เหตุใดมอเตอร์แบบซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรจึงกลายเป็นองค์ประกอบหลักในการขับเคลื่อนการเปลี่ยนผ่านอุตสาหกรรมสู่ความเป็นกลางทางคาร์บอนในยุคปัจจุบัน

ในโรงผลิตเหล็ก โรงงานแปรรูปสารเคมี โรงงานผลิตปูนซีเมนต์ และสวนอุตสาหกรรมอัตโนมัติทั่วโลก ระบบขับเคลื่อนที่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้ามีสัดส่วนการใช้พลังงานไฟฟ้าในภาคอุตสาหกรรมรวมทั้งหมดประมาณ 65–70% ขณะที่ห่วงโซ่อุปทานระดับโลกเริ่มบังคับให้เปิดเผยข้อมูลการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (GHG) ภายใต้ขอบเขตที่ 2 อย่างเข้มงวด รวมทั้งเก็บภาษีปรับสมดุลคาร์บอนชายแดน บริษัทอุตสาหกรรมจึงไม่สามารถบรรลุเป้าหมายการลดคาร์บอนได้อีกต่อไป หากยังคงดำเนินงานด้วยมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสชนิดกรงกระรอก (squirrel-cage) รุ่นเก่าจำนวนหลายล้านเครื่อง ทุกหนึ่งกิโลวัตต์-ชั่วโมงที่สูญเสียไปในรูปความร้อนจากปรากฏการณ์ rotor slip และกระแสแม่เหล็กเหนี่ยวนำแบบไร้ประโยชน์ (reactive magnetizing current) ภายในมอเตอร์แบบอินดักชันรุ่นเก่า ล้วนแปลงเป็นการเผาไหม้ถ่านหินหรือก๊าซธรรมชาติที่เพิ่มขึ้นในโรงไฟฟ้าโดยตรง และส่งผลให้ภาระคาร์บอนขององค์กรพุ่งสูงขึ้น

แม้ว่าการปรับปรุงเล็กน้อยต่อแผ่นเหล็กกล้าสำหรับมอเตอร์แบบไม่สมมาตรจะถึงขีดจำกัดทางกายภาพใกล้ขอบเขตประสิทธิภาพ IE3 และ IE4 แล้ว แต่การลดคาร์บอนในภาคอุตสาหกรรมอย่างลึกซึ้งยังคงต้องอาศัยการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานในการแปลงพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า โดยการอัปเกรดเครื่องจักรหลักในกระบวนการผลิต เช่น ปั๊ม เครื่องอัดอากาศ พัดลม และสายพานลำเลียง ให้เป็นระบบมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงพิเศษ มอเตอร์แบบพีเอ็มซิงโครนัส จาก ENNENG ช่วยกำจัดการสูญเสียพลังงานจากการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กที่โรเตอร์โดยตรง ซึ่งทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบขับเคลื่อนหลักสำหรับการเปลี่ยนผ่านภาคอุตสาหกรรมสู่ระบบที่ปล่อยคาร์บอนต่ำในยุคปัจจุบัน

จุดเด่นเชิงเทคนิค: หลักฟิสิกส์แม่เหล็กไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนการลดคาร์บอนในภาคอุตสาหกรรม

ผลกระทบต่อปริมาณคาร์บอนจากการลื่นของโรเตอร์และกระแสปฏิกิริยาในมอเตอร์แบบเหนี่ยวนำ

ในมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบเหนี่ยวนำทั่วไป พลังงานไฟฟ้าต้องข้ามช่องว่างอากาศสองครั้ง: ครั้งแรกเพื่อทำให้แกนเหล็กเกิดสนามแม่เหล็ก และครั้งที่สองเพื่อเหนี่ยวนำกระแสสลับขนาดใหญ่ภายในแท่งตัวนำรูปกรงกระรอกของโรเตอร์ กระแสที่ถูกเหนี่ยวนำนี้ในโรเตอร์ก่อให้เกิดความร้อนแบบต้านทานอย่างต่อเนื่อง (การสูญเสียจาก I²R) ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนสูงสุดถึง 25%–35% ของการสูญเสียพลังงานรวมของมอเตอร์ ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อเครื่องจักรในโรงงานทำงานที่โหลดบางส่วนระหว่าง 30% ถึง 60% ของกำลังการผลิต มอเตอร์แบบเหนี่ยวนำยังคงดึงกระแสแม่เหล็กปฏิกิริยาแบบคงที่ในปริมาณสูง ส่งผลให้ค่าแฟกเตอร์กำลังลดลงอย่างมาก เพิ่มการสูญเสียความร้อนในหม้อแปลงและสายเคเบิลด้านต้นทาง และทำให้ความเข้มข้นของคาร์บอนในขอบเขตที่ 2 ของสถานประกอบการต่อหนึ่งตันของผลิตภัณฑ์สูงขึ้น

ไม่มีการสูญเสียพลังงานที่โรเตอร์ และการลดขนาดของมอเตอร์แบบซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร

ENNENG มอเตอร์แบบพีเอ็มซิงโครนัส เร่งการเปลี่ยนผ่านสู่ระบบคาร์บอนต่ำทั้งในด้านคาร์บอนจากการดำเนินงาน (การใช้ไฟฟ้า) และคาร์บอนที่ฝังตัว (การบริโภควัตถุดิบ):

• การกำจัดการสูญเสียจากทองแดงที่ใช้ในการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กที่โรเตอร์: แม่เหล็กถาวรที่มีความต้านทานการถูกทำลายสูง ซึ่งฝังอยู่ภายในโรเตอร์ จะสร้างสนามแม่เหล็กคงที่โดยไม่ต้องดึงกระแสกระตุ้นจากโครงข่ายไฟฟ้า จึงลดการสูญเสียพลังงานรวมของมอเตอร์ลงได้ 20% ถึง 40% เมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์แบบเหนี่ยวนำมาตรฐาน
• เส้นโค้งประสิทธิภาพแบบเรียบตลอดรอบการทำงานที่เปลี่ยนแปลงได้: การรักษาประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูงสุดอย่างต่อเนื่องตั้งแต่โหลด 25% ถึง 100% ช่วยให้ลดการใช้พลังงานหน่วยกิโลวัตต์-ชั่วโมงและลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อย่างต่อเนื่อง แม้ในช่วงที่กระบวนการปรับโหลดต่ำกว่าปกติ
• ความหนาแน่นของแรงบิดสูงและการประหยัดวัตถุดิบ: การสร้างความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กสูงขึ้น ทำให้มอเตอร์แบบซิงโครนัสที่ใช้แม่เหล็กถาวร (PM) สามารถให้กำลังขับเท่ากับมอเตอร์ขนาดใหญ่กว่าในโครงสร้างที่เล็กและเบากว่า ส่งผลให้ลดการใช้เหล็กซิลิคอนและทองแดงในขั้นตอนการผลิต

