Industriële motoren zijn goed voor meer dan 60% van het industriële elektriciteitsverbruik van het land. Hun energie-efficiëntie is direct van invloed op de bedrijfskosten en de realisatie van de nationale "dubbele koolstof"-doelstellingen. Momenteel gebruiken de meeste bedrijven nog steeds motoren met een laag rendement, en sommige oude motoren hebben zelfs een energie-efficiëntie die lager ligt dan de nationale minimumnormen. Dit leidt niet alleen tot energieverspilling, maar verhoogt ook de onderhoudskosten van de apparatuur. De factoren die de energie-efficiëntie van motoren beïnvloeden, zijn multidimensionaal en omvatten niet alleen de ontwerp- en productieproblemen van de motoren zelf, maar ook de selectie, besturing, bediening en het onderhoud van de motoren tijdens het gebruik. Om de energie-efficiëntie van motoren te verbeteren, moeten bedrijven systematische oplossingen formuleren vanuit het perspectief van de gehele levenscyclus.
De belangrijkste factoren die de energie-efficiëntie van industriële motoren beïnvloeden, omvatten voornamelijk vier aspecten. Ten eerste is het rendement van de motor zelf laag, wat de meest fundamentele reden is. Het rendement van traditionele JO2-serie motoren is slechts 75%-85%, terwijl het rendement van hoogrendementsmotoren die voldoen aan de IE3-norm meer dan 90% kan bedragen. Het verschil in energie-efficiëntie tussen beide bedraagt 5%-10% en het verschil in energieverbruik is extreem significant bij langdurig gebruik. Motoren met een laag rendement hebben een hoog verlies in de ijzerkern, koper en mechanisch verlies. Als de ijzerkern bijvoorbeeld gewone siliciumstaalplaten gebruikt in plaats van hoogwaardige koudgewalste siliciumstaalplaten, zullen het hystereseverlies en wervelstroomverlies aanzienlijk toenemen. Ten tweede is de selectie niet afgestemd op de belasting, en komt het fenomeen "groot paard dat een kleine kar trekt" veel voor. Veel bedrijven kiezen bewust voor motoren met een hoger vermogen om overbelasting te voorkomen, waardoor de motoren langdurig met een lage belasting (lager dan 50% van de nominale belasting) werken. Op dat moment daalt het motorrendement sterk en stijgt de energieverbruikscoëfficiënt aanzienlijk. Het nominale vermogen van een waterpomp in een chemische fabriek is bijvoorbeeld 55 kW, maar de werkelijke belasting is slechts 20 kW en de energie-efficiëntie is meer dan 30% lager dan de ontwerpwaarde. Ten derde is de regelmethode achterhaald, met een gebrek aan effectieve snelheidsregeling. Vloeistoftransportapparatuur zoals ventilatoren en waterpompen is goed voor meer dan 40% van alle industriële motoren. Traditioneel wordt de doorstroming van dergelijke apparatuur geregeld door het verstellen van kleppen en schotten, en draait de motor altijd op het nominale toerental, wat resulteert in een grote hoeveelheid energieverspilling door smoorverliezen. Ten vierde leiden onjuiste bediening en onderhoud tot een verslechtering van de motorprestaties. Zo verhogen een gebrek aan olie en slijtage van lagers mechanische verliezen, zorgt stofophoping op de wikkelingen voor een slechte warmteafvoer en verhoogd koperverlies, en veroorzaakt veroudering van de isolatie plaatselijke kortsluitingen. Dit alles zorgt ervoor dat het werkelijke energierendement van de motor lager ligt dan de ontwerpwaarde.
De belangrijkste manier voor bedrijven om de energie-efficiëntie van motoren te verbeteren, is door de vervanging van motoren met een laag rendement te bevorderen en motoren met een hoog rendement en energiebesparing te selecteren. Het principe van "nauwkeurige matching" moet bij vervanging worden gevolgd in plaats van blindelings hoge specificaties na te streven. Ten eerste moet een uitgebreide inspectie van bestaande motoren worden uitgevoerd om hun efficiëntieniveau, bedrijfsbelasting en energieverbruik te testen. Prioriteit moet worden gegeven aan de vervanging van motoren met een laag rendement die langer dan 10 jaar in bedrijf zijn en een belasting van meer dan 60% hebben. Voor apparatuur die continu in bedrijf is, moeten asynchrone motoren met een hoog rendement of synchrone motoren met permanente magneet die voldoen aan de IE3-norm of hoger worden geselecteerd; voor apparatuur met variabele belasting verdienen synchrone motoren met permanente magneet de voorkeur, omdat deze een hoog rendement kunnen behouden over een breed belastingsbereik en 8%-15% meer energie kunnen besparen dan IE3-motoren met hetzelfde vermogen. Nadat een textielfabriek 20 motoren uit de JO2-serie had vervangen door IE4-hoogrendementsmotoren met permanente magneten, bespaarde elke motor 12.000 kWh elektriciteit per jaar en bedroeg de terugverdientijd slechts 14 maanden. Tijdens het vervangingsproces moet er aandacht worden besteed aan de afstemming van de motorinstallatie op de oorspronkelijke apparatuur om te voorkomen dat buitensporige transformatiekosten de haalbaarheid van het project beïnvloeden.
