Повышение эффективности двигателя
В отличие от первоначальной покупки двигателя, когда ваше решение ограничивается приобретением стандартного и сверхэффективного двигателя, отказ двигателя или выгорание выдает три альтернативы. Ваши варианты - перемотка неисправного мотора, покупка нового двигателя с нормальной эффективностью или покупка энергосберегающего двигателя замены.
Что такое сценарий перемотки, если двигатель не работает? (фото: cdsrewinds.co.uk)
В этом случае затраты на трудозатраты на установку двигателя снова не включаются, так как существующий двигатель необходимо удалить и переустановить в любом случае.
Предполагая, что неисправный двигатель может быть перемотан, базовый или самый низкий первоначальный подход к стоимости заключается в том, чтобы перемотать двигатель на его оригинальные спецификации. Поскольку некоторые более старые двигатели U-Frame были построены с большими слотами, иногда можно выполнить «высокоэффективную» перемотку и немного повысить эффективность двигателя, добавив больше меди для уменьшения потерь I 2 R.
50 НЧ-перемотка аварийного двигателя - Снятый двигатель под ремонт
Если исходный блок был намотан алюминиевой проволокой, его следует заменить на медь.
Мотор должен быть перемотан с тем же (или большим) размером и конфигурацией обмоточной проволоки. Если ремонтная мастерская не имеет правильного размера провода на складе и использует провод меньшего диаметра, потери статора I 2 R будут увеличиваться.
В то время как уменьшение количества витков в обмотке статора уменьшает сопротивление обмотки, оно также сдвигает точку, в которой происходит пиковая эффективность двигателя в сторону более высоких нагрузок и увеличивается магнитное поле двигателя, пусковой ток, заблокированный ротор и максимальный крутящий момент, Изменение от 10 до 9 оборотов увеличит пусковой ток на 23%, что может вызвать проблемы в системах распределения электричества и защиты двигателя.
При типичной перемотке статор нагревается до температуры, достаточно высокой, чтобы заглушить ее обмотку изоляции. Затем обмотки удаляются и заменяются.
В прошлом многие магазины перемотки подчеркивали скорость. Высокие температуры были использованы для сокращения времени ремонта и быстрого возврата двигателя. Ручные фонари иногда использовались для смягчения лака для облегчения удаления катушки.
В результате более высокие температуры увеличивают потери за счет изменения электрических характеристик сердечника двигателя.
Как для стандартных, так и для высокопроизводительных двигателей, магазин перемотки должен следовать рекомендациям производителей отопительных приборов производителей двигателей.
При снятии старых обмоток важно, чтобы сердечник статора находился ниже 700 ° F. Если сердечник статора становится слишком горячим, изоляция между пластинами статора будет разрушаться, увеличивая потери на вихревые токи и снижая эффективность работы двигателя.
После повреждения изоляция ламината не может быть восстановлена, а потеря эффективности не будет восстановлена без серьезного ремонта, такого как переупаковка железа. Двигатель также становится менее надежным. Способы удаления изоляции варьируются между магазинами перемотки и должны быть исследованы до того, как решить, где следует перематывать двигатель.
Всегда выбирайте магазин с контролируемой термообработанной духовкой с обесточиванием, чтобы минимизировать потери в сердечнике.
В некоторых магазинах есть тестеры с потерей мощности и моторы могут определить, ремонтируются ли они до снятия. Ремонтная мастерская должна также определять и устранять причину отказа двигателя.
Помимо надлежащих процедур разметки, владелец мотора должен обеспечить, чтобы магазин перемотки делал следующее:
- Использует надлежащие методы очистки
- Устанавливает класс F или лучшую изоляцию
- Использует фазовую изоляцию между всеми фазовыми переходами
- Использует методы связывания и блокировки для обеспечения механической стабильности
- Пайки, а не обжимные соединения
- Использует надлежащую проводку и соединительные выступы
- Применяет надлежащую обработку лаком
Поскольку характеристики конструкции двигателя (такие как геометрия и конфигурация щелей), режимы отказа, методы перемотки, спецификации материалов и способы их обработки различаются, невозможно определить «типичную» стоимость перемотки для двигателя с заданной мощностью, скоростью и корпусом.
Потери мощности двигателя после перемотки также значительно различаются. В то время как испытания динамометров, проведенные Ассоциацией сервисных служб электрооборудования, показывают, что новые двигатели, когда они должным образом удаляются и перематываются, могут быть восстановлены до их первоначальной эффективности, полевые испытания двигателей с различных производственных установок показывают, что потери, как правило, выше в двигателях, которые были перемотка - возможно, из-за теплового удара, вызванного сбоем двигателя.
Анализ тестов потери мощности, проведенных в течение 1 года в ремонтных мастерских General Electric, показывает, что средние потери в сердечнике на 32% выше, чем обычно, для двигателей, которые ранее были перемотаны. General Electric также провела испытание 27 двигателей с обратной лопастью в диапазоне от 3 до 150 л.с.
Тест показывает, что общие потери увеличились на 18 процентов для двигателей, которые были перемотаны по сравнению с теми, которые не были перемотаны.
18% -ное увеличение потерь соответствует приблизительно 1, 5-2, 5% -ному снижению эффективности полной нагрузки.
