เหตุใดมอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4 และ IE5 จึงได้รับการนำไปใช้อย่างแพร่หลายในตลาดการปรับปรุงเพื่อประหยัดพลังงานสำหรับปั๊ม พัดลม และคอมเพรสเซอร์

ตรวจสอบบันทึกศูนย์ควบคุมมอเตอร์ในโรงกลั่น เหมือง หรือโรงงานผลิตยางทุกแห่ง จะพบว่าเครื่องจักรสามประเภทใช้ไฟฟ้าเกิน 60% ของค่าไฟทั้งหมด ได้แก่ ปั๊มแรงเหวี่ยง พัดลมดูดอากาศ และคอมเพรสเซอร์อากาศ ส่วนใหญ่แล้วระบบเดิมที่ติดตั้งไว้เมื่อหลายสิบปีก่อนมีขนาดใหญ่เกินความจำเป็น และตลอดอายุการใช้งานมักทำงานภายใต้สภาวะที่ต้องต่อต้านวาล์วที่ถูกจำกัดการไหล แผ่นกั้นที่ถูกบีบ หรือวงจรโหลด/ปล่อยโหลด มอเตอร์แบบเหนี่ยวนำแบบไม่ซิงโครนัสมาตรฐานระดับ IE2 และ IE3 สูญเสียพลังงานเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมงในพื้นที่ดังกล่าว เนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำเข้าสู่โรเตอร์อย่างต่อเนื่องก่อให้เกิดความร้อนสะสมในตัวนำทองแดงอย่างรุนแรง ในขณะที่ประสิทธิภาพและค่าแฟกเตอร์กำลังลดลงอย่างมากทันทีที่เครื่องทำงานที่โหลดต่ำกว่าครึ่งหนึ่งของโหลดเต็ม

การเปลี่ยนมอเตอร์ขับแบบเหนี่ยวนำที่เสื่อมสภาพด้วย มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4/IE5 ได้กลายเป็นทางเลือกหลักสำหรับการปรับปรุงระบบในสถานที่จริงที่ซิโนเปค ซานตงโกลด์ไมน์ และลิงหลงไทร์ เนื่องจากสามารถลดการสูญเสียของมอเตอร์และกำจัดการสูญเสียจากการควบคุมการไหลพร้อมกัน ENNENG ออกแบบและผลิตอุปกรณ์หมุนแบบแม่เหล็กถาวรที่มีช่วงกำลังรวมตั้งแต่ 5 กิโลวัตต์ ถึง 5 เมกะวัตต์ และช่วงแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 110 โวลต์ ถึง 690 โวลต์ รวมทั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าลมแกนตั้งแบบมีกำลังตั้งแต่ 1 กิโลวัตต์ ถึง 10 กิโลวัตต์ (โดยเน้นที่รุ่น 3 กิโลวัตต์ 5 กิโลวัตต์ และ 10 กิโลวัตต์) โดยฝังแม่เหล็กถาวรชนิดเนโอเดียม-ไอรอน-โบรอน (NdFeB) คุณภาพสูงไว้ที่โรเตอร์ ทำให้ ENNENG วิธีการประหยัดพลังงานสำหรับมอเตอร์ ขจัดกระแสกระตุ้นโรเตอร์และการลื่นไถลออกได้อย่างสมบูรณ์ ทำให้โรเตอร์ทำงานแบบซิงโครนัสอย่างแน่นอนกับเอาต์พุตของไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD) ตั้งแต่โหลดร้อยละยี่สิบห้าจนถึงโหลดเต็มกำลัง

เหตุใดการปรับปรุงระบบไหลของของเหลวและอากาศจึงคืนทุนเร็วกว่าการอัปเกรดประเภทอื่น

หนึ่ง มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4/IE5 การเก็บไว้บนชั้นวางในคลังสินค้าไม่ก่อให้เกิดประโยชน์ใดๆ แต่เมื่อติดตั้งเข้ากับปั๊มหรือคอมเพรสเซอร์ที่ใช้งานเฉลี่ย 7,500 ชั่วโมงต่อปี แล้วลดการสูญเสียลงได้แม้เพียงร้อยละหนึ่ง ก็จะแปลงเป็นกระแสเงินสดที่เพิ่มขึ้นแบบทบต้น

ไม่มีการสูญเสียจากกระแสไฟฟ้าในโรเตอร์ และแนวโน้มเชิงกฎระเบียบของสหภาพยุโรป/IEC ที่เข้มงวดขึ้น