Ten tweede, optimaliseer de motorbesturingsmethode en promoot technologie voor frequentieomzettingssnelheidsregeling. Frequentieomzettingssnelheidsregeling past de snelheid aan door de frequentie van de motorvoeding te wijzigen, zodat het motorvermogen nauwkeurig overeenkomt met de belastingsvraag. Dit is met name geschikt voor apparatuur met variabele belasting, zoals ventilatoren, waterpompen en compressoren. Gegevens tonen aan dat na toepassing van frequentieomzettingssnelheidsregeling de gemiddelde energiebesparing van dergelijke apparatuur 20%-40% kan bereiken, en de energiebesparing in sommige scenario's met hoge belastingsfluctuaties zelfs meer dan 50% bedraagt. Na de frequentieomzetting van de hoogovenventilatormotor in een staalfabriek wordt de snelheid bijvoorbeeld aangepast aan de vraag naar luchtdruk in de hoogoven, wat 8 miljoen kWh elektriciteit per jaar bespaart. Voor motoren met een hoog vermogen (meer dan 200 kW) kan een gecombineerd schema van "frequentieomzetting + softstart" worden toegepast, dat niet alleen snelheidsregeling en energiebesparing oplevert, maar ook schade aan het elektriciteitsnet en de motor door de impact van de aanloopstroom voorkomt. Bovendien kan voor productielijnen met gecoördineerde werking van meerdere motoren een gecentraliseerd besturingssysteem worden toegepast om een evenwichtige lastverdeling over de motoren te realiseren en de algehele energie-efficiëntie verder te verbeteren.
Wetenschappelijk beheer van de werking en het onderhoud is de garantie voor het behoud van de efficiënte werking van motoren. Implementeer een monitoringsysteem voor de energie-efficiëntie van motoren, verzamel realtime gegevens zoals motorspanning, stroomsterkte, arbeidsfactor en temperatuur via intelligente sensoren en analyseer de trend van veranderingen in de energie-efficiëntie met behulp van een industrieel internetplatform om afwijkingen in de energie-efficiëntie tijdig te detecteren. Voer regelmatig gericht onderhoud uit: controleer maandelijks de smering van motorlagers, selecteer geschikt hittebestendig en slijtvast vet om mechanisch verlies te verminderen; verwijder elk kwartaal stof en olie van de motorwikkelingen en koellichamen om de warmteafvoer te verbeteren en koperverlies te verminderen; voer jaarlijks energie-efficiëntietests uit op motoren, evalueer de prestatievermindering en stel preventieve onderhoudsplannen op. Na de implementatie van een intelligent bedienings- en onderhoudssysteem verhoogde een auto-onderdelenbedrijf de energie-efficiëntie van motoren met 12% ten opzichte van voorheen en verminderde de uitvaltijd door storingen met 60%.
Daarnaast kunnen bedrijven ook het model van energieprestatiecontracten (EPC) toepassen volgens hun eigen voorwaarden. Professionele energiebesparende dienstverleners zullen de investering, het ontwerp, de transformatie, de exploitatie en het onderhoud van motorupgrades op zich nemen en een win-winsituatie creëren door energiebesparende voordelen te delen, waardoor de initiële kapitaaldruk wordt verminderd. Kortom, het upgraden van de energie-efficiëntie van motoren is geen enkelvoudig vervangingsproject voor apparatuur, maar een systematisch project van "vervanging van hoogrenderende motoren + optimalisatie van de frequentieomzetting + intelligente werking en onderhoudsgarantie". Door dit project te implementeren, kunnen bedrijven niet alleen hun energiekosten aanzienlijk verlagen en de stabiliteit van de apparatuur verbeteren, maar ook bijdragen aan de realisatie van de "dubbele koolstof"-doelstellingen en een concurrentievoordeel behalen op het gebied van duurzame ontwikkeling.