Мощные моторы могут иметь серьезные потери эффективности, особенно если они были перемотаны более 15 лет назад или были перемотаны несколько раз. Возможны потери перемотки 5% и более.
Когда следует использовать энергосберегающий двигатель вместо перемотки неисправного двигателя с нормальной эффективностью?
Это решение довольно сложно, так как оно зависит от таких переменных, как стоимость перемотки, ожидаемая потеря обратной мощности, энергосберегающая цена покупки двигателя, мощность и эффективность двигателя, коэффициент нагрузки, годовые часы работы, цена на электроэнергию и простые критерии окупаемости.
По крайней мере, некоторое время, перемотка будет лучшим решением. Перспективы хорошей обратной перемотки значительно улучшились, если вы сохраняете хорошие данные о своих двигателях и предоставляете их в ремонтный цех. Ремонтные мастерские часто не могут получить полную спецификацию от производителей.
Они должны «реконструировать» двигатели, считая обмотки обмоток, отмечая шаблоны пазов, размеры проволоки и т. Д. Перед удалением старых обмоток. Иногда двигатель неоднократно проваливался в прошлом из-за предыдущей нестандартной перемотки.
Такую же ошибку можно повторить, если магазин не знает, что мотор является «повторным нарушителем» и отклоняет проблему. Точно так же двигатель иногда подвергается необычным требованиям к обслуживанию, например, частым пускам, загрязненной окружающей среде, низкому напряжению.
Большинство магазинов знают, как изменить оригинальные спецификации, чтобы приспособиться к таким условиям.
Эмпирические правила
Вот несколько «лишних» правил перемотки:
- Всегда пользуйтесь квалифицированным магазином перемотки. Качественная перемотка может поддерживать оригинальную эффективность двигателя. Однако, если сердечник двигателя поврежден или магазин перемотки небрежен, могут произойти значительные потери.
- Двигатели мощностью менее 100 л.с. и более 15 лет (особенно ранее перемоточные двигатели) часто имеют эффективность значительно ниже, чем модели тока. Обычно их лучше заменить.
- Если стоимость перемотки превышает 65 процентов от новой энергоэффективной цены на двигатель, купите новый двигатель. Повышенная надежность и эффективность должны быстро восстанавливать ценовую премию.
- Если ваша энергия стоит в среднем 0, 03 долл. США / кВтч или более, а двигатель работает не менее 4000 часов в год, энергосберегающий мотор стоит инвестиций. Более высокая цена покупки, как правило, будет погашена за счет экономии энергии в течение 2 лет.
Вот график, который поможет решить, когда выбрать энергоэффективный двигатель:
Выберите новый энергоэффективный двигатель, если:
| Ваши затраты на энергию: | Годовые часы использования равны или превышают: |
| $ 0.02 / кВтч | 6000 |
| $ 0, 03 / кВтч | 4000 |
| $ 0, 04 / кВтч | 3000 |
| $ 0, 05 / кВтч | 2000 |
В Таблице 1 показано, как затраты на перемотку безубыточности зависят от времени работы двигателя и простых критериев окупаемости. Стоимость безубыточности выражается в процентах от запасной энергоэффективной цены двигателя.
Новый энергоэффективный двигатель следует приобретать, если стоимость перемотки превышает указанную точку безубыточности. Таблица 1 может использоваться для двигателей NEMA Design B в диапазоне от 5 до 125 л.с.
Предположения, используемые при подготовке этой таблицы, включают ожидаемую 2-процентную потерю в среднем стандартном моторном КПД из-за перемотки, замену на средний энергоэффективный двигатель, работающий при коэффициенте загрузки 75 процентов, и учетную ставку скидка 65 процентов.
Таблица 1 - Исключительная стоимость перемотки в качестве процента от энергоэффективной цены на двигатель
| Простые критерии окупаемости (годы) | Годовые рабочие часы | ||
| 8000 | 6000 | 3000 | |
| 3 | 30% | 45% | 65% |
| 2 | 5% | 65% | 70% |
Вы можете легко выполнить анализ экономической эффективности для перемотки. Если вы можете быть уверены, что прошлые и будущие перемотки соответствуют всем вышеперечисленным рекомендациям, можно было бы сохранить первоначальную эффективность. В противном случае, две точки должны быть вычтены из вашей стандартной эффективности двигателя, чтобы отразить ожидаемые потери обратной перемотки.
Годовая экономия энергии и затрат определяется путем ввода соответствующих энергоэффективных характеристик двигателя, рабочих часов, цены на электроэнергию и коэффициента нагрузки в уравнения ниже. Поэтапная стоимость приобретения блока премиум-эффективности - это цена за новый двигатель за вычетом цены перемотки и любой скидки.
Где:
h p = рейтинг паспортной таблички двигателя
L = коэффициент нагрузки или процент полной рабочей нагрузки
E std = Стандартная мощность двигателя в реальных условиях нагрузки
E HE = Энергоэффективная эффективность двигателя в реальных условиях нагрузки, как
Простая окупаемость энергоэффективного двигателя - это просто дополнительная стоимость, деленная на общие годовые выгоды по экономии энергии.
Процесс перемотки двигателя (VIDEO)
Ссылка: Руководство по выбору энергоэффективного электромотора - Гилберт А. Маккой, Тодд Литман и Джон Г. Дуглас