ข้อได้เปรียบหลักของระบบมอเตอร์แบบซิงโครนัสที่ใช้แม่เหล็กถาวรของ ENNENG

บรรเทาภาระกำลังปฏิกิริยาที่สถานีจ่ายไฟ สำหรับโครงข่ายไฟฟ้าที่มีแรงดัน 110V–690V

การเปลี่ยนผ่านโรงงานสู่ความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอย่างแท้จริง จำเป็นต้องปรับปรุงเครือข่ายจ่ายไฟฟ้าทั้งหมดภายในโรงงาน ไม่ใช่เพียงแค่แกนของเครื่องจักรแต่ละเครื่องเท่านั้น โมเตอร์ซิงโครนัสแบบพีเอ็มของเอนเนง สามารถทำงานได้ในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่เป็นหนึ่งเดียวคือ 110–690 โวลต์ โดยรักษาระดับแฟกเตอร์กำลังใกล้เคียงหนึ่ง (0.95 ถึง 1.00) ไว้ได้แม้ภายใต้ความเร็วและภาระงานที่เปลี่ยนแปลงไป การลดกระแสไฟฟ้าในสายส่งเฟสของส่วนสเตเตอร์ลงมากกว่า 10% เมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์แบบแอสซิงโครนัสทั่วไป ส่งผลให้ความร้อนจากปรากฏการณ์ I²R ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ทั้งในสายเคเบิลจ่ายไฟภายในโรงงานที่มีความยาวหลายกิโลเมตร และหม้อแปลงลดแรงดัน การขับเคลื่อนอุตสาหกรรมแบบปล่อยคาร์บอนต่ำไม่ใช่จุดประสงค์เพียงอย่างเดียวของเอนเนง เนื่องจากบริษัทยังผลิตเจนเนอเรเตอร์แม่เหล็กถาวรสำหรับการผลิตพลังงานสะอาดโดยตรง ครอบคลุมช่วงกำลัง 5 กิโลวัตต์ ถึง 5 เมกะวัตต์ (แรงดัน 110–690 โวลต์) สำหรับการกู้คืนพลังงานความร้อนเสียและการผลิตไฟฟ้าจากพลังน้ำ รวมทั้งกังหันลมแนวตั้งที่มีกำลังตั้งแต่ 1–10 กิโลวัตต์ (โดยเน้นรุ่น 3, 5 และ 10 กิโลวัตต์) เพื่อสนับสนุนไมโครกริดภายในโรงงานที่ปล่อยมลพิษศูนย์

สอดคล้องตามมาตรฐาน IEC TS 60034-30-2 (IE5), ISO 50001 และ ISO 14064

กรอบกฎระเบียบระดับโลกกำลังกำหนดให้มีประสิทธิภาพของมอเตอร์ระดับอัลตร้าพรีเมียมและระบบบันทึกการคำนวณคาร์บอนที่ตรวจสอบได้เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ มอเตอร์ซิงโครนัสแบบ PM ของ ENNENG ทุกตัวได้รับการออกแบบมาเพื่อให้บรรลุหรือเกินมาตรฐานประสิทธิภาพระดับอัลตร้าพรีเมียมตาม IEC TS 60034-30-2 ระดับ IE5 ซึ่งยืนยันผ่านการทดสอบการแยกสูญเสียพลังงานตาม IEC 60034-2-1 อย่างเข้มงวด การใช้มอเตอร์ซิงโครนัสที่ผ่านการรับรองระดับ IE5 ช่วยให้เจ้าหน้าที่ด้านความยั่งยืนขององค์กรสามารถจัดทำเอกสารแสดงตัวชี้วัดการลดการใช้พลังงานเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมง ซึ่งจำเป็นสำหรับการรับรองระบบการจัดการพลังงาน ISO 50001 การจัดทำรายการก๊าซเรือนกระจกขององค์กรตาม ISO 14064-1 และการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้าน Ecodesign ของสหภาพยุโรป

สถานการณ์การใช้งานในภาคอุตสาหกรรมและคู่มือการบำรุงรักษาเชิงวิศวกรรม

๑. การลดการปล่อยคาร์บอนในเครือข่ายอากาศอัด ระบบสูบน้ำ และระบบระบายอากาศทั่วทั้งโรงงาน

ในโรงงานเคมี กระดาษ และโลหะที่ใช้กระบวนการต่อเนื่อง สถานีอากาศอัดและระบบหมุนเวียนน้ำหล่อเย็นทำงานมากกว่า 8,000 ชั่วโมงต่อปี การปรับปรุงอุปกรณ์ที่ใช้งานหนักเหล่านี้ด้วยมอเตอร์ซิงโครนัสแบบแม่เหล็กถาวรยี่ห้อ ENNENG พร้อมขับเคลื่อนด้วยอินเวอร์เตอร์ความถี่แปรผัน จะลดการใช้ไฟฟ้าของโรงงานและปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกเป็นตันเมตริกต่อปี ได้ทันทีเป็นสองหลัก

