เหตุใดมอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 จึงสามารถลดการสูญเสียกำลังงานแบบรีแอคทีฟในระบบจ่ายไฟสำหรับการผลิตเชิงอุตสาหกรรมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ประสบการณ์จริง: การเพิ่มค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ที่โรงงานอัดรีดในจังหวัดเจียงซู

โรงงานผลิตพลาสติกแบบอัดรีดในมณฑลเจียงซู แทนที่มอเตอร์แบบสายพาน IE2 จำนวนหกตัว ด้วยมอเตอร์แม่เหล็กถาวรยี่ห้อ ENNENG ที่มีประสิทธิภาพตามมาตรฐาน IE4 Efficiency Motor ค่าแฟกเตอร์กำลังไฟฟ้าของสถานที่นั้นเพิ่มขึ้นจาก 0.82 เป็น 0.93 ภายในหนึ่งสัปดาห์ และค่าใช้จ่ายสำหรับพลังงานปฏิบัติการ (reactive power) บนใบแจ้งหนี้รายเดือนลดลงอย่างเห็นได้ชัด โรงงานผลิตชิ้นส่วนยานยนต์แห่งหนึ่งรายงานผลลัพธ์ที่คล้ายกันหลังติดตั้งมอเตอร์ IE4 Efficiency Motor บนเครื่องอัดอากาศหลัก วิศวกรประจำโรงงานระบุว่า ชุดคอนเดนเซอร์ (capacitor bank) ซึ่งแต่เดิมต้องสลับเปิด-ปิดตลอดทั้งวัน กลับเงียบสนิท เนื่องจากมอเตอร์ IE4 Efficiency Motor ดึงกระแสแม่เหล็ก (magnetizing current) น้อยลง สถานที่ที่สาม คือโรงสีกระดาษ ก็ได้รับประโยชน์เช่นเดียวกันจากการติดตั้งมอเตอร์ IE4 Efficiency Motor แทนมอเตอร์ปั๊มสารละลาย (stock pump) โดยไม่จำเป็นต้องเพิ่มอุปกรณ์ปรับค่าแฟกเตอร์กำลังไฟฟ้าใหม่แต่อย่างใด นอกจากนี้ การอัปเกรดเป็นมอเตอร์ IE4 Efficiency Motor ยังทำให้อุณหภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าที่โรงงานผลิตพลาสติกลดลง ซึ่งทีมงานด้านไฟฟ้าบันทึกไว้เป็นข้อได้เปรียบเสริมบนแผนผังวงจรจ่ายไฟ (feeder chart) ต่อมา โรงงานดังกล่าวขยายแนวทางนี้ไปยังหอระบายความร้อน (cooling towers) ซึ่งก็เกิดการปรับปรุงค่าแฟกเตอร์กำลังไฟฟ้าในลักษณะเดียวกันภายในไม่กี่วัน ทั้งสองโรงงานตอนนี้ติดตามค่าแฟกเตอร์กำลังไฟฟ้าเป็นรายเดือน เพราะเมื่อกระแสแม่เหล็กหายไปแล้ว ผลประหยัดจะคงที่อย่างต่อเนื่อง

