Widely publicized estimates show th

Widely publicized estimates show that systems driven by electric motors consume more than half of the electricity produced in the United States and more than 70 percent of the electricity used in many industrial plants.1 Now that energy and operating costs are at a premium, it makes more sense than ever to increase motor efficiency.

Many facilities find it makes sense to divide their motor efficiency strategy into three phases:

Overall assessment
Immediate improvements
Long-term
This article briefly outlines Step 1 and provides details on Step 2. An upcoming article will provide details for Step 3.



Methods to optimize electric motor efficiency

Phase 1: Assessment
Here’s what a motor assessment involves:

Survey and document how many motors, at what age, horsepower and ratings, with what level of controls are present in your facility.
Identify the highest and most critical loads.
For those key units, use a power logger to evaluate their energy consumption (power draw).
This will give you a general energy-consumption map for motors in your facility.

Phase 2: Immediate improvements
There are two kinds of immediate improvements that you can make.

Changes to the units and to unit operation
Repairs
Changes to the units may include replacing some motors with higher-efficiency or better-sized models, adding controls to others to right-size output, and rescheduling which motors run when compared to demand and utility rates.

To determine whether any of these changes make sense in your facility, use a motor efficiency calculator such as MotorMaster+ from the U.S. Department of Energy. It can help you calculate savings per motor and per efficiency step.

Otherwise, there are three inspection points that you should make to all motors that you intend to keep operational:

Voltage unbalance
Current unbalance
Power factor
If tests show problems with any of these three variables, correcting those problems can yield immediate efficiency improvements. Logically, you should also incorporate these tests into long-term regular maintenance to sustain any short-term improvements you make at this stage.

Voltage unbalance
Voltage unbalance is a measure of voltage differences among the phases of a three-phase system. For optimum motor performance, the phase voltages should be equal or very close to equal. Besides causing poor motor performance, voltage unbalance shortens a motor’s life.

Voltage unbalance is 100 times the maximum voltage variation from average divided by the average voltage of the three phases. This calculation produces the unbalance as a percentage. The U.S. Department of Energy (DOE) presents the following example:2 If measured line voltages are 462 V, 463 V and 455 V, the average is 460 V. So, the voltage unbalance is:

[(460 – 455) x 100] ÷ 460 = 1.1%

Overall, voltage unbalance should be less than 1 percent and never more than 5 percent. Standard EN50160 requires less than 2 percent voltage unbalance at the point of common coupling. National Electrical Manufacturers Association (NEMA) specifications call for less than 5 percent for motor loads, but recommend that voltage unbalances at motor terminals not exceed 1 percent and that the motors be derated for higher percentages.3

Measuring for voltage unbalance should be performed regularly at motor terminals using a power quality analyzer to verify that voltage unbalance is below 5 percent. In addition, regular thermal inspections might reveal high-resistance connections in the switchgear, disconnects or motor connection boxes, which can cause voltage unbalance. Other possible sources of voltage unbalance include faulty power-factor correction devices, unbalanced or inconsistent supply voltages, unbalanced transformer banks, unevenly distributed single-phase loads, single-phase to ground faults or an open circuit on a distribution system primary.

Corrections should be done by an experienced electrician or power specialist. Begin by checking supply voltages from the adjustable speed drive (if one is used in the system). Also, check utility inputs to the plant and transformer outputs to the system. If balanced phases are found at these “sources,” then the best approach is to begin at the motor and systematically work back to the initial source, the utility’s electric supply.

Potential savings and ROI: The best way to calculate overall savings is to use a software tool such as MotorMaster+. Here’s how the basic calculation works, if you know the following (sample values appear in parentheses):

Loading on the motor (100%)
Horsepower (100 hp)
Run time (8,000 hours per year)
Efficiency at nominal unbalance for the loading (94.4%)4
Efficiency at actual unbalance and loading (93%)
One horsepower converts to 0.746 kilowatts
Using the sample values provided, the annual energy savings (AEs) following corrective action would be:

AEs = 100 hp x 0.746 kW/hp x 8,000 hr/yr x (100 ÷ 93 – 100 ÷ 94.4) = 9,517

Kết quả (Việt) 1:

