Die Energiekosten für den Betrieb eines Elektromotors über zehn Jahre betragen mindestens das 30-fache des ursprünglichen Kaufpreises. Marek Lukaszczyk vom Motor- und Antriebshersteller WEG erklärt, wie der Energieverbrauch für den überwiegenden Teil der gesamten Lebenskosten verantwortlich ist, und erläutert fünf Möglichkeiten zur Verbesserung der Energieeffizienz von Motoren. Zum Glück müssen Änderungen in einer Anlage nicht riesig sein, um Einsparungen zu erzielen. Viele dieser Änderungen funktionieren mit Ihrem vorhandenen Platzbedarf und Ihrer Ausrüstung.
Viele verwendete Elektromotoren haben entweder einen geringen Wirkungsgrad oder sind für die Anwendung nicht richtig dimensioniert. Beide Probleme führen dazu, dass Motoren härter arbeiten als nötig und dabei mehr Energie verbrauchen. In ähnlicher Weise können ältere Motoren während der Wartung einige Male zurückgespult worden sein, was ihre Effizienz verringert.
Tatsächlich wird geschätzt, dass ein Motor bei jedem Zurückspulen einen Wirkungsgrad von ein bis zwei Prozent verliert. Da der Energieverbrauch 96 Prozent der gesamten Lebenszykluskosten eines Motors ausmacht, führt die zusätzliche Zahlung für einen Motor mit Premium-Effizienz über die gesamte Lebensdauer zu einer Kapitalrendite.
Aber wenn der Motor funktioniert und seit Jahrzehnten funktioniert, lohnt es sich dann, ihn aufzurüsten? Mit dem richtigen Motorlieferanten ist der Upgrade-Prozess nicht störend. Ein vordefinierter Zeitplan stellt sicher, dass der Motoraustausch schnell und mit minimalen Ausfallzeiten durchgeführt wird. Die Entscheidung für branchenübliche Footprints hilft, diesen Prozess zu rationalisieren, da das Werkslayout nicht geändert werden muss.
Wenn Sie Hunderte von Motoren in Ihrer Einrichtung haben, ist es natürlich nicht möglich, diese auf einmal auszutauschen. Richten Sie sich an die Motoren, die zuerst zurückgespult wurden, und planen Sie einen Austauschplan über zwei bis drei Jahre, um erhebliche Ausfallzeiten zu vermeiden.
Motorleistungssensoren
Um den Motor optimal laufen zu lassen, können Werksleiter Nachrüstsensoren installieren. Mit wichtigen Messwerten wie Vibration und Temperatur, die in Echtzeit überwacht werden, werden integrierte prädiktive Wartungsanalysen zukünftige Probleme vor dem Ausfall identifizieren. Bei sensorgestützten Anwendungen werden Motordaten extrahiert und an ein Smartphone oder Tablet gesendet. In Brasilien implementierte eine Produktionsstätte diese Technologie bei Motoren, die vier identische Luftumwälzmaschinen antreiben. Als das Wartungsteam eine Warnung erhielt, dass das Vibrationsniveau höher als der akzeptable Schwellenwert war, konnten sie das Problem aufgrund ihrer erhöhten Wachsamkeit lösen.
Ohne diese Erkenntnis hätte es zu einer unerwarteten Betriebsunterbrechung kommen können. Aber wo sind die Energieeinsparungen in dem oben genannten Szenario? Erstens ist eine erhöhte Vibration ein erhöhter Energieverbrauch. Solide integrierte Füße an einem Motor und eine gute mechanische Steifigkeit sind entscheidend, um weniger Vibrationen zu gewährleisten. Durch schnelles Auflösen der nicht optimalen Leistung wurde diese Energieverschwendung auf ein Minimum reduziert.
Zweitens war durch die Verhinderung eines vollständigen Betriebsstillstands kein höherer Energiebedarf zum Neustart aller Maschinen erforderlich.
Installieren Sie weiche Starter
Bei Maschinen und Motoren, die nicht kontinuierlich laufen, sollten die Werksleiter Softstarter installieren. Diese Geräte reduzieren vorübergehend die Last und das Drehmoment im Antriebsstrang und den Stromstoß des Motors während des Startvorgangs.
Stellen Sie sich das an einer roten Ampel vor. Während Sie Ihren Fuß auf das Gaspedal treten könnten, wenn das Licht grün wird, wissen Sie, dass dies eine ineffiziente und mechanisch stressige Art zu fahren ist - und auch gefährlich.