ความเสี่ยงจากการจ่ายเงินสำหรับกำลังไฟฟ้าแบบรีแอคทีฟที่คุณมองไม่เห็น

ต้นทุนที่ซ่อนอยู่ในโรงงานส่วนใหญ่คือกำลังไฟฟ้าแบบรีแอคทีฟ ไม่ใช่เพียงแค่พลังงานเชิงกิจกรรมเท่านั้น มอเตอร์รุ่นเก่าดึงกระแสแม่เหล็ก (magnetizing current) ซึ่งบริษัทจำหน่ายไฟฟ้าเรียกเก็บเป็นค่าปรับจากค่าแรงดันไฟฟ้า (power-factor penalty) ส่วนมอเตอร์มาตรฐานระดับประสิทธิภาพ IE3 ก็ยังคงทิ้งช่องว่างไว้ ช่องว่างนี้ปรากฏเฉพาะในสายรีแอคทีฟ ซึ่งแผงควบคุมส่วนใหญ่มักซ่อนไว้โดยค่าเริ่มต้น ความเสี่ยงคือการจ่ายเงินสำหรับกระแสไฟฟ้าที่ไม่ได้ทำประโยชน์ใดๆ เว้นแต่จะทำให้สายเคเบิลร้อนขึ้น ENNENG eNNENG แก้ปัญหานี้ด้วยโรเตอร์แบบแม่เหล็กถาวร (permanent-magnet rotor) ซึ่งต้องการกระแสแม่เหล็กเพียงเล็กน้อยมาก ทำให้มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 ทำงานเหมือนโหลดที่มีค่าแรงดันไฟฟ้าใกล้เคียงหนึ่ง (near-unity load) มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 ที่เลือกขนาดให้สอดคล้องกับภาระงานจริงจะกำจัดกระแสแม่เหล็กที่ถูกเรียกเก็บค่าปรับออกไปอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นผลประโยชน์ที่ได้จึงเกิดขึ้นโดยตรง ความเสี่ยงลดลงเกือบเป็นศูนย์ทันทีที่มอเตอร์ถูกเลือกขนาดให้สอดคล้องกับภาระงานจริง เพราะการประหยัดจะปรากฏชัดเจนในใบแจ้งค่าไฟฟ้าฉบับแรกที่ระบุค่าแรงดันไฟฟ้า (power-factor invoice) ฝ่ายจัดซื้อมักสงสัยในข้ออ้างนี้จนกว่าจะได้รับใบแจ้งค่าไฟฟ้าจริง จึงเป็นเหตุผลที่ ENNENG จัดส่งไฟล์บันทึกข้อมูลก่อนและหลังการติดตั้ง (before-and-after logger file) พร้อมทุกคำสั่งซื้อ

เหตุผลเชิงเทคนิคที่มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 ลดการสูญเสียรีแอคทีฟ

มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 ลดการสูญเสียรีแอคทีฟได้ เนื่องจากโรเตอร์ที่ใช้แม่เหล็กถาวรสร้างสนามแม่เหล็กของตัวเอง ทำให้สตาเตอร์จ่ายกระแสไฟฟ้าเกือบอยู่ในเฟสเดียวกับแรงดันไฟฟ้า ในการวัดจริง มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 ของ ENNENG รักษาระดับเพาเวอร์แฟกเตอร์แบบดิสเพลซเมนต์ไว้เหนือ 0.98 ที่โหลดร้อยละ 50 ขณะที่มอเตอร์แบบอินดักชันรุ่นเก่ามีค่าอยู่ที่ประมาณ 0.83 ENNENG หน่วยรุ่น TYB ครอบคลุมช่วงกำลังตั้งแต่ 0.55 กิโลวัตต์ ถึง 2500 กิโลวัตต์ พร้อมเกรดป้องกัน IP55 และฉนวนชั้น F

มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 ยังช่วยลดภาระบนสายเคเบิลและหม้อแปลงไฟฟ้า เนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่ต่ำลงส่งผลให้แรงดันตกคร่อมระบบในโรงงานลดลง หน่วยขับเคลื่อนโดยตรงความเร็วต่ำของ ENNENG ไม่ใช้เกียร์บ๊อกซ์ จึงตัดเส้นทางการสูญเสียพลังงานอีกหนึ่งทางออกจากห่วงโซ่อุปทาน การใช้มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 ส่งผลให้ค่าปรับลดลง มีแผงสวิตช์บอร์ดที่เย็นลง และมีกำลังสำรองเพียงพอสำหรับเครื่องจักรใหม่ที่เชื่อมต่อกับเฟดเดอร์เดียวกัน มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 รักษาข้อได้เปรียบนี้ไว้ทั่วทั้งช่วงความเร็ว ไม่ใช่เฉพาะที่จุดระบุค่าตามแผ่นป้ายเท่านั้น เพราะสนามแม่เหล็กถาวรไม่ลดลงเมื่อโหลดเปลี่ยนแปลง สถานที่ที่บันทึกค่าแฟกเตอร์กำลังก่อนและหลังการติดตั้งมักพบว่ามอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 คืนทุนเร็วกว่าที่การประหยัดพลังงานเพียงอย่างเดียวจะบ่งชี้ ข้อมูลในตารางนี้ได้มาจากการทดสอบต่อเนื่อง 200 ชั่วโมง โดยใช้เครื่องวิเคราะห์คุณภาพพลังงานที่ด้านขาเข้า ดังนั้นตัวเลขจึงสะท้อนสมรรถนะของเครื่องจักรที่ใช้งานจริง ไม่ใช่ข้อมูลจากแคตาล็อกเพียงอย่างเดียว ENNENG บันทึกค่าแฟกเตอร์กำลังแบบการกระจายน้ำหนัก (displacement power factor) ที่จุดโหลดหลายระดับสำหรับแต่ละหน่วยที่จัดส่ง ทำให้ผู้ซื้อสามารถพิจารณากราฟแสดงพฤติกรรมได้ก่อนการสั่งซื้อ กำลังสำรองที่ได้รับคืนยังเลื่อนการอัปเกรดหม้อแปลงไฟฟ้าครั้งต่อไปออกไป ซึ่งเป็นการประหยัดเงินลงทุนที่มักไม่ปรากฏในรายงานคืนทุนแบบง่ายๆ โรงงานส่วนใหญ่จะทราบถึงกำลังสำรองนี้ก็ต่อเมื่อเสร็จสิ้นการอัปเกรดแล้ว โดยการขยายกำลังตามแผนสามารถดำเนินการได้ภายใต้เฟดเดอร์ที่มีอยู่โดยไม่จำเป็นต้องสร้างสถานีไฟฟ้าย่อยใหม่

มาตรฐานที่มีผลผูกพันสำหรับมอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 และคุณภาพของพลังงาน

มาตรฐานกำหนดกรอบประโยชน์ที่ได้รับอย่างชัดเจน ซึ่ง IEC 60034-30-1 นิยามระดับ IE4 ว่าเป็นระดับที่สูงกว่าและแยกต่างหากจาก IE3 ดังนั้นการอ้างอิงถึงมอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 จึงสามารถตรวจสอบความถูกต้องได้ ส่วน IEC 60034-1 กำหนดวิธีการทดสอบประสิทธิภาพและการสูญเสียพลังงาน ส่วน IEEE 141 อธิบายหลักการปรับค่าแฟกเตอร์กำลัง (power factor correction) และต้นทุนที่เกิดจากกระแสปฏิกิริยา (reactive current) ซึ่งก็คือค่าใช้จ่ายที่มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 ช่วยลดลงได้จริง ISO 50001 กำหนดให้สถานประกอบการต้องติดตามคุณภาพของพลังงาน ดังนั้นการปรับปรุงค่าแฟกเตอร์กำลังจึงสนับสนุนรายงานการใช้พลังงานด้านพลังงานอย่างเป็นทางการ การทดสอบมอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 ที่มีเอกสารรับรองยังสอดคล้องกับมาตรการจูงใจจากหน่วยงานจำหน่ายไฟฟ้า ซึ่งให้รางวัลแก่อุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพสูง ทำให้เกิดแหล่งประหยัดค่าใช้จ่ายเพิ่มอีกหนึ่งช่องทาง นอกจากนี้ ข้อบังคับของระบบสายส่งไฟฟ้าในท้องถิ่นเริ่มลงโทษค่าแฟกเตอร์กำลังต่ำอย่างเข้มงวดมากขึ้นเรื่อย ๆ ดังนั้นการติดตั้งมอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 ตั้งแต่เนิ่น ๆ จึงช่วยปกป้องสถานประกอบการจากการปรับขึ้นอัตราค่าไฟฟ้าในอนาคต ข้อมูลอ้างอิงเหล่านี้เปลี่ยนการกล่าวอ้างเชิงพลังงานที่คลุมเครือให้กลายเป็นรายการค่าใช้จ่ายที่วัดค่าได้และตรวจสอบได้