ตามมาตรฐาน IEC 60034-30-1 และ IEC TS 60034-30-2 ระดับประสิทธิภาพ IE4 หมายถึง Super Premium Efficiency ส่วน IE5 หมายถึง Ultra-Premium Efficiency ด้วยข้อบังคับ EU Ecodesign Regulation 2019/1781 ที่กำหนดให้มอเตอร์กำลัง 75–200 กิโลวัตต์ต้องมีประสิทธิภาพระดับ IE4 ผู้ซื้อทั่วโลกจึงถือว่า IE4 และ IE5 เป็นข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับการปรับปรุงระบบ มอเตอร์แบบไม่สมมาตร (asynchronous motor) จำเป็นต้องเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าข้ามช่องว่างอากาศเข้าสู่แท่งรูเตอร์อย่างต่อเนื่อง ในขณะที่มอเตอร์ ENNENG มอเตอร์ซินครอนส์แม่เหล็กถาวร มีสนามแม่เหล็กถาวรของตัวเองติดตั้งอยู่บนรูเตอร์ ทำให้สูญเสียพลังงานจากความต้านทานของทองแดงในรูเตอร์ลดลงเป็นศูนย์ การออกแบบเช่นนี้เพิ่มประสิทธิภาพที่ระบุไว้ได้ 2% ถึง 5% เมื่อเทียบกับมอเตอร์แบบเหนี่ยวนำ และยังคงควบคุมอุณหภูมิในการทำงานให้ต่ำกว่า 60 เคลวิน (K) แม้ในโหมดใช้งานต่อเนื่อง โดยมีค่าการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ (temperature rise) ต่ำกว่า 20 เคลวิน

การใช้ประโยชน์จากการประหยัดพลังงานตามกฎความสัมพันธ์แบบกำลังสาม (Cubic Affinity) ระหว่างการใช้งานที่โหลดบางส่วน

ปั๊ม พัดลม และคอมเพรสเซอร์มักไม่ทำงานที่อัตราการไหลสูงสุด 100% อย่างต่อเนื่อง สำหรับปั๊มและพัดลมแบบแรงเหวี่ยง (centrifugal) กฎความสัมพันธ์ (affinity laws) ระบุว่า การลดความเร็วลง 20% จะทำให้ความต้องการกำลังเพลา (shaft power demand) ลดลงเกือบครึ่งหนึ่ง ข้อจำกัดของมอเตอร์แบบเหนี่ยวนำทั่วไปคือ ประสิทธิภาพและค่าแฟกเตอร์กำลัง (power factor) จะลดลงอย่างมากเมื่อใช้ VFD ควบคุมความเร็วให้ต่ำกว่า 50% ของโหลดที่กำหนดไว้ ในทางกลับกัน มอเตอร์ ENNENG มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4/IE5 มีประสิทธิภาพคงที่ในช่วงโหลดตั้งแต่ร้อยละ 25 ถึงร้อยละ 120 ของโหลดที่กำหนด และรักษาระดับค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ไว้ที่ 0.95 ถึง 1.0 (เมื่อเทียบกับมอเตอร์แบบอินดักชันที่มีค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ 0.86) การลดกระแสไฟฟ้าในสายส่งลงมากกว่าร้อยละ 10 ช่วยลดอุณหภูมิของหม้อแปลงและสายเคเบิล พร้อมทั้งกำจัดการใช้คาปาซิเตอร์แบงก์

การจับคู่มอเตอร์กับปั๊ม พัดลม และคอมเพรสเซอร์ที่ติดตั้งอยู่บนพื้นโรงงาน

ของจริง วิธีการประหยัดพลังงานสำหรับมอเตอร์ มองลึกกว่าข้อมูลที่ระบุบนป้ายชื่อมอเตอร์ เพื่อปรับปรุงวิธีการส่งถ่ายแรงบิดไปยังใบพัด ฮับพัดลม หรือหัวสกรูของคอมเพรสเซอร์

ปั๊มและพัดลม: การเปิดวาล์วและการกำจัดเกียร์ลดความเร็วของพัดลม

ในห้องควบคุมการสูบน้ำสำหรับระบบบำบัดน้ำและระบบเคมี การจับคู่ มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4/IE5 เข้ากับอินเวอร์เตอร์ความถี่แปรผัน (VFD) ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถเปิดวาล์วปล่อยน้ำที่ถูกจำกัดการไหล และควบคุมอัตราการไหลด้วยจำนวนรอบต่อนาที (RPM) ทำให้ปั๊มทำงานใกล้จุดประสิทธิภาพสูงสุด (BEP) และป้องกันความล้มเหลวของซีลจากแรงกระแทกของน้ำ สำหรับหอระบายความร้อนและพัดลมดูดอากาศจากเตาเผา การเพิ่มจำนวนขั้วแม่เหล็กถาวรบนโรเตอร์ช่วยให้มอเตอร์ ENNENG มอเตอร์ขับเคลื่อนความถี่แปรผัน หมุนโดยตรงที่ความเร็วของพัดลม (80 ถึง 220 รอบต่อนาที) โดยเชื่อมต่อโดยตรงกับฮับโดยไม่ต้องใช้กล่องเกียร์หรือเพลาเชื่อมต่อ ด้วยการกำจัดเกียร์ลดความเร็ว จึงหมดปัญหาการรั่วของน้ำมัน การสึกหรอของข้อต่อ และการบำรุงรักษาตามข้อกำหนด OSHA 1910.219 เรื่องการป้องกันเพลา ขณะเดียวกันยังคงควบคุมระดับการสั่นสะเทือนให้อยู่ภายในขอบเขต ISO 10816 และ ISO 20816 และระดับเสียงต่ำกว่า 55 เดซิเบล

