขาเข้าพื้นฐานเป็นกิโลวัตต์ − กำลังไฟฟ้าขาเข้าหลังปรับปรุงเป็นกิโลวัตต์) × จำนวนชั่วโมงต่อปีที่ทำงานภายใต้เงื่อนไขนั้น]
การประหยัดต้นทุนต่อปี คือ ปริมาณพลังงานที่ประหยัดได้ต่อปี (หน่วยกิโลวัตต์-ชั่วโมง) คูณด้วยอัตราค่าไฟฟ้าที่ใช้บังคับ หากมีค่าปรับตามความต้องการสูงสุด (demand charges) อัตราค่าไฟฟ้าแบบแยกตามช่วงเวลา (time-of-use rates) หรือปฏิสัมพันธ์กับระบบลมอัดและระบบทำความเย็น การแก้ไขปัญหาด้านมอเตอร์เพื่อประหยัดพลังงานจะระบุสมมุติฐานเหล่านี้แยกต่างหาก แทนที่จะรวมไว้ในรูปของเปอร์เซ็นต์ประสิทธิภาพ
ในการเปลี่ยนมอเตอร์แบบเหนี่ยวนำแบบตรงไปเป็นมอเตอร์แบบแม่เหล็กถาวร (PMSM) โดยไม่เปลี่ยนโครงสร้างหลัก ผลการเปรียบเทียบมักประกอบด้วยประสิทธิภาพของมอเตอร์แบบเหนี่ยวนำที่มีอยู่จริง ซึ่งวัดได้หรือสามารถพิสูจน์ได้ภายใต้ภาระงานบางส่วน ประสิทธิภาพของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรที่ให้กำลังเพลาเท่ากัน และการสูญเสียจากตัวควบคุม (controller loss) ทั้งนี้ แนวทางการแก้ไขปัญหาด้านมอเตอร์เพื่อประหยัดพลังงานยังต้องยืนยันว่าภาระงานที่ขับเคลื่อน (driven load) และความเร็วที่ต้องการยังคงใกล้เคียงกันก่อนและหลังการเปลี่ยนมอเตอร์ มิฉะนั้น ผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นการคำนวณการเปลี่ยนแปลงกระบวนการ ไม่ใช่การคำนวณเปรียบเทียบมอเตอร์แบบเทียบเคียงกัน
เหตุใดเวิร์กช็อปต่าง ๆ จึงให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน
สายการผลิตที่มีภาระงานคงที่
กระบวนการเช่น การอัดรีด (extrusion) การลำเลียง (conveying) การรีด (rolling) และอุปกรณ์เสริมบางประเภทของเครื่องจักรกล สามารถทำงานได้เป็นเวลานานโดยมีภาระงานค่อนข้างคงที่ ที่นี่ ผู้ใช้ วิธีการประหยัดพลังงานสำหรับมอเตอร์ มักมีค่าพื้นฐานที่สะอาดที่สุด เนื่องจากค่าพลังงานต่อหน่วยการผลิต (kWh) และชั่วโมงการใช้งานสามารถเปรียบเทียบกันได้ง่ายกว่า ประโยชน์ด้านพลังงานอาจมีน้ำหนักมากแม้เมื่อการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพในรูปของร้อยละจะไม่มากนัก เพียงเพราะมอเตอร์ทำงานเป็นเวลานานอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม ทีมงานควรตรวจสอบระดับโหลด เวลาหยุดทำงาน และสัดส่วนผลิตภัณฑ์ แทนที่จะประมาณค่ารายปีจากข้อมูลเพียงหนึ่งวัน
เวิร์กช็อปปั๊มและพัดลมแบบควบคุมแรงบิดแปรผัน
