電気モーターを10年間運転するためのエネルギーコストは、元の購入価格の少なくとも30倍です。ライフサイクルコストの大部分はエネルギー消費が原因であるため、モーターおよびドライブのメーカーであるWEGのMarek Lukaszczykは、モーターのエネルギー効率を改善する5つの方法について説明しています。ありがたいことに、プラントの変更は、節約を実現するために大規模である必要はありません。これらの変更の多くは、既存のフットプリントと機器で機能します。
使用されている多くの電気モーターは、効率が低いか、アプリケーションに適したサイズではありません。どちらの問題も、モーターが必要以上に激しく動作し、その過程でより多くのエネルギーを使用する結果になります。同様に、古いモーターはメンテナンス中に数回巻き戻され、効率が低下している可能性があります。
実際、モーターは巻き戻されるたびに1〜2パーセントの効率を失うと推定されています。エネルギー消費はモーターのライフサイクルコスト全体の96％を占めるため、プレミアム効率のモーターに追加料金を支払うと、その寿命全体にわたって投資収益率が得られます。
しかし、モーターが機能していて、何十年も機能している場合、それをアップグレードする手間をかける価値はありますか？適切なモーターサプライヤーがあれば、アップグレードプロセスは混乱を招きません。事前定義されたスケジュールにより、モーター交換が迅速かつ最小限のダウンタイムで実行されます。工場のレイアウトを変更する必要がないため、業界標準のフットプリントを選択すると、このプロセスを合理化するのに役立ちます。
明らかに、施設に何百ものモーターがある場合、一度にそれらを交換することは現実的ではありません。最初に巻き戻しが行われたモーターを対象とし、大幅なダウンタイムを回避するために2〜3年にわたる交換のスケジュールを計画します。
モーター性能センサー
モーターを最適に稼働させ続けるために、プラント管理者は改造センサーを設置できます。振動や温度などの重要な指標がリアルタイムで監視されるため、組み込みの予知保全分析により、障害が発生する前に将来の問題を特定できます。センサーベースのアプリケーションでは、モーターデータが抽出され、スマートフォンまたはタブレットに送信されます。ブラジルでは、ある製造工場が4台の同一の空気再循環機を駆動するモーターにこの技術を実装しました。メンテナンスチームは、許容しきい値よりも高い振動レベルがあるというアラートを受け取ったとき、警戒を強めることで問題を解決することができました。
この洞察がなければ、予期しない工場のシャットダウンが発生した可能性があります。しかし、前述のシナリオでのエネルギー節約はどこにありますか？第一に、振動の増加はエネルギー使用量の増加です。モーターのしっかりとした一体型の脚と優れた機械的剛性は、振動を少なくするために重要です。最適でないパフォーマンスを迅速に解決することにより、この無駄なエネルギーを最小限に抑えました。
第二に、工場の完全なシャットダウンを防ぐことにより、すべてのマシンを再起動するためのより高いエネルギー要件は必要ありませんでした。
ソフトスターターをインストールする
継続的に稼働しない機械やモーターの場合、プラント管理者はソフトスターターを設置する必要があります。これらの装置は、パワートレインの負荷とトルク、および始動時のモーターの電流サージを一時的に低減します。
これは赤い信号にあると考えてください。ライトが緑色に変わったらアクセルペダルを踏むこともできますが、これは非効率的で機械的にストレスの多い運転方法であり、危険でもあります。
同様に、機械設備の場合、始動が遅いほどエネルギーの使用量が少なくなり、モーターとシャフトへの機械的ストレスが少なくなります。ソフトスターターは、モーターの寿命全体にわたって、エネルギーコストの削減に起因するコスト削減を実現します。一部のソフトスターターには、自動エネルギー最適化も組み込まれています。ソフトスターターはコンプレッサーアプリケーションに理想的で、負荷要件を判断し、それに応じて調整してエネルギー消費を最小限に抑えます。
可変速ドライブ（VSD）を使用する
可変周波数ドライブ（VFD）またはインバータードライブと呼ばれることもあるVSDは、アプリケーションの要件に基づいて電気モーターの速度を調整します。この制御がないと、必要な力が少なくなるとシステムがブレーキをかけ、無駄なエネルギーを熱として放出します。たとえば、ファンアプリケーションでは、VSDは、最大容量を維持しながら単に気流を遮断するのではなく、要件に従って気流を低減します。
VSDを超プレミアム効率のモーターと組み合わせると、エネルギーコストの削減がそれを物語っています。たとえば、冷却塔のアプリケーションでは、適切なサイズの場合にCFW701 HVACVSDを備えたW22IE4スーパープレミアムモーターを使用すると、最大80％のエネルギーコスト削減と、22％の平均節水が実現します。
現在の規制では、IE2モーターはVSDで使用する必要があると規定されていますが、これを業界全体で実施することは困難でした。これが、規制が厳しくなっている理由です。2021年7月1日の時点で、VSDの追加に関係なく、三相モーターはIE3規格を満たす必要があります。
2021年の変更により、VSDもより高い基準に保たれ、この製品グループにもIE評価が割り当てられます。IE2ドライブはIE2モーターと同等の効率を表すものではありませんが、これらはIE2規格を満たすことが期待されます。これらは、個別の評価システムです。
VSDを最大限に活用する
VSDをインストールすることと、VSDを最大限に活用することは別のことです。多くのVSDには、プラント管理者が存在することを知らない便利な機能が満載されています。ポンプアプリケーションは良い例です。液体の取り扱いは乱れる可能性があり、漏れと低い液体レベルの間で、うまくいかないことがたくさんあります。内蔵の制御により、生産需要と流体の可用性に基づいてモーターをより効果的に使用できます。
VSDの自動破損パイプ検出は、液漏れゾーンを識別し、それに応じてモーター性能を調整できます。さらに、ドライポンプの検出とは、液体がなくなるとモーターが自動的に停止し、ドライポンプのアラートが発行されることを意味します。どちらの場合も、利用可能なリソースを処理するために必要なエネルギーが少ない場合、モーターはエネルギー消費を削減します。
ポンプアプリケーションで複数のモーターを使用する場合、ジョッキーポンプ制御はさまざまなサイズのモーターの使用を最適化することもできます。需要には、使用するのに小さなモーターだけ、または小さなモーターと大きなモーターの組み合わせが必要な場合があります。Pump Geniusは、特定の流量に最適なサイズのモーターを使用するための柔軟性を高めます。
VSDは、モーターインペラーの自動クリーニングを実行して、デラグが一貫して実行されるようにすることもできます。これにより、モーターが最適な状態に保たれ、エネルギー効率にプラスの効果があります。
10年間でエネルギー料金の30倍のモーター価格を支払うことに満足できない場合は、これらの変更のいくつかを行う時が来ました。それらは一夜にして起こることはありませんが、最も非効率的な問題点を対象とした戦略的計画は、エネルギー効率に大きなメリットをもたらします。
投稿時間：2020年11月9日