มอเตอร์อุตสาหกรรมมีสัดส่วนการใช้ไฟฟ้าในภาคอุตสาหกรรมมากกว่า 60% ของประเทศ และประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์ส่งผลกระทบโดยตรงต่อต้นทุนการดำเนินงานขององค์กรและการบรรลุเป้าหมาย “คาร์บอนคู่” ระดับชาติ ปัจจุบัน องค์กรส่วนใหญ่ยังคงใช้มอเตอร์ประสิทธิภาพต่ำ และมอเตอร์รุ่นเก่าบางรุ่นมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำกว่ามาตรฐานขั้นต่ำของประเทศ ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานเท่านั้น แต่ยังเพิ่มต้นทุนการบำรุงรักษาอุปกรณ์อีกด้วย ปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์มีหลายมิติ ซึ่งรวมถึงปัญหาการออกแบบและการผลิตของมอเตอร์เอง รวมถึงการเลือก การควบคุม และความเชื่อมโยงระหว่างการใช้งานและการบำรุงรักษาในกระบวนการใช้งาน เพื่อให้บรรลุการยกระดับประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์ องค์กรต่างๆ จำเป็นต้องกำหนดแนวทางแก้ไขอย่างเป็นระบบจากมุมมองของวงจรชีวิตทั้งหมด
ปัจจัยหลักที่มีผลต่อประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์อุตสาหกรรมมี 4 ประการหลักๆ ประการแรก ระดับประสิทธิภาพของมอเตอร์เองอยู่ในระดับต่ำ ซึ่งเป็นเหตุผลพื้นฐานที่สุด มอเตอร์ซีรีส์ JO2 แบบดั้งเดิมมีประสิทธิภาพเพียง 75-85% ในขณะที่มอเตอร์ประสิทธิภาพสูงที่ตรงตามมาตรฐาน IE3 มีประสิทธิภาพมากกว่า 90% ช่องว่างประสิทธิภาพการใช้พลังงานระหว่างทั้งสองอยู่ที่ 5-10% และความแตกต่างของการใช้พลังงานมีนัยสำคัญอย่างยิ่งในการใช้งานระยะยาว มอเตอร์ประสิทธิภาพต่ำมีการสูญเสียแกนเหล็ก การสูญเสียทองแดง และการสูญเสียเชิงกลสูง ตัวอย่างเช่น หากแกนเหล็กใช้แผ่นเหล็กซิลิคอนธรรมดาแทนแผ่นเหล็กซิลิคอนรีดเย็นคุณภาพสูง การสูญเสียฮิสเทรีซิสและการสูญเสียกระแสเอ็ดดี้จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ประการที่สอง การเลือกใช้งานที่ไม่สอดคล้องกับภาระ จึงมักเกิดปรากฏการณ์ "ม้าตัวใหญ่ลากเกวียนเล็ก" หลายองค์กรจงใจเลือกใช้มอเตอร์ที่มีกำลังสูงเพื่อหลีกเลี่ยงการโอเวอร์โหลดของมอเตอร์ ส่งผลให้มอเตอร์ทำงานในสภาวะโหลดต่ำ (ต่ำกว่า 50% ของโหลดที่กำหนด) เป็นเวลานาน ในเวลานี้ ประสิทธิภาพของมอเตอร์จะลดลงอย่างรวดเร็ว และค่าสัมประสิทธิ์การใช้พลังงานจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ตัวอย่างเช่น กำลังไฟฟ้าที่กำหนดของมอเตอร์ปั๊มน้ำในโรงงานเคมีอยู่ที่ 55 กิโลวัตต์ แต่โหลดจริงอยู่ที่ 20 กิโลวัตต์ และประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำกว่าค่าที่ออกแบบไว้มากกว่า 30% ประการที่สาม วิธีการควบคุมเป็นแบบย้อนกลับ ขาดการควบคุมความเร็วที่มีประสิทธิภาพ อุปกรณ์ลำเลียงของไหล เช่น พัดลมและปั๊มน้ำ มีสัดส่วนมากกว่า 40% ของมอเตอร์อุตสาหกรรมทั้งหมด โดยทั่วไป การไหลของอุปกรณ์ดังกล่าวจะถูกควบคุมโดยการปรับวาล์วและแผ่นกั้น และมอเตอร์จะทำงานที่ความเร็วที่กำหนดเสมอ ส่งผลให้เกิดการสูญเสียพลังงานจำนวนมากในการสูญเสียการควบคุม ประการที่สี่ การใช้งานและการบำรุงรักษาที่ไม่เหมาะสมนำไปสู่การลดลงของประสิทธิภาพของมอเตอร์ ตัวอย่างเช่น การขาดน้ำมันและการสึกหรอของตลับลูกปืนทำให้สูญเสียทางกลมากขึ้น การสะสมของฝุ่นละอองบนขดลวดทำให้การระบายความร้อนไม่ดีและการสูญเสียทองแดงเพิ่มขึ้น และฉนวนที่เสื่อมสภาพทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรในบริเวณนั้น ทั้งหมดนี้จะทำให้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานจริงของมอเตอร์ต่ำกว่าค่าที่ออกแบบไว้