Công bố công khai rộng rãi ước tính cho rằng hệ thống thúc đẩy bởi các động cơ điện tiêu thụ nhiều hơn một nửa số điện sản xuất tại Hoa Kỳ và hơn 70 phần trăm của điện được sử dụng trong rất nhiều công nghiệp plants.1 bây giờ mà năng lượng và chi phí vận hành là một phí bảo hiểm, nó làm cho ý nghĩa hơn hơn bao giờ hết để tăng cơ hiệu quả.Nhiều phương tiện tìm thấy nó làm cho tinh thần để phân chia chiến lược hiệu quả động cơ của họ thành ba giai đoạn:Đánh giá tổng thểCải tiến ngay lập tứcDài hạnBài viết này một thời gian ngắn vạch ra các bước 1 và cung cấp thông tin chi tiết về các bước 2. Một bài viết sắp tới sẽ cung cấp thông tin chi tiết cho bước 3.Các phương pháp để tối ưu hóa hiệu suất điện motorGiai đoạn 1: đánh giáDưới đây là những gì liên quan đến một đánh giá động cơ:Khảo sát và tài liệu có bao nhiêu cơ, lúc tuổi gì, mã lực và xếp hạng, với mức độ điều khiển đang hiện diện trong cơ sở của bạn.Xác định tải trọng cao nhất và quan trọng nhất.Đối với những đơn vị chính, sử dụng logger quyền lực để đánh giá họ tiêu thụ năng lượng (điện vẽ).Điều này sẽ cho bạn một bản đồ tiêu thụ năng lượng tổng hợp cho động cơ ở cơ sở của bạn.Giai đoạn 2: Cải tiến ngay lập tứcKhông có hai loại cải tiến ngay lập tức bạn có thể thực hiện.Thay đổi để các đơn vị và đơn vị hoạt độngSửa chữaThay đổi đối với các đơn vị có thể bao gồm thay thế động cơ một số mô hình hiệu quả cao hơn hoặc nhiều kích cỡ, thêm điều khiển để người khác kích thước bên phải ra, và gia hạn mà động cơ chạy khi so sánh với tỷ giá theo yêu cầu và các tiện ích.Để xác định cho dù bất kỳ những thay đổi có ý nghĩa trong cơ sở của bạn, sử dụng một máy tính hiệu quả động cơ như MotorMaster + từ bộ năng lượng Hoa Kỳ. Nó có thể giúp bạn tiết kiệm một động cơ và cho hiệu quả bước tính toán.Nếu không, có là ba điểm kiểm tra mà bạn nên làm cho tất cả các động cơ mà bạn dự định để giữ cho hoạt động:Mất cân bằng ápHiện nay mất cân bằngHệ số công suấtNếu xét nghiệm cho thấy các vấn đề với bất kỳ các biến ba, sửa chữa những vấn đề có thể mang lại những cải tiến hiệu quả ngay lập tức. Một cách hợp lý, bạn cũng nên kết hợp các xét nghiệm này thành lâu dài bảo trì thường xuyên để duy trì bất kỳ cải tiến ngắn hạn bạn thực hiện ở giai đoạn này.Mất cân bằng ápMất cân bằng điện áp là một thước đo của sự khác biệt điện áp giữa các giai đoạn của một hệ thống ba giai đoạn. Cho hiệu suất động cơ tối ưu, voltages giai đoạn nên được tương đương hoặc rất gần gũi với bằng. Bên cạnh việc gây ra hiệu suất vận động kém, mất cân bằng điện áp rút ngắn cuộc sống của một động cơ.Mất cân bằng điện áp là 100 lần biến đổi điện áp tối đa từ trung bình chia cho điện áp trung bình của ba giai đoạn. Việc tính toán này tạo ra sự mất cân bằng một tỷ lệ phần trăm. Những món quà Hoa Kỳ vùng năng lượng (DOE) sau ví dụ: 2 Nếu đo dòng điện áp là 462 V, 463 V và 455 V, các trung bình là 460 V. Vì vậy, mất cân bằng điện áp là:[(460 – 455) x 100] ÷ 460 = 1,1%Nhìn chung, mất cân bằng điện áp nên là ít hơn 1% và không bao giờ nhiều hơn 5%. EN50160 tiêu chuẩn đòi hỏi ít hơn 2 phần trăm điện áp mất cân bằng ở điểm thường gặp khớp nối. Quốc gia điện nhà sản xuất Hiệp hội (NEMA) thông số kỹ thuật gọi cho ít hơn 5% đối với xe tải, nhưng khuyên bạn nên điện áp unbalances lúc động cơ thiết bị đầu cuối không vượt quá 1 phần trăm và rằng các động cơ được làm cho cao percentages.3Đo lường cho mất cân bằng điện áp nên được thực hiện thường xuyên tại nhà ga vận động bằng cách sử dụng một phân tích chất lượng điện để xác minh rằng mất cân bằng điện áp dưới 5%. Ngoài ra, thường xuyên kiểm tra nhiệt có thể tiết lộ các kết nối cao-kháng switchgear, ngắt kết nối hoặc động cơ hộp nối, có thể gây ra mất cân bằng điện áp. Các nguồn khác có thể mất cân bằng điện áp bao gồm các thiết bị hiệu chỉnh hệ số công suất bị lỗi, không cân bằng hoặc không phù hợp cung cấp điện áp, biến áp không cân bằng ngân hàng, phân bố không đều tải trọng một pha, một pha đất lỗi hoặc một mạch mở trên một hệ thống phân phối chính.Chỉnh sửa nên được thực hiện bởi một thợ điện có kinh nghiệm hoặc sức mạnh chuyên gia. Bắt đầu bằng cách kiểm tra nguồn cung cấp điện áp từ điều chỉnh tốc độ lái xe (nếu một được sử dụng trong hệ thống). Ngoài ra, hãy kiểm tra Tiện ích đầu vào đến đầu ra thực vật và biến hệ thống. Nếu pha cân bằng được tìm thấy tại các "nguồn", sau đó phương pháp tốt nhất là bắt đầu động cơ và hệ thống làm việc quay lại ban đầu nguồn, nguồn cung cấp điện của tiện ích.Tiềm năng tiết kiệm và ROI: cách tốt nhất để tính toán tiết kiệm tổng thể là sử dụng một công cụ phần mềm chẳng hạn như MotorMaster +. Đây là tính toán cơ bản như thế, nếu bạn biết những điều sau đây (giá trị mẫu xuất hiện trong ngoặc đơn):Tải trên động cơ (100%)Mã lực (100 hp)Chạy thời gian (8000 giờ trong một năm)Hiệu quả tại mất cân bằng trên danh nghĩa cho tải (94.4%) 4Hiệu quả thực sự mất cân bằng và tải (93%)Một trong những mã lực chuyển đổi để 0.746 kilowattsSử dụng các mẫu giá trị cung cấp, các khoản tiết kiệm năng lượng hàng năm (AEs) hành động khắc phục sau đây sẽ là:AEs = 100 hp x 0.746 kW/hp x 8.000 giờ/năm x (100 ÷ ÷ 93-100 94.4) = 9,517