In ähnlicher Weise verbraucht ein langsamerer Start bei Maschinenausrüstung weniger Energie und führt zu einer geringeren mechanischen Belastung des Motors und der Welle. Über die Lebensdauer des Motors sorgt ein Sanftanlasser für Kosteneinsparungen, die auf geringere Energiekosten zurückzuführen sind. Einige Softstarter haben auch eine automatische Energieoptimierung eingebaut. Ideal für Kompressoranwendungen, beurteilt der Softstarter die Lastanforderungen und passt sich entsprechend an, um den Energieverbrauch auf ein Minimum zu beschränken.
Verwenden Sie einen Frequenzumrichter (VSD).
VSDs werden manchmal als Frequenzumrichter (VFD) oder Umrichterantrieb bezeichnet und passen die Drehzahl eines Elektromotors an die Anwendungsanforderungen an. Ohne diese Steuerung bremst das System einfach, wenn weniger Kraft erforderlich ist, und stößt die verschwendete Energie als Wärme aus. In einer Lüfteranwendung beispielsweise reduzieren VSDs den Luftstrom gemäß den Anforderungen, anstatt einfach den Luftstrom zu unterbrechen, während die maximale Kapazität erhalten bleibt.
Kombinieren Sie einen VSD mit einem Super-Premium-Wirkungsgradmotor und die reduzierten Energiekosten sprechen für sich. Bei Kühlturmanwendungen bietet beispielsweise die Verwendung eines W22 IE4 Super Premium-Motors mit einem CFW701 HVAC VSD bei richtiger Größe eine Energiekostenreduzierung von bis zu 80% und eine durchschnittliche Wassereinsparung von 22%.
Während die aktuelle Verordnung besagt, dass IE2-Motoren mit einem VSD verwendet werden müssen, war dies branchenweit schwierig durchzusetzen. Dies erklärt, warum die Vorschriften strenger werden. Ab dem 1. Juli 2021 müssen Dreiphasenmotoren unabhängig von VSD-Ergänzungen die IE3-Standards erfüllen.
Die Änderungen von 2021 halten auch VSDs an höheren Standards fest und weisen dieser Produktgruppe auch IE-Bewertungen zu. Es wird erwartet, dass sie einen IE2-Standard erfüllen, obwohl ein IE2-Antrieb nicht den äquivalenten Wirkungsgrad eines IE2-Motors darstellt - dies sind separate Bewertungssysteme.
Nutzen Sie VSDs voll aus
Die Installation eines VSD ist eine Sache, die Nutzung des vollen Potenzials eine andere. Viele VSDs sind mit nützlichen Funktionen ausgestattet, von denen Werksleiter nicht wissen, dass sie existieren. Pumpenanwendungen sind ein gutes Beispiel. Der Umgang mit Flüssigkeiten kann turbulent sein. Zwischen Leckagen und niedrigen Flüssigkeitsständen kann viel schief gehen. Die eingebaute Steuerung ermöglicht einen effektiveren Einsatz von Motoren basierend auf den Produktionsanforderungen und der Verfügbarkeit von Flüssigkeiten.
Die automatische Erkennung von Rohrbrüchen im VSD kann Flüssigkeitsleckagezonen erkennen und die Motorleistung entsprechend anpassen. Zusätzlich bedeutet Trockenpumpenerkennung, dass der Motor automatisch deaktiviert wird, wenn Flüssigkeit austritt, und ein Trockenpumpenalarm ausgegeben wird. In beiden Fällen reduziert der Motor seinen Energieverbrauch, wenn weniger Energie benötigt wird, um die verfügbaren Ressourcen zu handhaben.
Wenn in der Pumpenanwendung mehrere Motoren verwendet werden, kann die Jockey-Pumpensteuerung auch die Verwendung von Motoren unterschiedlicher Größe optimieren. Es kann sein, dass bei Bedarf nur ein kleiner Motor oder eine Kombination aus kleinem und großem Motor verwendet werden muss. Pump Genius bietet mehr Flexibilität bei der Verwendung des Motors mit optimaler Größe für eine bestimmte Durchflussmenge.
VSDs können sogar eine automatische Reinigung des Motorlaufrads durchführen, um sicherzustellen, dass die Entgleisung konsistent durchgeführt wird. Dies hält den Motor in einem optimalen Zustand, was sich positiv auf die Energieeffizienz auswirkt.
Wenn Sie nicht glücklich sind, über ein Jahrzehnt das 30-fache des Motorpreises in Energiekosten zu zahlen, ist es Zeit, einige dieser Änderungen vorzunehmen. Sie werden nicht über Nacht stattfinden, aber ein strategischer Plan, der auf Ihre ineffizientesten Schwachstellen abzielt, führt zu erheblichen Vorteilen für die Energieeffizienz.
Post-Zeit: 09.11.2020