2. แนวทางปฏิบัติจริงสำหรับการคัดเลือก การตรวจสอบ และการบำรุงรักษา

เพื่อให้บรรลุการลดคาร์บอนและการยืดอายุการใช้งานอุปกรณ์สูงสุด ในการติดตั้งมอเตอร์ซิงโครนัสแบบแม่เหล็กถาวรสำหรับการปรับปรุงโรงงานสีเขียว ให้ปฏิบัติตามแนวทางวิศวกรรมต่อไปนี้

• ให้จัดลำดับความสำคัญของอุปกรณ์ที่ใช้งานหนักและทำงานภายใต้โหลดบางส่วนเป็นอันดับแรกสำหรับการปรับปรุงระยะที่หนึ่ง ตรวจสอบศูนย์ควบคุมมอเตอร์ภายในโรงงาน เพื่อระบุปั๊ม พัดลม และเครื่องอัดอากาศที่ทำงานมากกว่า 5,000 ชั่วโมงต่อปีภายใต้โหลดแปรผัน ซึ่งมอเตอร์ซิงโครนัสแบบแม่เหล็กถาวรจะให้ผลลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูงสุดต่อดอลลาร์ที่ลงทุน
• เปิดใช้งานการปรับค่าตั้งเป้าหมายของกระบวนการอินเวอร์เตอร์ความถี่แปรผันแบบวงจรปิด จับคู่มอเตอร์ซิงโครนัสแบบแม่เหล็กถาวร (PM) กับเซ็นเซอร์ลูป PID สำหรับความดัน โฟลว์ หรืออุณหภูมิที่ติดตั้งบน VFD เพื่อให้รอบต่อนาที (RPM) ของมอเตอร์ปรับเปลี่ยนตามความต้องการการผลิตแบบเรียลไทม์อย่างไดนามิก แทนที่จะสูญเสียพลังงานผ่านวาล์วควบคุมการไหล
• บันทึกข้อมูลหน่วยกิโลวัตต์-ชั่วโมงย่อยสำหรับการตรวจสอบตามมาตรฐาน ISO 14064: เชื่อมต่อรีจิสเตอร์ตรวจสอบการใช้พลังงานของ VFD เข้ากับระบบ SCADA ของโรงงาน หรือระบบจัดการพลังงาน (EMS) เพื่อทำให้การยืนยันการลดคาร์บอนในขอบเขตที่ 2 เป็นไปโดยอัตโนมัติ
• รักษาประสิทธิภาพการระบายความร้อนและการหล่อลื่นแบริ่งให้อยู่ในระดับเหมาะสม: รักษาครีบระบายความร้อนบริเวณภายนอกส่วนสเตเตอร์ให้สะอาดปราศจากฝุ่นอุตสาหกรรม และปฏิบัติตามตารางการหล่อลื่นด้วยจาระบีสังเคราะห์ตามกำหนด เพื่อรักษาระดับแรงเสียดทานเชิงกลต่ำตลอดอายุการใช้งาน 20 ปี

ข้อได้เปรียบด้านการปรับแต่งเฉพาะของ ENNENG

การเปลี่ยนผ่านภาคอุตสาหกรรมที่หลากหลายสู่ระบบขับเคลื่อนที่ปล่อยคาร์บอนต่ำ จำเป็นต้องอาศัยวิศวกรรมเชิงกลและไฟฟ้าที่ยืดหยุ่น ENNENG ออกแบบมอเตอร์ซิงโครนัสแบบแม่เหล็กถาวร (PM) ตามความต้องการเฉพาะทาง โดยครอบคลุมช่วงแรงดันไฟฟ้าแบบบูรณาการทั้งหมดตั้งแต่ 110V ถึง 690V — ทั้งในรูปแบบเฟรมมาตรฐาน IEC ที่สามารถติดตั้งแทนที่ได้ทันที (drop-in replacement) และรูปแบบขับตรงแบบไม่มีเกียร์ (gearless direct-drive) ที่ออกแบบพิเศษ ซึ่งช่วยกำจัดการสูญเสียพลังงานจากกล่องเกียร์เชิงกลทั้งหมด