เส้นทางหลักสำหรับองค์กรในการยกระดับประสิทธิภาพพลังงานของมอเตอร์คือการส่งเสริมการเปลี่ยนมอเตอร์ประสิทธิภาพต่ำ และเลือกมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงและประหยัดพลังงาน ควรยึดหลักการ “การจับคู่ที่ถูกต้อง” ระหว่างการเปลี่ยน แทนที่จะยึดติดกับข้อกำหนดสูงๆ อย่างไม่ไตร่ตรอง ประการแรก ควรตรวจสอบมอเตอร์ที่มีอยู่อย่างละเอียด เพื่อทดสอบระดับประสิทธิภาพ อัตราโหลดการทำงาน และข้อมูลการใช้พลังงาน ควรให้ความสำคัญกับการเปลี่ยนมอเตอร์ประสิทธิภาพต่ำที่ใช้งานมานานกว่า 10 ปี และมีอัตราโหลดมากกว่า 60% สำหรับอุปกรณ์ที่ทำงานอย่างต่อเนื่อง ควรเลือกใช้มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสประสิทธิภาพสูง หรือมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรที่ตรงตามมาตรฐาน IE3 หรือสูงกว่า สำหรับอุปกรณ์ที่มีโหลดแปรผัน ควรเลือกใช้มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร ซึ่งสามารถรักษาประสิทธิภาพสูงในช่วงโหลดที่กว้าง และประหยัดพลังงานได้มากกว่ามอเตอร์ IE3 ที่มีกำลังไฟฟ้าเท่ากัน 8%-15% หลังจากโรงงานสิ่งทอแห่งหนึ่งเปลี่ยนมอเตอร์ซีรีส์ JO2 จำนวน 20 ตัว เป็นมอเตอร์แม่เหล็กถาวรประสิทธิภาพสูง IE4 มอเตอร์แต่ละตัวสามารถประหยัดไฟฟ้าได้ปีละ 12,000 กิโลวัตต์ชั่วโมง และมีระยะเวลาคืนทุนเพียง 14 เดือน ในระหว่างกระบวนการเปลี่ยน ควรให้ความสำคัญกับขนาดการติดตั้งมอเตอร์ให้ตรงกับอุปกรณ์เดิม เพื่อหลีกเลี่ยงต้นทุนการแปลงที่สูงเกินไป ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อความเป็นไปได้ของโครงการ
ประการที่สอง ปรับปรุงวิธีการควบคุมมอเตอร์ให้เหมาะสมและส่งเสริมเทคโนโลยีการควบคุมความเร็วในการแปลงความถี่ การควบคุมความเร็วในการแปลงความถี่จะปรับความเร็วโดยการเปลี่ยนความถี่ของแหล่งจ่ายไฟของมอเตอร์ เพื่อให้กำลังขับของมอเตอร์ตรงกับความต้องการใช้งานอย่างแม่นยำ ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ที่มีภาระผันแปร เช่น พัดลม ปั๊มน้ำ และคอมเพรสเซอร์ ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าหลังจากใช้การควบคุมความเร็วในการแปลงความถี่แล้ว อัตราการประหยัดพลังงานเฉลี่ยของอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถสูงถึง 20%-40% และในบางกรณีที่มีความผันผวนของภาระสูง อัตราการประหยัดพลังงานอาจสูงกว่า 50% อีกด้วย ยกตัวอย่างเช่น หลังจากการแปลงความถี่ของมอเตอร์พัดลมเตาหลอมในโรงงานเหล็ก ความเร็วจะถูกปรับตามความต้องการใช้แรงดันอากาศของเตาหลอม ทำให้ประหยัดไฟฟ้าได้ 8 ล้านกิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปี สำหรับมอเตอร์กำลังสูง (เกิน 200 