องค์กรควรกำหนดเงื่อนไขการทดสอบในสภาพแวดล้อมจริงอย่างไรเมื่อเปรียบเทียบช่องว่างประสิทธิภาพการใช้งานจริงระหว่างมอเตอร์แบบ PMSM กับมอเตอร์แบบอินดักชัน

ประสบการณ์จริง: การทดลองแบบเปรียบเทียบข้างเคียงกันบนสายการบรรจุภัณฑ์

โรงงานบรรจุภัณฑ์แห่งหนึ่งในมณฑลเจ้อเจียงได้จัดการทดลองเปรียบเทียบมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรกับมอเตอร์แบบเหนี่ยวนำที่โรงงานวางแผนจะเปลี่ยนแทน โดยใช้งานคู่ขนานกัน คำถามเรื่องต้นทุนระหว่างมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรกับมอเตอร์แบบเหนี่ยวนำจึงกลายเป็นรูปธรรมขึ้นเฉพาะเมื่อมอเตอร์ทั้งสองชนิดทำงานภายใต้ภาระเดียวกันบนสายพานลำเลียงเป็นเวลาหนึ่งเดือนเต็ม โรงงานบันทึกข้อมูลการใช้พลังงาน อุณหภูมิ และเวลาหยุดทำงานของแต่ละมอเตอร์ ผลปรากฏว่ามอเตอร์แบบแม่เหล็กถาวรใช้พลังงานน้อยกว่าร้อยละยี่สิบเอ็ดเมื่อสิ้นสุดเดือน ศูนย์บริการเหล็กแห่งหนึ่งได้ดำเนินการเปรียบเทียบต้นทุนระหว่างมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรกับมอเตอร์แบบเหนี่ยวนำเช่นกัน แต่ใช้กับพัดลมระบายความร้อน และผลลัพธ์ยังคงสอดคล้องกันแม้ในช่วงฤดูร้อนอันร้อนจัด ต่อมา โรงงานบรรจุภัณฑ์ได้ติดตั้งมอเตอร์แบบแม่เหล็กถาวรเพิ่มอีกหนึ่งเครื่องบนคอมเพรสเซอร์ โดยใช้โปรไฟล์การบันทึกข้อมูลเดียวกับฐานอ้างอิงที่กำหนดไว้ก่อนหน้า ทั้งสองสถานที่เก็บบันทึกผลการทดลองไว้อย่างละเอียด ซึ่งต่อมาใช้เป็นหลักฐานสนับสนุนการเปลี่ยนแปลงมอเตอร์ทั่วทั้งฝูงยานอย่างเป็นทางการ และทั้งสองแห่งรายงานว่าการทดลองคืนทุนให้ตนเองภายในไตรมาสแรกของการเก็บรวบรวมข้อมูล โรงงานยังระบุเพิ่มเติมว่า มอเตอร์แบบแม่เหล็กถาวรทำงานเงียบกว่า ซึ่งมีความสำคัญมากในพื้นที่โรงงานที่มีผู้ปฏิบัติงานหนาแน่น ทั้งสองโรงงานเห็นพ้องว่าการทดลองครั้งนี้เปลี่ยนวิธีการจัดซื้อมอเตอร์ของพวกเขาโดยสิ้นเชิง เพราะข้อมูลตัวเลขตอนนี้มาจากพื้นที่ปฏิบัติงานจริง ไม่ใช่จากแคตาล็อก