การศึกษาคุณภาพของพลังงานเชิงปฏิบัติสำหรับมอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4

เริ่มการศึกษามอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 โดยใช้เครื่องบันทึกคุณภาพพลังงานที่จ่ายไฟ (feeder) เป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ เพื่อบันทึกค่าแฟกเตอร์กำลัง (power factor) และความต้องการพลังงานปฏิกริยา (reactive demand) ขอให้ ENNENG เพื่อกำหนดขนาดของมอเตอร์แม่เหล็กถาวรจากโหลดที่วัดได้ ไม่ใช่จากค่าที่ระบุบนป้ายชื่อ และยืนยันค่าตัวประกอบกำลังแบบการกระจัด (displacement power factor) ที่รายงานผลการทดสอบ มีความจำเป็นต้องจัดทำโครงการมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงระดับ IE4 ให้รวมการวัดค่าตัวประกอบกำลังก่อนและหลังการติดตั้ง พร้อมตรวจสอบว่าสามารถลดขนาดของชุดคอนเดนเซอร์ (capacitor bank) ได้หรือไม่ ควรเก็บข้อมูลที่บันทึกโดยเครื่องบันทึก (logger data) ไว้ในแฟ้ม เนื่องจากหน่วยงานควบคุมการใช้ไฟฟ้า (utility audit) จะร้องขอข้อมูลนี้ บันทึกข้อมูลมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงระดับ IE4 ควรวางไว้ข้างแผนผังวงจรย่อย (feeder chart) เพื่อให้ผู้ตรวจสอบเข้าถึงได้ง่าย ฝึกอบรมทีมงานด้านไฟฟ้าให้อ่านค่าตัวประกอบกำลังได้อย่างถูกต้อง เพื่อให้สามารถชี้แจงประโยชน์ที่ได้จากมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงระดับ IE4 ได้อย่างมีประสิทธิภาพในการทบทวนอัตราค่าไฟฟ้าครั้งถัดไป มอเตอร์ประสิทธิภาพสูงระดับ IE4 ที่ติดตั้งตามข้อมูลจากการบันทึกจริงจะให้ผลลัพธ์ดีกว่ามอเตอร์ประสิทธิภาพสูงทั่วไปที่ติดตั้งบนวงจรย่อยเดียวกัน เนื่องจากสนามแม่เหล็กถูกปรับให้สอดคล้องกับโหลดจริง ควรดำเนินการบันทึกข้อมูลซ้ำทุกสามเดือนเพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงรูปแบบโหลด (drift in the load shape) เพราะหากภาระงานเปลี่ยนไป ค่าตัวประกอบกำลังอาจกลับไปใกล้เคียงค่าเดิมอีกครั้ง โดยเฉพาะเมื่อมอเตอร์มีขนาดใหญ่เกินความจำเป็น บริษัท ENNENG แนะนำให้บันทึกข้อมูลในเวลาเดียวกันทุกวัน เพื่อให้การเปรียบเทียบมีความสม่ำเสมอตลอดทั้งสัปดาห์

ติดต่อ ENNENG

หากท่านกำลังประเมินมอเตอร์แม่เหล็กถาวรเชิงพาณิชย์สำหรับขาย และต้องการโซลูชันขับเคลื่อนที่ออกแบบมาอย่างดี ซึ่งรับประกันประสิทธิภาพและความทนทาน ENNENG คือพันธมิตรที่ท่านวางใจได้ ติดต่อ ENNENG วันนี้ .พูดคุยกับทีมวิศวกรเทคนิคของเราเพื่อรับข้อเสนอโซลูชันขับเคลื่อนที่ปรับแต่งเฉพาะตามความต้องการของท่าน

• วอตส์แอป: +86 18562780228
• อีเมล: [email protected]
• โทรศัพท์: +86 532 66000559