ติดต่อ ENNENG วันนี้

ปรึกษาเอกสาร ทีมวิศวกรรมการลดคาร์บอนของ ENNENG เพื่อคำนวณศักยภาพในการลดคาร์บอนของสถานที่ของคุณ และรับข้อเสนอเครื่องมอเตอร์ซิงโครนัสแบบแม่เหล็กถาวร (PM Synchronous Motor) ที่ออกแบบเฉพาะสำหรับคุณ

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

คำถามที่พบบ่อย

คำถาม: ทำไมมอเตอร์ซิงโครนัสแบบแม่เหล็กถาวร (PM Synchronous Motor) จึงมีประสิทธิภาพสูงกว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำแบบ IE3 ในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในภาคอุตสาหกรรม

A:มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบไม่ซิงโครนัส (asynchronous induction motor) รุ่น IE3 ยังคงมีการสูญเสียพลังงานจากความต้านทานของลวดทองแดงในกรงหมุน (rotor cage copper losses) อย่างต่อเนื่อง และมีกระแสแม่เหล็กเหนี่ยวนำ (reactive magnetizing current) สูง โดยเฉพาะเมื่อทำงานที่โหลดต่ำกว่ากำลังเต็ม ในขณะที่มอเตอร์ซิงโครนัสแบบแม่เหล็กถาวรของ ENNENG ใช้แม่เหล็กถาวรในการสร้างสนามแม่เหล็กที่โรเตอร์โดยไม่มีการสูญเสียพลังงานทางไฟฟ้า ทำให้บรรลุประสิทธิภาพระดับ IE5 (ultra-premium efficiency) ได้ในช่วงโหลดบางส่วนที่กว้างมาก และลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกประเภท Scope 2 จากการใช้ไฟฟ้าได้อย่างมีนัยสำคัญ

คำถาม: การติดตั้งมอเตอร์ซิงโครนัสแบบแม่เหล็กถาวรของ ENNENG ช่วยลดการสูญเสียพลังงานในหม้อแปลงและสายเคเบิลของโรงงานด้านต้นน้ำได้อย่างไร

A:มอเตอร์แบบไม่สมมาตรดึงกระแสปฏิกิริยาจำนวนมาก ส่งผลให้ค่าแฟกเตอร์กำลังต่ำกว่าหนึ่ง (lagging power factor) อยู่ที่ 0.70 ถึง 0.86 ซึ่งทำให้สายไฟป้อนโหลดและหม้อแปลงไฟฟ้าในโรงงานเกิดภาระเกิน ในทางกลับกัน มอเตอร์แบบสมมาตรแม่เหล็กถาวรของ ENNENG ทำงานที่ค่าแฟกเตอร์กำลังใกล้เคียงหนึ่ง (near-unity power factor) ระหว่าง 0.95 ถึง 1.00 จึงทำให้กระแสรวมบนสายส่งลดลงมากกว่า 10% และลดการสูญเสียพลังงานจากการให้ความร้อนในสายเคเบิลส่วนต้นทั่วทั้งโครงข่ายไฟฟ้าของโรงงาน

คำถาม: นอกจากมอเตอร์อุตสาหกรรมต่ำคาร์บอนแล้ว ENNENG ยังผลิตอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าสะอาดชนิดใดบ้าง

A:นอกเหนือจากชุดมอเตอร์แบบสมมาตรแม่เหล็กถาวรที่รองรับแรงดัน 110V–690V ENNENG ยังสนับสนุนการเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานหมุนเวียนในภาคอุตสาหกรรม โดยผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบแม่เหล็กถาวรที่ครอบคลุมช่วงกำลังเดียวกันตั้งแต่ 5 กิโลวัตต์ ถึง 5 เมกะวัตต์ (110V–690V) สำหรับการนำพลังงานความร้อนเสียและพลังงานน้ำมาใช้ประโยชน์ รวมทั้งกังหันลมแกนตั้ง (vertical axis wind turbines) ที่มีกำลังตั้งแต่ 1 กิโลวัตต์ ถึง 10 กิโลวัตต์