Стоимость энергии для работы электродвигателя в течение десяти лет как минимум в 30 раз превышает первоначальную закупочную цену. Марек Лукашчик из компании WEG, производящей двигатели и приводы, объясняет пять способов повышения энергоэффективности двигателей, поскольку на потребление энергии приходится подавляющая часть затрат на весь срок службы. К счастью, изменения на заводе не должны быть огромными, чтобы получить экономию. Многие из этих изменений будут работать с вашей существующей занимаемой площадью и оборудованием.
Многие используемые электродвигатели либо имеют низкий КПД, либо не имеют подходящего размера для применения. Обе проблемы приводят к тому, что двигатели работают с большей нагрузкой, чем им нужно, и при этом потребляют больше энергии. Точно так же старые двигатели могли быть перемотаны несколько раз во время обслуживания, что снизило их эффективность.
Фактически, считается, что двигатель теряет от одного до двух процентов кпд при каждом перемотке. Поскольку потребление энергии составляет 96 процентов от общей стоимости жизненного цикла двигателя, доплата за двигатель с повышенным КПД приведет к окупаемости инвестиций в течение его срока службы.
Но если двигатель исправен и проработал десятилетиями, стоит ли его модернизировать? При правильном поставщике двигателя процесс обновления не помешает. Предварительно определенный график гарантирует, что замена двигателя будет выполнена быстро и с минимальным временем простоя. Выбор стандартных промышленных посадочных мест помогает упростить этот процесс, так как компоновка фабрики не нуждается в изменении.
Очевидно, что если у вас на предприятии сотни двигателей, невозможно заменить их за один раз. Сначала выберите двигатели, которые подвергались перемотке, и спланируйте график замен на два-три года, чтобы избежать значительных простоев.
Датчики мощности двигателя
Чтобы двигатели работали оптимально, руководители предприятий могут установить дополнительные датчики. Благодаря таким важным показателям, как вибрация и температура, отслеживаемым в режиме реального времени, встроенная аналитика прогнозного обслуживания позволит выявить будущие проблемы до выхода из строя. С помощью сенсорных приложений данные двигателя извлекаются и отправляются на смартфон или планшет. В Бразилии на одном заводе-изготовителе эта технология была реализована на двигателях, приводящих в движение четыре идентичных рециркуляционных машины. Когда группа технического обслуживания получила предупреждение о том, что уровень вибрации выше допустимого порога, их повышенная бдительность позволила им решить проблему.
Без этого понимания могло произойти неожиданное закрытие завода. Но где же экономия энергии в вышеупомянутом сценарии? Во-первых, повышенная вибрация - это повышенное потребление энергии. Прочные встроенные ножки на двигателе и хорошая механическая жесткость имеют решающее значение для снижения вибрации. Быстрое устранение неоптимальной производительности позволило свести к минимуму потери энергии.
Во-вторых, предотвращая полное отключение завода, не требовалось более высоких требований к энергии для перезапуска всех машин.
Установить устройства плавного пуска
Для машин и двигателей, которые не работают постоянно, руководители завода должны установить устройства плавного пуска. Эти устройства временно снижают нагрузку и крутящий момент в силовой передаче, а также скачки электрического тока двигателя во время запуска.
Думайте об этом как о красном светофоре. Вы можете ударить ногой по педали газа, когда загорится зеленый свет, но вы знаете, что это неэффективный и вызывающий механический стресс способ вождения, а также опасный.
Точно так же для машинного оборудования более медленный запуск требует меньше энергии и приводит к меньшим механическим нагрузкам на двигатель и вал. В течение всего срока службы двигателя устройство плавного пуска обеспечивает экономию средств за счет снижения затрат на электроэнергию. Некоторые устройства плавного пуска также имеют встроенную автоматическую оптимизацию энергии. Устройство плавного пуска идеально подходит для применения в компрессорах. Устройство плавного пуска определяет требования к нагрузке и соответствующим образом регулирует их, чтобы минимизировать энергозатраты.
Используйте привод с регулируемой скоростью (VSD)
Частотно-регулируемые приводы (VFD) или инверторные приводы, которые иногда называют частотно-регулируемыми приводами (VFD) или инверторными приводами, регулируют скорость электродвигателя в зависимости от требований приложения. Без этого контроля система просто тормозит, когда требуется меньшее усилие, вытесняя потерянную энергию в виде тепла. Например, в приложении с вентилятором VSD сокращают воздушный поток в соответствии с требованиями, а не просто перекрывают поток воздуха, сохраняя при этом максимальную мощность.
Объедините преобразователь частоты с двигателем сверхвысокого КПД, и снижение затрат на энергию будет говорить само за себя. Например, в градирнях использование двигателя W22 IE4 super premium с преобразователем частоты CFW701 HVAC при правильном размере обеспечивает снижение затрат на энергию до 80% и среднюю экономию воды на 22%.
В то время как действующие правила гласят, что двигатели IE2 должны использоваться с частотным преобразователем частоты, это сложно обеспечить в промышленности. Это объясняет, почему правила ужесточаются. С 1 июля 2021 года трехфазные двигатели должны будут соответствовать стандартам IE3 независимо от каких-либо дополнений VSD.
Изменения 2021 года также подталкивают VSD к более высоким стандартам, присваивая этой группе продуктов рейтинги IE. Ожидается, что они будут соответствовать стандарту IE2, хотя привод IE2 не обеспечивает эквивалентную эффективность двигателя IE2 - это отдельные системы оценки.
В полной мере используйте VSD
Одно дело установить VSD, другое - использовать его в полной мере. Многие VSD содержат полезные функции, о существовании которых руководители предприятий не подозревают. Насосы - хороший пример. Работа с жидкостью может быть турбулентной, между утечками и низкими уровнями жидкости многое может пойти не так. Встроенный контроль позволяет более эффективно использовать двигатели в зависимости от производственных требований и наличия жидкости.
Автоматическое обнаружение обрыва трубы в VSD может определять зоны утечки жидкости и соответствующим образом регулировать характеристики двигателя. Кроме того, обнаружение сухого насоса означает, что если жидкость заканчивается, двигатель автоматически отключается и выдается предупреждение о сухом насосе. В обоих случаях двигатель снижает потребление энергии, когда требуется меньше энергии для управления доступными ресурсами.
Если в приложении насоса используется несколько двигателей, управление подкачивающим насосом также может оптимизировать использование двигателей разных размеров. Может случиться так, что спрос требует использования только небольшого двигателя или комбинации малого и большого двигателя. Pump Genius обеспечивает повышенную гибкость в использовании двигателя оптимального размера для заданного расхода.
VSD могут даже выполнять автоматическую очистку крыльчатки двигателя, чтобы обеспечить постоянную очистку. Это поддерживает двигатель в оптимальном состоянии, что положительно влияет на энергоэффективность.
Если вы не готовы платить за электроэнергию в 30 раз больше, чем стоимость двигателя, пора внести некоторые из этих изменений. Они не произойдут в одночасье, но стратегический план, нацеленный на ваши наиболее неэффективные болевые точки, приведет к значительному повышению энергоэффективности.
Время публикации: ноя-09-2020