คำถามที่พบบ่อย

คำถาม: มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 จะทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้ธนาคารตัวเก็บประจุหรือไม่

A:ในหลายกรณี มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 ช่วยลดความจำเป็นในการใช้ธนาคารตัวเก็บประจุลงอย่างมาก เนื่องจากโรเตอร์ที่มีแม่เหล็กถาวรดึงกระแสแม่เหล็ก (magnetizing current) น้อยมาก และสามารถรักษาค่าแฟกเตอร์กำลังแบบการกระจัด (displacement power factor) ไว้ได้สูงโดยตัวเอง สถานที่ที่ติดตั้งมอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 มักเปลี่ยนธนาคารตัวเก็บประจุไปใช้งานแบบปรับด้วยตนเอง (manual) หรือเลิกใช้งานไปเลย ซึ่งจะช่วยลดภาระการบำรุงรักษาและลดการสึกหรอของคอนแทคเตอร์ การลดลงที่แน่นอนนั้นขึ้นอยู่กับสัดส่วนของโหลดที่ใช้งานจริง ดังนั้น ENNENG จึงแนะนำให้บันทึกค่าก่อนและหลังการติดตั้งด้วยเครื่องบันทึกข้อมูล (logger) นอกจากนี้ ธนาคารตัวเก็บประจุที่มีขนาดเล็กลงยังหมายถึงโอกาสที่จะเกิดการตัดวงจรโดยไม่ตั้งใจ (nuisance trips) ขณะเปลี่ยนสถานะการใช้งานน้อยลงด้วย

คำถาม: การประหยัดพลังงานปฏิกริยาจะเริ่มเห็นผลเร็วเพียงใด

A:การประหยัดจะปรากฏในใบแจ้งหนี้ฉบับแรกหลังจากมอเตอร์ประสิทธิภาพ IE4 ถูกจ่ายไฟ เนื่องจากค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ดีขึ้นทันทีที่อุปกรณ์รับโหลด โรงงานผลิตพลาสติกแห่งหนึ่งสังเกตเห็นว่าค่าปรับลดลงภายในหนึ่งสัปดาห์ หลังจากธนาคารตัวเก็บประจุหยุดทำงานแบบเป็นรอบๆ กระแสปฏิกิริยาลดลงเพราะกระแสสเตเตอร์สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้า ทำให้บริษัทจำหน่ายไฟฟ้าวัดกระแสที่ไม่ได้ทำงานจริงได้น้อยลง ENNENG แนะนำให้บันทึกค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์เป็นเวลาหนึ่งเดือน เพื่อแสดงวงจรทั้งหมดให้ฝ่ายการเงินเห็น

คำถาม: มอเตอร์ประสิทธิภาพ IE4 ช่วยลดภาระบนเฟดเดอร์ที่มีโหลดหนาแน่นได้หรือไม่

A:ใช่ มอเตอร์ประสิทธิภาพ IE4 ลดกระแสไฟฟ้าบนเฟดเดอร์ ซึ่งปล่อยความจุที่เครื่องจักรรุ่นเก่าเคยใช้ไปกับกระแสปฏิกิริยา กระแสที่ต่ำลงหมายถึงแรงดันตกน้อยลง และหม้อแปลงมีอุณหภูมิต่ำลง ดังนั้นสถานที่นั้นจึงสามารถเพิ่มโหลดได้โดยไม่จำเป็นต้องอัปเกรดสถานีจ่ายไฟย่อย มอเตอร์ประสิทธิภาพ IE4 จึงไม่เพียงแต่ช่วยประหยัดพลังงาน แต่ยังสร้างพื้นที่สำรองไว้ใช้งานด้วย ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อมีแผนขยายการผลิต ENNENG ออกแบบขนาดของมอเตอร์ให้สอดคล้องกับข้อมูลที่บันทึกได้ เพื่อให้สามารถคาดการณ์ความจุที่ปล่อยออกมาได้อย่างแม่นยำ