关于改装发动机你需要知道的8件事

能源效率是整个工业加工业(包括饲料和粮食)越来越感兴趣的话题。许多设备供应商现在提供高效率的线路以满足不断增长的需求，但也有方法在不购买新设备的情况下降低能源消耗。

将现有的电机驱动机械改造为符合NEMA Premium Efficient或eisa标准的电机，可以减少公用事业费用和温室气体排放。在某些情况下，简单地改造一个较小的尺寸的电机可以盈利。一些公用事业公司甚至对安装新电机和齿轮传动装置的客户提供奖励。

但改装发动机需要一定的成本，而且投资回报并不总是有保证的。应用程序和其他个别情况在决定哪些电机应该进行改造以获得最大的投资回报率方面起着作用。

饲料和谷物从电机和驱动制造商、设备供应商、磨坊主和工程师那里收集了8条关键信息，这将有助于规划整个工厂的电机改造路线。

1.优质高效电机是强制性的

自1997年以来，政府一直在强制规定美国制造的电机的最低效率水平——最初是根据《能源政策法案》(EPAct)，现在是根据《能源独立与安全法》(EISA)。在EPAct实施后，电机制造商开始提高他们的效率，超过最低要求，因此国家电气制造商协会(NEMA)制定了自己的标准，以识别超出规定水平的电机。

由于认识到该行业有能力满足一套更高的标准，EISA要求所有在2010年12月19日之后生产的电机必须满足NEMA高级高效™标准。

该规定对目前正在使用的电机没有影响，但这意味着如果今天购买2010年之前安装的同一台电机，可能会消耗更少的电力。其数量因马力和其他因素而异。

例如，在EPAct生效之前，一台5马力电机的效率要求是86%，然后EPAct将其提高到87.5%，现在EISA要求90.2%的效率。在一台100马力的电机上，效率从93%提高到93.6%，再到95%。

NEMA高级高效标准的完整列表可在www.nema.org获得。

2.检查电流电机的效率

当决定是否用高级高效电机改造设备时，必须验证当前电机的效率，以准确衡量节约潜力。

明尼苏达州明尼阿波利斯市Donaldson-Torit公司的产品经理Joe Kiolbasa说:“不可能在所有情况下都说有巨大的收益。”“两个主要因素是:现有电机的效率，以及它与目前市场上的效率相比如何。”

iia州际工程公司Sioux中心的高级项目工程师Jaron Vande Hoef建议从能源部的工业技术计划(ITP)开始指导。ITP的MotorMaster+是一个在线电机选择和管理工具，通过为给定的维修或电机购买决策确定最有效的行动，支持电机系统规划。

凡德·霍夫说:“任何负责工业加工设施的维护经理或人员都应该下载ITP的免费工具MotorMaster+。”“你只需输入电机的目录编号，它就会告诉你更有效的替代方案。”

该目录包括超过20,000个电机规格，并具有电机库存管理工具，维护日志跟踪，效率分析，节约评价，能源会计和环境报告功能。

Kiolbasa提到，大多数电机制造商的网站也提供类似的信息。

他补充说:“或者，工厂的运营经理可以给他们的汽车销售代表打电话，让他研究这些数字，以确定最有效的选择是什么。”

3.考虑裁员

有时，最有效的选择只是需要缩减规模。超大电机运行低于他们的铭牌效率，导致高，不必要的电力消耗。

弗吉尼亚州福尔河的专业磨坊主和农业运营服务提供商VitaBuilders的总经理Glenn Andler说:“工厂最初设计时，很多电机的尺寸都太大了。”

Andler解释说，在过去，比必要的更大的电机通常被用来补偿低效率水平。

Andler说:“在电机效率被强制执行之前，它们可能低至70% - 85%。”“许多人安装大型马达来获得更多的电力，因为电力很便宜，人们不太关心节能。但如今，电机和驱动效率更加严格，所以您应该始终根据设备和应用适当匹配电机的尺寸。”