ความเสี่ยงจากการเปรียบเทียบค่ากำลังที่ระบุบนแผ่นป้ายเพียงอย่างเดียว

ข้อผิดพลาดทั่วไปคือการเปรียบเทียบค่ากำลังที่ระบุบนแผ่นป้ายแล้วหยุดเพียงแค่นั้น การศึกษาเรื่องต้นทุนระหว่างมอเตอร์แบบ PMSM กับมอเตอร์แบบอินดักชันที่สร้างขึ้นจากตัวเลขในแคตตาล็อกเพียงอย่างเดียวจะมองข้ามพฤติกรรมภายใต้ภาระส่วนหนึ่ง (part-load behavior) ซึ่งเป็นจุดที่มอเตอร์แบบแม่เหล็กถาวรได้เปรียบ ENNENG ป้องกันปัญหานี้โดยจัดเตรียมโปรโตคอลการทดสอบพร้อมกับตัวเครื่อง ไม่ใช่เพียงแค่ใบข้อมูลจำเพาะ (datasheet) เท่านั้น ผู้ซื้อส่วนใหญ่ไม่เคยเห็นกราฟประสิทธิภาพภายใต้ภาระส่วนหนึ่ง เพราะมันถูกซ่อนไว้ในภาคผนวกของใบข้อมูลจำเพาะ ความเสี่ยงคือการสูญเสียเงินลงทุนเมื่อผู้ซื้อเลือกมอเตอร์แบบอินดักชันที่ราคาถูกกว่า แต่กลับพบว่าค่าใช้จ่ายด้านพลังงานตลอดอายุการใช้งานสูงกว่า การตัดสินใจเลือกระหว่างมอเตอร์แบบ PMSM กับมอเตอร์แบบอินดักชันโดยไม่มีข้อมูลภาระจริง (real load profile) มักจะเลือกมอเตอร์ที่ไม่เหมาะสม และทำให้โรงงานต้องใช้มอเตอร์นั้นๆ อย่างไม่เหมาะสมเป็นเวลาสิบปี ENNENG จัดส่งโปรโตคอลการทดลองมาในรูปแบบรายการตรวจสอบ (checklist) เพื่อให้ผู้ซื้อสามารถวัดค่าที่จุดเดียวกันทั้งสองเครื่อง และหลีกเลี่ยงกับดักของการพิจารณาจากเอกสารเพียงอย่างเดียว

การเปรียบเทียบเชิงเทคนิคด้านต้นทุนการเป็นเจ้าของตลอดสิบปี

การเปรียบเทียบต้นทุนระหว่างมอเตอร์แบบ PMSM กับมอเตอร์แบบอินดักชันอย่างเป็นธรรม จำเป็นต้องใช้ภาระงานที่เท่ากันทั้งสองฝ่าย และติดตั้งมิเตอร์วัดแยกกันแต่ละตัว ในโครงการทดลองที่เจ้อเจียง มอเตอร์แบบอินดักชันมีประสิทธิภาพอยู่ที่ร้อยละ 78 ที่ภาระงานร้อยละ 45 ขณะที่ ENNENG PMSM รักษาประสิทธิภาพไว้ที่ร้อยละ 94 ดังนั้นช่องว่างของประสิทธิภาพจึงกว้างขึ้นอย่างชัดเจนในช่วงภาระงานที่โรงงานดำเนินการเป็นส่วนใหญ่

