Optimaliseer de efficiëntie van elektromotoren: Krijg meer waar voor uw geld

Voor het eerst hier gepubliceerd.

Elektromotoren zijn toestellen die elektrische energie omzetten in mechanische kracht. Zij werken volgens de principes van het elektromagnetisme, waarbij de wisselwerking tussen wikkelende stromen en magnetische velden wordt gebruikt om kracht op te wekken. Sommige motoren, zoals die welke in de vervoersector worden gebruikt, kunnen het effect omkeren en ook elektriciteit opwekken, waarbij kracht in elektriciteit wordt omgezet.

Veel industriële fabrieken schrijven meer dan 70% van hun stroomverbruik toe aan motoren, dus zelfs een kleine verhoging van de efficiëntie kan de energie-uitgaven drastisch verlagen en ook de winst verbeteren.

Hoe de motorefficiëntie te verhogen

Er zijn een aantal gebieden waar verlies in motorefficiëntie kan optreden. Deze variëren van wrijvings- en warmteverliezen tot dissipatie van het magnetisch veld binnen de kern van de motor. Zelfs het type materiaal dat wordt gebruikt kan van invloed zijn op de algehele efficiëntie van een motor.

Het verbeteren van de efficiëntie van motoren kan in 3 fasen worden opgesplitst:

Fase 1 - Beoordeling

De eerste stap is het monitoren en documenteren van elke motor, en het beoordelen van het huidige prestatieniveau. Verzamel en registreer details die essentieel zijn voor de beoordeling van de huidige efficiëntie of het verbruik van de motor, zoals:

• De leeftijd van de motor
• Hoeveel pk de motor werkelijk genereert
• Vermogen en verbruik
• Wat voor controleniveaus zijn geïmplementeerd in uw faciliteit
• Identificeer de verschillende belastingen waaraan de motor wordt blootgesteld met behulp van een vermogenslogger

Zodra u over alle informatie beschikt, kunt u een efficiëntieberekeningssysteem, zoals motor master, gebruiken om de efficiëntie van de motor te berekenen.

Fase 2 - Verbetering

U kunt de informatie die u in fase 1 hebt verzameld meteen gebruiken om verbeteringen aan te brengen. Oudere motoren zijn inherent inefficiënt, dus ze kunnen worden vervangen door moderne motoren met een hoger rendement. Als er motoren zijn die te groot of te klein zijn, vervang ze dan door beter gedimensioneerde modellen om de efficiëntie te verbeteren.

Om de motoren die u wilt houden te optimaliseren, inspecteert u ze op drie variabelen waarvan bekend is dat ze de efficiëntie en zelfs de levensduur van de motor aanzienlijk verminderen:

1. Spanningsonbalans In een driefasenmotor is spanningsonbalans het verschil in spanningen tussen de fasen. Voor optimale prestaties en efficiëntie moeten de spanningen van de fasen gelijk zijn, of er zo dicht mogelijk bij: De berekening van spanningsonbalans (Vu) is vrij eenvoudig:
   • Gemiddelde van de spanning over alle drie de fasen (Va)
   • Bereken de grootste afwijking van het gemiddelde (Vm)
   • Deel het verschil door de gemiddelde spanning en vermenigvuldig het met 100

   [(Va-Vm)X100] ÷ Va = Vu

   Bij een gemiddelde spanning van 460V geeft een verschil van slechts 5V een spanningsonbalans van 1,1%. Hoewel de National Electrical Manufacturers Association (NEMA) en de norm EN50160 een maximale onbalans van respectievelijk 5% en 2% voorschrijven, wordt gewoonlijk een verschil van 1% of minder aanbevolen.

2. Stroomonevenwichtigheid Stroomonevenwichtigheid is vergelijkbaar met spanningsonevenwichtigheid. In tegenstelling tot de spanning wordt zij berekend door het verschil te meten tussen de stroom die wordt getrokken aan elk van de poten van een driefasige motor. De methode om stroomonbalans te corrigeren hangt af van de factoren die de onbalans veroorzaken:
   • Vermogensfactorcorrectie-inrichting voor onbalans veroorzaakt door de voeding
   • Herwikkelen of vervangen van de motor wegens interne gebreken of foutieve installatie
   • In sommige gevallen verdient het de voorkeur een nieuwe motor te kopen-
     • Motoren ouder dan 15 jaar en kleiner dan 40 pk
     • Niet-gespecialiseerde motoren onder 15 pk
     • De kosten van het herwikkelen bedragen meer dan 50% van de aankoop van een nieuwe motor
3. Vermogensfactor De vermogensfactor is de verhouding (of het percentage) tussen het werkelijke vermogen (in KW) van een motor en zijn schijnbare (totale) vermogen (in KVA). Het schijnbaar vermogen is een uitdrukking van het werkelijke vermogen van de motor en zijn reactief vermogen in kilovars (kVAR). De arbeidsfactor moet worden geëvalueerd voor alle belangrijke belastingen en stroomkringen, niet alleen voor motoren. Een verhoging van het reactief vermogen van een motor verhoogt het schijnbaar vermogen. Hierdoor daalt de arbeidsfactor. Hoe dichter de arbeidsfactor bij 1 (of 100%) ligt, hoe beter, dus een vermindering van het reactief vermogen is over het algemeen beter voor het rendement.

   Het doel van het vaststellen van de arbeidsfactor is vast te stellen welke belastingen het blindvermogen doen achterlopen en strategieën te ontwerpen die de arbeidsfactor kunnen verbeteren.

Fase 3 - Verlengen van de levensduur

Naast de hierboven genoemde methoden zijn er nog een paar strategieën die u kunt gebruiken om de levensduur van de motoren in uw installatie te verlengen, en daarmee ook hun operationele efficiëntie:

• Laminering - In plaats van goedkopere koolstofstalen, kan laminering worden gebruikt die staal bevat dat een beetje silicium heeft. Door dunnere lamineringen te gebruiken en de lengte ervan te vergroten, worden de kernverliezen beperkt doordat de effecten van verzadiging en hysteresis worden beperkt.
• Smering - Het smeerinterval wordt bepaald door een aantal factoren, zodat u voorzichtig moet zijn bij het aanbrengen van smeermiddelen. Verschillende soorten vet, zelfs die met dezelfde elementen, mogen nooit worden gemengd.
• Isolatie - De efficiëntie kan ook afnemen als gevolg van wervelstromen. Deze kunnen worden geminimaliseerd door platen of laminering goed te isoleren.

_____________

Blijf op de hoogte! Beste ideeën voor energie-efficiëntie en energietransitie...