Kết quả (Việt) 2:

Ước tính công bố rộng rãi cho thấy rằng hệ thống điều khiển bằng động cơ điện tiêu thụ hơn một nửa lượng điện sản xuất tại Hoa Kỳ và hơn 70 phần trăm điện được sử dụng trong nhiều plants.1 công nghiệp Giờ đây chi phí năng lượng và điều hành là một bảo hiểm, nó làm cho ý nghĩa hơn bao giờ hết để tăng hiệu suất động cơ.

nhiều cơ sở tìm thấy nó có ý nghĩa để phân chia chiến lược hiệu suất động cơ của họ thành ba giai đoạn:

đánh giá chung
cải thiện ngay lập tức
dài hạn
bài viết này phác thảo ngắn gọn Bước 1 và cung cấp thông tin chi tiết về Bước 2. Một bài viết sắp tới sẽ cung cấp chi tiết cho Bước 3.



các phương pháp để tối ưu hóa động cơ điện hiệu quả

giai đoạn 1: đánh giá
đây là những đánh giá động cơ bao gồm:

. Khảo sát và tài liệu có bao nhiêu động cơ, độ tuổi mà, mã lực và xếp hạng, với những mức độ kiểm soát được hiện diện trong cơ sở của bạn
Xác định . cao nhất và tải quan trọng nhất
. đối với những đơn vị chủ chốt, sử dụng một logger điện để đánh giá mức tiêu thụ năng lượng của họ (điện vẽ)
Điều này sẽ cung cấp cho bạn một bản đồ tổng năng lượng tiêu thụ cho động cơ trong cơ sở của bạn.

Giai đoạn 2: ngay lập tức cải thiện
có hai loại cải thiện ngay lập tức mà bạn có thể thực hiện.

thay đổi để các đơn vị và đơn vị hoạt động
sửa chữa
thay đổi cho các đơn vị có thể bao gồm thay thế một số động cơ với hiệu suất cao hơn hoặc các mô hình có kích thước tốt hơn, bổ sung thêm các điều khiển cho người khác để đầu ra đúng kích thước, và động cơ cấu lại mà chạy khi so sánh với giá nhu cầu và tiện ích.

để xác định xem bất kỳ những thay đổi có ý nghĩa trong cơ sở của bạn, sử dụng một máy tính hiệu suất động cơ như MotorMaster + từ Bộ năng lượng Mỹ. Nó có thể giúp bạn tính toán tiền tiết kiệm mỗi động cơ và mỗi bước hiệu quả.