แบบจำลองต้นทุนระหว่างมอเตอร์พีเอ็มเอสเอ็มกับมอเตอร์เหนี่ยวนำยังต้องรวมค่าใช้จ่ายของเกียร์ด้วย เนื่องจากหน่วยมอเตอร์ที่ใช้แม่เหล็กถาวรมักไม่ต้องใช้เกียร์และสูญเสียพลังงานจากเกียร์นั้น มอเตอร์ขับตรงความเร็วต่ำของเอนเนงส่งแรงบิดออกที่เพลาโดยตรง ดังนั้นในการเปรียบเทียบจึงควรตัดบรรทัดเกียร์ออกฝั่งมอเตอร์เหนี่ยวนำ หรือเพิ่มตัวเลขสำหรับระบบขับตรงเข้าไป ทั้งนี้ เอนเนงยังเสนอการเปรียบเทียบในรูปแบบการเริ่มต้นใช้งานภายใต้การควบคุม โดยวิศวกรภาคสนามจะปรับแต่งไดรฟ์ระหว่างการทดสอบ เพื่อให้ผลลัพธ์ของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรสะท้อนสมรรถนะจริงที่หน่วยนั้นสามารถส่งมอบได้ ช่องว่างด้านต้นทุนระหว่างมอเตอร์พีเอ็มเอสเอ็มกับมอเตอร์เหนี่ยวนำกว้างที่สุดในพัดลมและปั๊มที่ทำงานแบบเปลี่ยนโหลด ซึ่งคิดเป็นส่วนใหญ่ของโหลดหมุนทั้งหมดในโรงงาน สถานที่ที่สร้างแบบจำลองจากข้อมูลที่วัดจริงมักพบว่า ทางเลือกมอเตอร์แม่เหล็กถาวรประหยัดกว่าในระยะ 10 ปี แม้ราคาซื้อเริ่มต้นจะสูงกว่า เนื่องจากค่าใช้จ่ายด้านพลังงานมีน้ำหนักมากที่สุดต่อต้นทุนรวม แถวขนาดเฟรมมีความสำคัญต่อการติดตั้งแทนที่ เพราะมอเตอร์เอนเนงที่มีขนาดเล็กกว่ามักติดตั้งลงบนฐานเดิมได้โดยไม่ต้องปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐาน แถวดาวน์ไทม์สะท้อนต้นทุนทางอ้อม เช่น การหยุดทำงานน้อยลงหมายถึงการจัดส่งล่าช้าลดลง และการทำงานล่วงเวลาลดลง แบบเปรียบเทียบต้นทุนระหว่างมอเตอร์พีเอ็มเอสเอ็มกับมอเตอร์เหนี่ยวนำที่ละเลยแถวเหล่านี้จะทำให้ประเมินข้อได้เปรียบของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรต่ำเกินจริง ดังนั้น เอนเนงจึงเสนอราคาสำหรับตัวเลือกขับตรงโดยตัดเกียร์ออก และการเปรียบเทียบก็ยังคงโปร่งใสตั้งแต่บรรทัดแรก หลักการเดียวกันนี้ใช้ได้เสมอเมื่อโรงงานเปลี่ยนมอเตอร์คอมเพรสเซอร์หรือคอนเวเยอร์ เนื่องจากชั่วโมงการใช้งานที่โหลดต่ำมีน้ำหนักมากที่สุดต่อค่าใช้จ่ายในเกือบทุกแอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้องกับการหมุน เอนเนงแนะนำให้ดำเนินการเปรียบเทียบจากข้อมูลที่วัดจริงซ้ำในแต่ละขั้นตอนของการนำมอเตอร์เข้าใช้งานทั่วทั้งกองยานพาหนะ เพื่อให้ผลประหยัดสะสมอย่างต่อเนื่อง แทนที่จะอาศัยผลจากการทดลองเพียงครั้งเดียว

มาตรฐานที่มีอำนาจในการทดลองมอเตอร์แบบเปรียบเทียบโดยตรง

มาตรฐานช่วยให้การเปรียบเทียบมีภาษาเดียวกัน ไออีซี 60034-30-1 กำหนดระดับประสิทธิภาพไออี ซึ่งทำให้การเปรียบเทียบต้นทุนระหว่างมอเตอร์พีเอ็มเอสเอ็มกับมอเตอร์เหนี่ยวนำเป็นไปอย่างเท่าเทียมกันทั่วทุกยี่ห้อ ไออีซี 60034-1 กำหนดวิธีการทดสอบ จึงมั่นใจได้ว่ามอเตอร์ทั้งสองชนิดจะถูกวัดด้วยวิธีเดียวกัน มาตรฐานไอโซ 50001 กำหนดให้สถานประกอบการอ้างอิงข้อมูลจริงในการคำนวณการประหยัดพลังงาน ซึ่งสอดคล้องกับผลลัพธ์ที่ได้จากการทดลองเปรียบเทียบต้นทุนระหว่างมอเตอร์พีเอ็มเอสเอ็มกับมอเตอร์เหนี่ยวนำ ส่วนมาตรฐานไออีอีอี 141 ให้แนวทางในการติดตั้งมิเตอร์วัดกำลังไฟฟ้า เพื่อให้เส้นทางการวัดพลังงานมีความน่าเชื่อถือและตรวจสอบได้ มิเตอร์ที่ผ่านการสอบเทียบคือวิธีเดียวที่จะยุติข้อโต้แย้งโดยไม่อาศัยความเห็นส่วนตัว เอกสารอ้างอิงเหล่านี้รักษาความโปร่งใสของการเปรียบเทียบเมื่อผลลัพธ์ถูกส่งไปยังฝ่ายการเงินเพื่อพิจารณาอนุมัติ นอกจากนี้ วิธีการที่มีเอกสารรองรับยังคุ้มครองผู้ซื้อในกรณีที่ผู้ตรวจสอบภายนอกต่อมาตั้งคำถามเกี่ยวกับการประหยัดพลังงาน เพราะข้อมูลจากมิเตอร์และมาตรฐานจะปรากฏอยู่บนหน้าเดียวกัน