เครื่องอัดอากาศ: ยุติการปล่อยอากาศขณะไม่โหลด และลดพื้นที่ติดตั้ง

เครื่องอัดอากาศแบบสกรูที่ทำงานด้วยความเร็วคงที่สูญเสียพลังงานไฟฟ้า 30% ถึง 35% ของกำลังโหลดเต็มขณะทำงานโดยไม่จ่ายอากาศระหว่างค่าความดันที่ตั้งไว้ การติดตั้งมอเตอร์ ENNENG แทนส่วนขับเคลื่อนเดิม มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4/IE5 และอินเวอร์เตอร์ความถี่แปรผันที่ปรับแต่งตามความต้องการเฉพาะช่วยจับคู่ความเร็วของมอเตอร์กับความต้องการอากาศแบบเรียลไทม์อย่างไดนามิก ทำให้เกิดการสตาร์ทแบบนุ่มนวล และประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้จริงสูงสุดถึง 50%—ในขณะที่การปรับปรุงระบบเครื่องจักรหนักที่เกี่ยวข้องในสายการผลิตยางรถยนต์ช่วยประหยัด 7% ถึง 40% . เนื่องจากไม่มีการสูญเสียพลังงานที่โรเตอร์ ส่งผลให้ความหนาแน่นของกำลังเพิ่มขึ้น ENNENG จึงออกแบบมอเตอร์แต่ละตัวให้มีขนาดเฟรมเล็กกว่ามอเตอร์แบบเหนี่ยวนำที่เทียบเคียงกันหนึ่งถึงสองระดับ ทำให้ติดตั้งลงในตู้คอมเพรสเซอร์หรือโครงฐานปั๊มที่มีพื้นที่จำกัดได้อย่างสะดวก ขดลวดสเตเตอร์เป็นไปตามมาตรฐาน ANSI/NEMA MG 1 ส่วนที่ 31 สำหรับแรงดันไฟฟ้าแบบ PWM และข้อกำหนดการต่อสายดินตาม NFPA 70

รายการตรวจสอบภาคสนามหกข้อก่อนสั่งซื้อมอเตอร์แบบปรับปรุง

ได้รับการสนับสนุนจากวิศวกรจากศูนย์วิศวกรรมแม่เหล็กถาวรธาตุหายากแห่งชาติ และมีสิทธิบัตรจำนวนมาก ENNENG ออกแบบมอเตอร์แต่ละตัวให้เหมาะสมเฉพาะ มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4/IE5 และ วิธีการประหยัดพลังงานสำหรับมอเตอร์ ครอบคลุมช่วงแรงดันไฟฟ้า 110 โวลต์ ถึง 690 โวลต์ (380 โวลต์/660 โวลต์/1140 โวลต์) และเฟรมแรงดันสูง 6 กิโลโวลต์/10 กิโลโวลต์ ก่อนยึดมอเตอร์ตัวใหม่เข้ากับโครงฐานที่มีอยู่แล้ว ผู้รับผิดชอบโครงการควรตรวจสอบรายละเอียดภาคสนามสามประการ

• ตรวจสอบบันทึกการไหลจริงและกำลังไฟฟ้า (kW): วัดกระแสไฟฟ้าพื้นฐาน ตำแหน่งของวาล์วหรือแดมเปอร์ และรอบการทำงานต่อกะ โดยไม่ใช้ข้อมูลจากป้ายชื่อเดิมที่ระบุกำลังเกินความจำเป็น

• ตรวจสอบความเข้ากันได้ของเฟรมมอเตอร์กับอินเวอร์เตอร์ความถี่แปรผัน: ยืนยันมิติการติดตั้งตามมาตรฐาน IEC/NEMA ความสูงของเพลา การป้องกันแบริ่งที่เป็นฉนวน และการกรองฮาร์โมนิกจากอุปกรณ์ควบคุมความเร็วแบบแปรผัน (VFD) ตลอดช่วงความเร็วเป้าหมาย