范德霍夫建议与你的公用事业公司联系，进行能源审计，并跟踪电机实际消耗多少能源。如果它的使用比设计的要少，用一个更小、更高效的电机替换它通常会产生一个快速的回报。

MotorMaster+工具还可以帮助调整特定设备或应用的电机大小。即便如此，Intersystems Engineering, Inc.的总裁Doug Post还是建议在进行任何电机改造项目之前先与工程师联系。

“诸如MotorMaster+这样的程序是有帮助的，但对于外行来说，要正确判断电机的大小可能还是很难，”波斯特说。“我建议与有经验的工程或工艺公司合作，因为他们可能知道，例如，25马力的电机可以有效地处理给定的应用，即使其他地方推荐40马力的电机。从长远来看，由此节省下来的费用很容易就能支付咨询费。”

4.选择正确的驱动器

除了帮助确定电机的大小之外，工艺工程师还可以为应用程序推荐特定的驱动器。一种选择是变频驱动(VFD)，它通过调节电动机提供的电力频率来控制电动机的速度。

Vande Hoef说:“在电机应在不同时间以不同速度运行或根本不运行的应用中，安装VFD可以节省能源。”“例如，在没有VFD的管道中，无论液体充满30%还是100%，电机都以相同的速度运行，消耗的能量基本上是相同的。安装VFD可以将电机的速度降低到30%，并通过消耗更少的能源来节省资金。”

安装VFD还使操作人员可以选择将设备置于空闲模式。

范德·霍夫指出:“谷物提升机的核心功能之一是接收，但从倾倒坑到传送带到斗式提升机的所有设备，只需要在接收谷物时运转即可。”“但在大多数情况下，这些设备都是持续运行的。有了VFD，你可以把设备闲置，直到卡车开到倾倒。然后，它可以通过一个按钮启动，或通过运动传感器自动启动。在粮食被输送和分配到目的地后，设备就会回到闲置状态，以节省能源。”

然而，一些谷物作业确实需要在某些应用中不断运行电机。驱动制造商Rexnord工业有限责任公司，密尔沃基，WI，已经开发了一种高效率齿轮驱动，适用于饲料和粮食行业的许多应用。

雷克诺德工业有限责任公司产品评审专家Craig Franz表示:“Falk v级齿轮传动采用了独特的冷却装置，简单、维护友好，几乎是散热能力的突破。”

Rexnord Industries的市场经理Jason Quackenbush解释了福克v级耐磨板系统背后的技术。

Quackenbush说:“这是一个自给自足的装置，使用轴驱动泵和冷却板，油通过冷却板循环冷却。”“市场上大多数其他小型、功率密集的产品需要电风扇、冷却管或空气来冷却石油，这需要一些外部能源。我们的硬膜板是一项绿色技术，因为它不需要任何额外的电源。”

但弗朗茨警告说，即使有一个高效率的齿轮传动，正确安装它是重要的，以避免能量损失。

弗朗茨说:“你可能会得到扭曲的外壳或错位的耦合器，这将从应用中夺取能量，并将其转化为热量。”“最终，由于安装或维护不当而导致的低效率将导致齿轮传动和整个系统本身的寿命缩短。”

如果电机的大小已经合适，并运行在正确的齿轮驱动的应用程序，决定翻新与新的NEMA高级高效电机可能是提高效率的最佳选择。

5.设计一个改造策略

Donaldson-Torit的Kiolbasa建议根据电机的年龄和运行时间来确定改造预算。他说，在1997年之前安装的任何设备都是一个危险信号，表明电机的效率低于目前可用的，但如果是1997年之后生产的，它可能与目前的EISA规定相当，投资回报率就会下降。