การจัดตั้งระบบทดลองจริงสำหรับการศึกษาเปรียบเทียบต้นทุนระหว่างมอเตอร์พีเอ็มเอสเอ็มกับมอเตอร์เหนี่ยวนำ

ตั้งค่าการทดสอบเปรียบเทียบต้นทุนระหว่างมอเตอร์แบบ PMSM กับมอเตอร์แบบอินดักชันบนเครื่องจริง ไม่ใช่บนแท่นทดสอบ จากนั้นให้ดำเนินการใช้งานมอเตอร์ทั้งสองตัวภายใต้รูปแบบภาระงานรายสัปดาห์แบบเดียวกันอย่างน้อยสี่สัปดาห์ วัดค่าที่ขาเข้าของมอเตอร์แต่ละตัว พร้อมบันทึกอุณหภูมิและเวลาหยุดทำงานทุกวัน สอบถาม ENNENG สำหรับการขับเคลื่อนที่ตรงกันและโปรโตคอลการทดสอบ เพื่อให้หน่วยแม่เหล็กถาวรได้รับการปรับแต่งอย่างเหมาะสม ไม่ใช่แค่เชื่อมต่อเข้าไปเฉยๆ โปรแกรมเปรียบเทียบต้นทุนระหว่างมอเตอร์แบบ PMSM กับมอเตอร์แบบอินดักชัน ควรรายงานตัวเลขรวมค่าใช้จ่ายตลอดอายุการใช้งานสิบปี ไม่ใช่เพียงราคาซื้อครั้งแรกเท่านั้น โปรดเก็บบันทึกดิบไว้ทั้งหมด เพราะบันทึกเหล่านี้ตอบคำถามแรกของการตรวจสอบ และสนับสนุนการสั่งซื้อครั้งต่อไปโดยไม่ต้องทดลองซ้ำอีก รวมการตั้งค่าไดรฟ์ ตำแหน่งของมิเตอร์ และแม่แบบบันทึกประจำวันไว้ในชุดเอกสารส่งมอบ เพื่อให้ไซต์ถัดไปสามารถทำแบบทดสอบเปรียบเทียบต้นทุนระหว่างมอเตอร์แบบ PMSM กับมอเตอร์แบบอินดักชันได้ภายในหนึ่งวัน แทนที่จะใช้เวลาหนึ่งเดือน ทบทวนบันทึกทั้งสองฉบับสั้นๆ ทุกสัปดาห์ จะช่วยรักษาการเปรียบเทียบไว้หลังการทดลองสิ้นสุดลง ทำให้สามารถพิสูจน์การประหยัดค่าใช้จ่ายได้ในช่วงจัดทำงบประมาณ การทดลองที่ดียังฝึกทีมงานท้องถิ่นให้อ่านค่ามิเตอร์ได้อย่างคล่องแคล่ว ซึ่งคืนผลตอบแทนทุกครั้งที่มีการซื้อครั้งต่อไป เพราะโรงงานจะเลิกพึ่งพาตัวเลขที่ติดอยู่บนสติกเกอร์

ติดต่อ ENNENG

• วอตส์แอป: +86 18562780228
• อีเมล: [email protected]
• โทรศัพท์: +86 532 66000559
• ที่อยู่:  สวนอุตสาหกรรมพลังงานใหม่และวัสดุใหม่ไห่ชวง ถนนกุ่ยติง หมายเลข 1 เขตลี่ฉาง เมืองชิงเต่า มณฑลซานตง ประเทศจีน

คำถามที่พบบ่อย

คำถาม: การทดลองเปรียบเทียบต้นทุนระหว่างมอเตอร์แบบ PMSM กับมอเตอร์แบบอินดักชันควรดำเนินการนานเท่าใด?