Nếu không, có ba điểm kiểm tra mà bạn nên làm cho tất cả các động cơ mà bạn có ý định giữ hoạt động:

Điện áp mất cân bằng
hiện tại mất cân bằng
hệ số công suất
Nếu xét nghiệm cho thấy vấn đề với bất kỳ của ba biến , sửa chữa những vấn đề có thể mang lại những cải tiến hiệu quả ngay lập tức. Một cách hợp lý, bạn cũng nên kết hợp các xét nghiệm này thành bảo trì thường xuyên lâu dài để duy trì bất kỳ cải thiện ngắn hạn bạn thực hiện ở giai đoạn này.

Voltage mất cân bằng
điện áp không cân bằng là một thước đo của sự khác biệt điện áp giữa các giai đoạn của một hệ thống ba pha. Đối với hiệu suất động cơ tối ưu, các điện áp giai đoạn cần được bình đẳng hoặc rất gần bằng nhau. Bên cạnh đó gây hiệu suất động cơ kém, mất cân bằng điện áp sẽ rút ngắn cuộc sống. Của động cơ

điện áp không cân bằng là 100 lần biến đổi điện áp tối đa từ trung bình chia cho điện áp trung bình của ba giai đoạn. Cách tính này tạo ra sự mất cân bằng tỷ lệ phần trăm. Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) trình bày các ví dụ sau: 2 Nếu điện áp dòng đo là 462 V, 463 V và 455 V, trung bình là 460 V. Vì vậy, sự mất cân bằng điện áp là:

[(460-455) x 100] ÷ 460 = 1.1%

Nhìn chung, điện áp không cân bằng nên được ít hơn 1 phần trăm và không bao giờ nhiều hơn 5 phần trăm. Tiêu chuẩn EN50160 đòi hỏi ít hơn 2 phần trăm mất cân bằng điện áp tại các điểm kết nối. Hiệp hội các nhà sản xuất điện quốc gia (NEMA) thông số kỹ thuật gọi cho ít hơn 5 phần trăm cho tải động cơ, nhưng khuyên điện áp unbalances tại các bến xe không vượt quá 1 phần trăm và rằng các động cơ giảm hiệu suất cho percentages.3 cao

đo cho sự mất cân bằng điện áp nên được thực hiện thường xuyên tại thiết bị đầu cuối động cơ sử dụng một máy phân tích chất lượng điện năng để xác minh rằng điện áp không cân bằng là dưới 5 phần trăm. Ngoài ra, kiểm tra nhiệt thông thường có thể tiết lộ các kết nối điện trở cao trong thiết bị chuyển mạch, ngắt kết nối, hộp nối động cơ, mà có thể gây ra điện áp không cân bằng. Các nguồn khác có thể mất cân bằng điện áp bao gồm các thiết bị bị lỗi số công suất, điện áp nguồn cung cấp không cân bằng hoặc không phù hợp, các ngân hàng biến áp không cân bằng, phân bố không đều tải một pha, một pha lỗi mặt đất hoặc một mạch mở trên chính hệ thống phân phối.

Sửa chữa nên có thực hiện bởi một thợ điện có kinh nghiệm hoặc chuyên gia điện. Bắt đầu bằng cách kiểm tra điện áp cung cấp từ các ổ đĩa tốc độ điều chỉnh (nếu được sử dụng trong hệ thống). Ngoài ra, kiểm tra đầu vào tiện ích để các kết quả đầu ra thực vật và biến vào hệ thống. Nếu giai đoạn cân bằng được tìm thấy ở những "nguồn", sau đó là cách tiếp cận tốt nhất là bắt đầu vào động cơ và hệ thống làm việc trở lại nguồn ban đầu, cung cấp điện của công ty.

Tiết kiệm tiềm năng và ROI: Cách tốt nhất để tính toán tiết kiệm tổng thể là sử dụng một công cụ phần mềm như MotorMaster +. Dưới đây là cách tính toán cơ bản các công trình, nếu bạn biết những điều sau đây (các giá trị mẫu xuất hiện trong ngoặc đơn):

tải về động cơ (100%)
Mã lực (100 hp)
Chạy thời gian (8.000 giờ mỗi năm)
Hiệu quả ở mất cân bằng danh nghĩa cho tải (94,4 %) 4
Hiệu quả ở mất cân bằng thực tế và tải (93%)
Một mã lực chuyển đổi để 0,746 kW
Sử dụng các giá trị mẫu được cung cấp, tiết kiệm năng lượng hàng năm (AES) sau hành động khắc phục sẽ là:

AES = 100 hp x 0,746 kW / hp x 8.000 giờ / năm x (100 ÷ 93-100 ÷ 94,4) = 9517