每天运行近24小时或每年超过2000小时的设备是另一个表明改造在经济上可行的指标。

位于德国慕尼黑的西门子客户经理斯科特•哈德森(Scott Hudson)建议采用基于马力的更换和维修策略。

哈德逊说:“公司可能会发现，实施内部能源效率政策有助于他们标准化决策过程。”“例如，他们可能会制定一项政策，规定所有超过25马力的需要修理的电机都将被替换为优质高效电机。”

Intersystems的波斯特建议采用类似的策略。

“一般来说，我的经验是，如果你因为故障而不得不更换电机，安装Premium Efficient是一个明智的做法，因为它会在电机的使用寿命中产生回报，”Post说。“但是，用一个更高效的发动机替换一个完全正常运行的发动机，很难证明它的回报是合理的。如果有机会，选择高级高效，但不要让它成为一个公司的倡议来更换你所有的发动机。这种方法需要更长的时间才能看到投资回报率。”

Kiolbasa解释说，在持续运行的应用中，如风扇、磨机和输送带，改造100马力及以上的电机通常能获得最高的回报。

他说:“例如，根据NEMA标准，1997年以前，一台5马力电机的效率为86%，而Premium Efficient水平的效率为90.2%。”“如果该电机每天运行16小时，每周运行5天，每年运行52周，那么Premium Efficient电机每年将节省4160千瓦时，或每年89.89美元——假设每千瓦时成本为10.7美分。在这种情况下，ROI可能需要数年的时间。然而，将同样的情况应用到100马力电机上，epact前的效率为93%，Premium Efficient水平为95%，仅一年就可以节省大约750美元。”

6.检查总拥有成本

Kiolbasa表示，与符合EPAct标准的电机相比，符合eisa标准的电机的初始购买价格在10%到30%之间。

然而，西门子进行的终身成本分析显示，初始购买价格仅占总拥有成本的3%至4%。剩余成本的大部分是它所消耗的能源，这证明了较高的购买价格是合理的。

西门子客户经理布雷特•伦肯(Brett Renken)表示，粮食行业的许多人开始看到购买“优质高效”(Premium Efficient)电机的价值。

Renken说:“在石油和谷物处理方面，决策越来越倾向于改装符合eisa标准的新电机，而不是修理或倒卷旧电机。”“过去，由于资本成本较低，他们更倾向于‘倒带’，但现在更多的公司正在考虑长期削减运营成本。”

再次，访问MotorMaster+或联系您的电机销售代表将有助于确定特定电机型号的终身拥有成本。

7.寻找退税

除了高投资回报和较低的总拥有成本，公用事业公司的回扣可以作为一种激励考虑用高效电机改造设备。

在实施EISA之前，联邦政府为从事节能项目的工业设施制定了激励计划，但在大多数情况下，这些补贴已经枯竭。幸运的是，仍有许多电力公司在没有联邦资金的情况下提供类似的项目。

由于这些项目在全国范围内没有标准化，因此很难预测一家工厂能从电机改造项目中回收多少钱。范德霍夫建议与你的电力公司联系，确定有多少激励资金可用。

“大多数公用事业，包括小型市政企业，将提供激励，帮助您购买节能电机，vfd，照明设备和暖通空调或压缩机控制，”Vande Hoef说。“这些项目就像公用事业公司本身的数量一样广泛多样，所以你需要和你的客户服务代表坐下来，看看他们能给你提供什么。”

8.咨询公用事业公司

除了返利，许多公用事业公司还为客户提供免费的能源审计，这样他们就可以推荐其他节能项目。他们还会告诉你他们关于限制初始启动负载的任何政策。

一些公司可能要求他们的客户使用高级高效电机或节能齿轮驱动器，以减少或调节其供应的功率消耗。

VitaBuilders的Andler指出:“密歇根州的一家公用事业公司要求所有新安装的塔式干燥机都有变速启动，而周边州的公司有不同的政策。在威斯康星州、明尼苏达州和爱荷华州，许多电力公司要求软启动，即缓慢启动，然后加速，但不强制使用VFD。因此，在安装大功耗的设备之前，请检查当地供应商的政策。”