A:ทดลองใช้งานอย่างน้อยสี่สัปดาห์บนเครื่องจริง เพราะหนึ่งสัปดาห์ไม่เพียงพอที่จะจับการเปลี่ยนแปลงของภาระงานซึ่งมีผลต่อผลลัพธ์ การวัดค่าควรทำที่ขาเข้าของมอเตอร์ทั้งสองตัว และบันทึกอุณหภูมิและเวลาหยุดทำงานทุกวัน การเปรียบเทียบต้นทุนระหว่างมอเตอร์แบบ PMSM กับมอเตอร์แบบอินดักชัน จำเป็นต้องใช้ภาระงานเดียวกันทั้งสองฝั่ง ดังนั้นควรสลับหน่วยมอเตอร์ทั้งสองบนเพลาเดียวกัน แทนที่จะทดสอบแยกกันบนเครื่องคนละตัว ENNENG จัดเตรียมโปรโตคอลให้ เพื่อให้การทดสอบสามารถทำซ้ำได้

คำถาม: ทำไมมอเตอร์แบบอินดักชันจึงดูถูกกว่าเมื่อดูจากเอกสาร?

A:มอเตอร์แบบอินดักชันมีราคาซื้อเริ่มต้นต่ำกว่า แต่การศึกษาต้นทุนระหว่างมอเตอร์แบบ PMSM กับมอเตอร์แบบอินดักชัน ต้องรวมค่าพลังงานและค่าเสียหายจากการหยุดทำงานตลอดระยะเวลาสิบปี ไม่ใช่แค่ราคาซื้อเพียงอย่างเดียว มอเตอร์แบบแม่เหล็กถาวรรักษาระดับประสิทธิภาพไว้ได้ดีแม้ในสภาวะโหลดบางส่วน ซึ่งเป็นสภาวะที่โรงงานส่วนใหญ่ดำเนินงานจริง ดังนั้นค่าใช้จ่ายด้านพลังงานตลอดอายุการใช้งานจึงลดลง ขณะที่มอเตอร์แบบอินดักชันต้องใช้เกียร์เพิ่มเติม ซึ่งก่อให้เกิดการสูญเสียพลังงานและต้องบำรุงรักษาเป็นระยะ ซึ่งมอเตอร์แบบแม่เหล็กถาวรขับตรง (direct-drive) ไม่จำเป็นต้องใช้เกียร์ดังกล่าว ผู้ซื้อที่พิจารณาเพียงราคาป้ายกำกับมักเลือกมอเตอร์ที่มีต้นทุนสูงกว่าเมื่อคำนวณค่าใช้จ่ายรวมตลอดอายุการใช้งาน

คำถาม: ข้อมูลใดที่พิสูจน์ว่ามอเตอร์แบบแม่เหล็กถาวรเหนือกว่า?

A:หลักฐานคือการอ่านค่ามิเตอร์ขาเข้าที่สอดคล้องกับรูปแบบโหลดจริง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าใช้พลังงานน้อยลงต่อหน่วยผลผลิต และมีชั่วโมงหยุดน้อยลง การเปรียบเทียบต้นทุนระหว่างมอเตอร์แบบ PMSM กับมอเตอร์แบบอินดักชัน ควรบันทึกอุณหภูมิของขดลวดด้วย เพราะมอเตอร์ที่ทำงานเย็นกว่าจะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า ENNENG แนะนำให้บันทึกข้อมูลอย่างน้อยสี่สัปดาห์ เพื่อให้ครอบคลุมชั่วโมงการทำงานที่ไม่เต็มกำลัง ฝ่ายการเงินพิจารณาตัวเลขรวมค่าใช้จ่ายตลอดอายุการถือครองสิบปี ซึ่งเป็นตัวเลขที่ผ่านการตรวจสอบได้และรองรับการสั่งซื้อสำหรับยานพาหนะทั้งกอง