• ดูแลระบบระบายความร้อนและการจัดแนวอย่างสม่ำเสมอ: ระบุระดับการป้องกันฝุ่นหรือการล้างด้วยน้ำตามมาตรฐาน IP55/IP65 จัดแนวเพลาที่เชื่อมต่อกับโหลดด้วยเลเซอร์อย่างแม่นยำ และเป่าฝุ่นออกจากครีบระบายความร้อนระหว่างการหยุดซ่อมบำรุง เพื่อรักษาระดับการเพิ่มอุณหภูมิไม่เกิน 60 เคลวิน

ติดต่อวิศวกร ENNENG

ติดต่อ การสนับสนุนด้านวิศวกรรมจาก ENNENG ร่วมงานกับบันทึกการใช้งานของปั๊ม พัดลม หรือคอมเพรสเซอร์ เพื่อจัดทำ มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4/IE5 การคำนวณการเปลี่ยนแปลงระบบให้เหมาะสมเฉพาะเจาะจง:

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

คำถามที่พบบ่อย

คำถาม: ทำไมมอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4/IE5 จึงเหมาะสำหรับการปรับปรุงปั๊ม พัดลม และคอมเพรสเซอร์?

A:ปั๊ม พัดลม และคอมเพรสเซอร์ทำงานเป็นพันชั่วโมงต่อปีภายใต้ภาระงานที่เปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ ซึ่งมอเตอร์เหนี่ยวนำทั่วไปจะสูญเสียประสิทธิภาพและค่าแฟกเตอร์กำลังในสภาวะดังกล่าว มอเตอร์ประสิทธิภาพระดับ IE4/IE5 ของ ENNENG ขจัดการสูญเสียพลังงานจากความต้านทานของทองแดงในโรเตอร์ ทำให้รักษาระดับประสิทธิภาพคงที่ได้ตั้งแต่ภาระงาน 25% ถึง 120% ลดกระแสไฟฟ้าเข้าสายหลักได้มากกว่า 10% และประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้สูงสุดถึง 50% สำหรับคอมเพรสเซอร์อากาศแบบควบคุมความเร็วแปรผัน

คำถาม: อะไรทำให้โซลูชันมอเตอร์เพื่อการประหยัดพลังงานแบบครบวงจรมีประสิทธิผลมากกว่าการเปลี่ยนมอเตอร์เพียงอย่างเดียว?

A:วิธีการใช้มอเตอร์เพื่อประหยัดพลังงานอย่างครบวงจร ประกอบด้วยมอเตอร์แม่เหล็กถาวรระดับ IE5 ควบคุมความเร็วด้วยอุปกรณ์ปรับความเร็วแบบตัวแปร (VFD) และเชื่อมต่อโดยตรง ทำให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถเปิดวาล์วของปั๊มที่ถูกจำกัดการไหล ถอดแผ่นกั้นอากาศของพัดลมออก และกำจัดกล่องเกียร์แบบกลไกได้ แนวทางในระดับระบบเช่นนี้ช่วยลดการใช้พลังงานตามกฎความสัมพันธ์แบบกำลังสาม (cubic affinity law) ขณะที่มอเตอร์ทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่า 20K (ต่ำกว่า 60K) และรักษาระดับเสียงไว้ต่ำกว่า 55 เดซิเบล

ข้อสงสัย: ENNENG สามารถออกแบบมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับงานปรับปรุงโรงงานอุตสาหกรรมให้เหมาะกับค่ากำลังและแรงดันไฟฟ้าใดได้บ้าง

A:ENNENG ออกแบบมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงระดับ IE4/IE5 และชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอุตสาหกรรมให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะ โดยครอบคลุมช่วงกำลังไฟฟ้าเดียวกันตั้งแต่ 5 กิโลวัตต์ ถึง 5 เมกะวัตต์ และช่วงแรงดันไฟฟ้าในการใช้งานตั้งแต่ 110 โวลต์ ถึง 690 โวลต์ (รวมทั้งตัวเลือกแรงดัน 380 โวลต์, 660 โวลต์, 1140 โวลต์ และ 6 กิโลโวลต์, 10 กิโลโวลต์) พร้อมทั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากกังหันลมแกนตั้งแบบขนาดกะทัดรัด กำลังตั้งแต่ 1 กิโลวัตต์ ถึง 10 กิโลวัตต์ โดยเน้นหนักที่รุ่น 3 กิโลวัตต์, 5 กิโลวัตต์ และ 10 กิโลวัตต์ ตัวเรือนขนาดเล็กสามารถติดตั้งแทนที่มอเตอร์เดิมได้โดยตรงโดยไม่ต้องเปลี่ยนฐานรองรับ เนื่องจากออกแบบให้สอดคล้องกับมาตรฐาน IEC และ NEMA