ระบบระบายอากาศ ระบบทำความเย็นด้วยน้ำ ระบบดูดฝุ่น และระบบหมุนเวียน จำเป็นต้องใช้โซลูชันมอเตอร์ประหยัดพลังงานแบบเฉพาะทาง หากการควบคุมอัตราการไหลทำด้วยการลดขนาดทางเดินของของไหล (throttling) หรือแผ่นบังคับทิศทาง (dampers) การลดความเร็วรอบอาจเป็นแนวทางที่ให้ผลตอบแทนสูงสุด สำหรับปั๊มและพัดลมแบบเหวี่ยงที่ไม่มีข้อจำกัดจากแรงดันคงที่ (static lift) พลังงานที่ใช้จะลดลงโดยประมาณตามกำลังสามของอัตราส่วนความเร็วรอบ ดังนั้น การลดความเร็วรอบลง 20% จึงอาจหมายถึงการลดพลังงานนำเข้าลงราว 50% ภายใต้เงื่อนไขที่ระบุข้างต้น ทั้งนี้ ไม่ใช่การอ้างสิทธิ์ทั่วไปเกี่ยวกับมอเตอร์ แต่เป็นผลลัพธ์ที่เกิดจากกฎของระบบ ซึ่งจำเป็นต้องตรวจสอบให้สอดคล้องกับเส้นโค้งสมรรถนะของปั๊มจริง แรงดันคงที่ (static head) ความต้องการของกระบวนการ และการจัดวางระบบควบคุม
โรงงานที่ทำงานเป็นช่วงๆ หรือมีการเริ่มต้นโหลดสูง หรือมีโหลดเบา
โรงกลึงโลหะ ห้องบรรจุภัณฑ์ และพื้นที่บำรุงรักษา มักมีช่วงเวลาที่ไม่ได้ใช้งานนาน รอบการทำงานที่รวดเร็ว หรือมอเตอร์ที่มีขนาดใหญ่เกินความจำเป็น ดังนั้น แนวทางการประหยัดพลังงานสำหรับมอเตอร์ควรแบ่งช่วงเวลาในแต่ละวันออกเป็นสามส่วน คือ ช่วงที่มอเตอร์ทำงาน ช่วงที่มอเตอร์หยุดนิ่ง และช่วงที่มีโหลดสูงสุด แทนที่จะใช้ค่าปัจจัยโหลดเฉลี่ยเพียงค่าเดียว ในสภาพแวดล้อมเช่นนี้ การปรับลดขนาดมอเตอร์ที่ใหญ่เกินความจำเป็น การลดระยะเวลาที่มอเตอร์อยู่ในสถานะหยุดนิ่ง หรือปรับปรุงตรรกะการควบคุม อาจมีความสำคัญไม่แพ้การเปลี่ยนมอเตอร์เอง แม้ว่าการปรับปรุงระบบมอเตอร์แบบเหนี่ยวนำให้เป็น PMSM จะยังสามารถนำมาใช้ได้ แต่ผลประโยชน์ที่คาดการณ์ไว้ควรผูกโยงกับรอบการทำงานที่ตรวจสอบแล้วเท่านั้น
ใช้ช่วงค่าและตรวจสอบความไว แทนที่จะใช้ตัวเลขที่มองโลกในแง่ดีเพียงตัวเดียว
แนวทางการประหยัดพลังงานสำหรับมอเตอร์ที่น่าเชื่อถือควรนำเสนอทั้งสามสถานการณ์ ได้แก่ สถานการณ์ที่ระมัดระวัง (อนุรักษ์นิยม) สถานการณ์ที่คาดการณ์ไว้โดยทั่วไป และสถานการณ์ที่เอื้ออำนวยมากที่สุด โดยให้เปลี่ยนแปลงค่าต่างๆ เช่น จำนวนชั่วโมงการใช้งานต่อปี โหลดพื้นฐาน ประสิทธิภาพของมอเตอร์ และอัตราค่าไฟฟ้า ภายในขอบเขตที่มีเอกสารรองรับ หากผลตอบแทนจากการลงทุน (payback) เกิดขึ้นได้เฉพาะในสถานการณ์ที่เอื้ออำนวยมากที่สุด โครงการนั้นควรนำเสนอในลักษณะที่มีเงื่อนไข ซึ่งจะเป็นเครื่องมือช่วยในการตัดสินใจที่มีประโยชน์มากกว่าการระบุเพียงตัวเลขการประหยัดพลังงานเพียงตัวเดียว
เป็นความจริงที่อุปกรณ์แม่เหล็กถาวรอาจมีต้นทุนเริ่มต้นสูงกว่า อย่างไรก็ตาม คำถามที่เกี่ยวข้องไม่ได้จำกัดอยู่เพียงราคาซื้อเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผลกระทบตลอดอายุการใช้งานด้านพลังงาน การเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา ความเสี่ยงจากเวลาหยุดทำงาน ระบบควบคุม และการตรวจรับรองด้วย โซลูชันมอเตอร์ประหยัดพลังงานควรแสดงรายการเหล่านี้แยกจากกันอย่างชัดเจน โดยเฉพาะเมื่อมีความจำเป็นต้องติดตั้งอินเวอร์เตอร์ตัวใหม่ เปลี่ยนสายเคเบิล ประเมินฮาร์โมนิก หรือทบทวนระบบป้องกัน
ตรวจสอบผลลัพธ์หลังการตรวจรับรอง