กิโลวัตต์) สามารถใช้วิธีการผสมผสานระหว่าง “การแปลงความถี่ + การสตาร์ทแบบนุ่มนวล” ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยควบคุมความเร็วและประหยัดพลังงานเท่านั้น แต่ยังช่วยป้องกันความเสียหายต่อระบบไฟฟ้าและมอเตอร์อันเนื่องมาจากกระแสไฟฟ้าขณะสตาร์ทอีกด้วย นอกจากนี้ สำหรับสายการผลิตที่มีการทำงานประสานกันของมอเตอร์หลายตัว สามารถนำระบบควบคุมแบบรวมศูนย์มาใช้เพื่อให้เกิดการกระจายโหลดที่สมดุลระหว่างมอเตอร์ และปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมให้ดียิ่งขึ้น
การจัดการการดำเนินงานและการบำรุงรักษาอย่างเป็นระบบเป็นเครื่องรับประกันประสิทธิภาพการทำงานของมอเตอร์ จัดทำระบบตรวจสอบประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์ รวบรวมข้อมูลแบบเรียลไทม์ เช่น แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า ตัวประกอบกำลัง และอุณหภูมิของมอเตอร์ ผ่านเซ็นเซอร์อัจฉริยะ และวิเคราะห์แนวโน้มการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพการใช้พลังงานด้วยแพลตฟอร์มอินเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม เพื่อตรวจจับความผิดปกติของประสิทธิภาพการใช้พลังงานได้อย่างทันท่วงที ดำเนินการบำรุงรักษาตามเป้าหมายอย่างสม่ำเสมอ: ตรวจสอบการหล่อลื่นตลับลูกปืนมอเตอร์ทุกเดือน เลือกจาระบีที่ทนต่ออุณหภูมิสูงและทนต่อการสึกหรอที่เหมาะสมเพื่อลดการสูญเสียทางกล ทำความสะอาดฝุ่นและน้ำมันบนขดลวดมอเตอร์และแผงระบายความร้อนทุกไตรมาสเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนและลดการสูญเสียทองแดง ดำเนินการทดสอบประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์ทุกปี ประเมินการลดทอนประสิทธิภาพ และจัดทำแผนการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน หลังจากจัดทำระบบตรวจสอบประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์อย่างชาญฉลาดแล้ว บริษัทผลิตชิ้นส่วนรถยนต์แห่งหนึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์ได้ 12% เมื่อเทียบกับก่อนหน้านี้ และลดเวลาหยุดทำงานที่เกิดจากความผิดพลาดลง 60%
นอกจากนี้ องค์กรต่างๆ ยังสามารถปรับรูปแบบสัญญาจ้างเหมาประสิทธิภาพพลังงาน (EPC) ให้เหมาะสมกับเงื่อนไขของตนเองได้ บริษัทผู้ให้บริการประหยัดพลังงานมืออาชีพจะเป็นผู้ลงทุน ออกแบบ ดัดแปลง ดำเนินการ และบำรุงรักษามอเตอร์ และสร้างประโยชน์ร่วมกันทั้งสองฝ่ายด้วยการประหยัดพลังงาน ซึ่งจะช่วยลดแรงกดดันด้านเงินทุนในระยะเริ่มต้น สรุปได้ว่า การเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานมอเตอร์ไม่ใช่โครงการเปลี่ยนอุปกรณ์เพียงครั้งเดียว แต่เป็นโครงการที่เป็นระบบของ “การเปลี่ยนมอเตอร์ประสิทธิภาพสูง + การเพิ่มประสิทธิภาพการควบคุมการแปลงความถี่ + การรับประกันการทำงานและการบำรุงรักษาอย่างชาญฉลาด” การดำเนินโครงการนี้ไม่เพียงแต่จะช่วยให้องค์กรต่างๆ ลดต้นทุนพลังงานและปรับปรุงเสถียรภาพการทำงานของอุปกรณ์ได้อย่างมีนัยสำคัญเท่านั้น แต่ยังช่วยให้บรรลุเป้าหมาย “คาร์บอนคู่” และสร้างความได้เปรียบในการแข่งขันในการพัฒนาอย่างยั่งยืนอีกด้วย