ก่อนการติดตั้ง โซลูชันมอเตอร์ประหยัดพลังงานจะกำหนดแผนการวัดและตรวจสอบไว้ล่วงหน้า ซึ่งประกอบด้วยเครื่องวัด ช่วงเวลาในการบันทึกข้อมูล ตัวแปรที่ใช้เป็นฐานในการคำนวณการผลิต ตัวแปรสภาพอากาศหรือกระบวนการ และเกณฑ์การยอมรับ หลังการตรวจรับรอง ให้เปรียบเทียบเงื่อนไขการปฏิบัติงานที่สอดคล้องกัน และปรับผลลัพธ์ให้เป็นมาตรฐานตามหน่วยที่ผลิตได้ ปริมาณการไหลที่จ่ายออก หรือจำนวนชั่วโมงการดำเนินงาน คำตอบโดยย่อคือ โซลูชันมอเตอร์ประหยัดพลังงานจะน่าเชื่อถือที่สุดเมื่อสามารถนำค่าพลังงานไฟฟ้าที่คาดการณ์ไว้ (กิโลวัตต์-ชั่วโมง) มาเปรียบเทียบและสอดคล้องกับค่าที่วัดได้จริง
วินัยดังกล่าวยังช่วยปรับปรุงโครงการถัดไปอีกด้วย งานเวิร์กช็อปสามารถจัดทำรายการมอเตอร์ที่เรียงลำดับตามความสำคัญได้ จากข้อมูลการใช้พลังงานต่อปี (หน่วย kWh) ที่วัดได้ ความเหมาะสมทางเทคนิค และระดับความมั่นใจในค่าพื้นฐานที่กำหนดไว้ ผลลัพธ์ที่ได้จึงไม่ใช่คำมั่นสัญญาทั่วไปเกี่ยวกับการประหยัดพลังงาน แต่เป็น ‘โซลูชันมอเตอร์เพื่อการประหยัดพลังงาน’ ซึ่งระบุอย่างชัดเจนว่ามอเตอร์ใดควรดำเนินการก่อน หลักฐานใดรองรับการประมาณค่าดังกล่าว และสมมุติฐานใดยังต้องได้รับการตรวจสอบยืนยันเพิ่มเติม
รายการคำขอที่ปฏิบัติได้จริง เพื่อจัดทำข้อเสนอที่มีเหตุผลและสามารถปกป้องได้
- ข้อมูลที่แสดงช่วงตัวแทนของค่ากำลัง (kW), กระแสไฟฟ้า, ความเร็วรอบ และชั่วโมงการใช้งาน
- รายละเอียดแผ่นป้ายชื่อมอเตอร์ วิธีควบคุมที่มีอยู่แล้ว และข้อมูลเกี่ยวกับอุปกรณ์ที่มอเตอร์ขับเคลื่อน
- ส่วนประกอบของรอบการทำงาน (duty-cycle segments) และมาตรการวัดผลการผลิตหรืออัตราการไหลที่ใช้ในการปรับมาตรฐาน (normalization)
- รายละเอียดอัตราค่าไฟฟ้า รวมถึงเงื่อนไขเกี่ยวกับค่าความต้องการสูงสุด (demand charge) หรือค่าไฟฟ้าแบบแบ่งตามช่วงเวลา (time-of-use) ถ้ามีผลบังคับใช้
- ข้อจำกัดในการปรับปรุง: ประเภทฝาครอบ (enclosure), วิธีการยึดติด (mounting), การเชื่อมต่อเพลา (shaft coupling), คุณภาพของแหล่งจ่ายไฟฟ้า (power quality), การป้องกัน (protection), และการเข้าถึงเพื่อการตรวจรับมอบหมาย (commissioning access)
ด้วยข้อมูลนำเข้าเหล่านี้ โซลูชันมอเตอร์ประหยัดพลังงานสามารถระบุได้ว่าสิ่งใดถูกวัด สิ่งใดถูกจำลอง และสิ่งใดต้องพิสูจน์ในสถานที่จริง ความแตกต่างนี้คือสิ่งที่ทำให้ประโยชน์จากการประหยัดพลังงานเป็นไปได้จริงในโรงงานอุตสาหกรรมที่หลากหลาย
หากท่านกำลังประเมินมอเตอร์แม่เหล็กถาวรเชิงพาณิชย์สำหรับขาย และต้องการโซลูชันขับเคลื่อนที่ออกแบบมาอย่างดี ซึ่งรับประกันประสิทธิภาพและความทนทาน ENNENG คือพันธมิตรที่ท่านวางใจได้ ติดต่อ ENNENG วันนี้ พูดคุยกับทีมวิศวกรเทคนิคของเราเพื่อรับข้อเสนอโซลูชันขับเคลื่อนที่ปรับแต่งเฉพาะตามความต้องการของท่าน
- วอตส์แอป: +86 18562780228
- อีเมล: [email protected]
- โทรศัพท์: +86 532 66000559
