กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน การอนุรักษ์พลังงานสำหรับมอเตอร์ กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงสามารถแบ่งได้ 3 ชนิด คือ 1. ชนิดของมอเตอร์กับการใช้งาน 1.1 มอเตอร์กระแสตรง มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงสามารถแบ่งได้ 3 ชนิด คือ 1.1.1 Shunt Motor 1.1.2 Series Motor 1.1.3 Compound Motor

1 . 2 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 1 . 2 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ การจำแนกชนิดของมอเตอร์กระแสสลับ 1.2.1 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบบซิงโครนัส (Synchronous Motor) 1.2.2 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบบเหนี่ยวนำ (Induction Motor)

1.3 การใช้มอเตอร์อย่างประหยัด 1.3 การใช้มอเตอร์อย่างประหยัด 1. ใช้มอเตอร์ที่มีพิกัดเหมาะสมกับโหลดที่ต้องการขับเคลื่อน 2. พยายามหลีกเลี่ยงการเดินมอเตอร์ขณะไม่มีโหลดต้านการหมุน 3. ควรใช้มอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง ควรแก้เพาเวอร์แฟคเตอร์โดยการต่อขนานคาปาซิเตอร์ขนาดที่ เหมาะสมเข้า กับมอเตอร์

5. ทำการอัดจาระบี และเปลี่ยนแบริ่ง เมื่อใช้มอเตอร์ไป เป็นเวลานาน เมื่อแรงดันไฟฟ้า หรือความถี่ที่จ่ายให้แก่มอเตอร์เปลี่ยนแปลงไปจากพิกัด จะทำให้ประสิทธิภาพของมอเตอร์เปลี่ยนไป

2. การเลือกขนาดของมอเตอร์ให้เหมาะสม กับภาระและระบบส่งกำลัง

2.1 การเลือกชนิดของมอเตอร์ให้เหมาะสมกับลักษณะการใช้งาน 2.1 การเลือกชนิดของมอเตอร์ให้เหมาะสมกับลักษณะการใช้งาน ชนิดของมอเตอร์เหนี่ยวนำที่ผลิตขึ้น 2.1.1 มอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดี่ยว แยกเป็น  ชนิดแยกเฟสสตาร์ท  ชนิดคาปาซิเตอร์สตาร์ท  ชนิดต่อคาปาซิเตอร์ถาวร  ชนิดเฉดโพล

2.1.2 มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟส แยกเป็น 2.1.2 มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟส แยกเป็น  ชนิดกรงกระรอก  ชนิดพันขดลวด 2.1.3 มอเตอร์ซิงโครนัส 2.1.3 มอเตอร์กระแสตรง

2.2 ปัจจัยที่มีผลต่อการเลือกชนิดของมอเตอร์ 2.2 ปัจจัยที่มีผลต่อการเลือกชนิดของมอเตอร์  กำลังที่ใช้ในการทำงาน  ความเร็วรอบ และการเปลี่ยนแปลงความเร็วรอบ  แรงบิดเริ่มเดิน และแรงบิดสูงสุด  ความต่อเนื่อง และการเปลี่ยนแปลงภาระในการใช้งาน  จำนวนการเริ่มเดินเครื่องจักร  วิธีการควบคุมการหยุดมอเตอร์  การเดินหน้าถอยหลัง  สภาพแวดล้อมของมอเตอร์

2.3 ความสัมพันธ์ระหว่างแรงบิดและชนิดของมอเตอร์ 2.4 ความสัมพันธ์ระหว่างความต่อเนื่องและการเปลี่ยนแปลง ภาระของการใช้งานกับมอเตอร์ 2.5 ความสัมพันธ์ระหว่างสภาพแวดล้อมของการใช้งานกับ ชนิดของมอเตอร์

2.7 การเลือกมอเตอร์สำหรับลักษณะงานที่ต้องการเปลี่ยน ความเร็วรอบ 2.6 ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วรอบกับชนิดของมอเตอร์ 2.7 การเลือกมอเตอร์สำหรับลักษณะงานที่ต้องการเปลี่ยน ความเร็วรอบ 2.8 การเลือกขนาดของมอเตอร์ให้เหมาะสมกับภาระ

3. กำลังสูญเสียและประสิทธิภาพ 3. กำลังสูญเสียและประสิทธิภาพ 3.1 การสูญเสียกำลังในมอเตอร์ 3.2 ประสิทธิภาพของมอเตอร์

4. การใช้อุปกรณ์ควบคุมพลังงานมอเตอร์ 4. การใช้อุปกรณ์ควบคุมพลังงานมอเตอร์ 4.1 การควบคุมพลังงานไฟฟ้าสำหรับมอเตอร์ 4.2 อุปกรณ์ควบคุมความเร็วรอบโดยวิธีการเปลี่ยนความถี่ (Frequency Inverter) 4.3 การใช้อุปกรณ์ควบคุมพลังงานสำหรับมอเตอร์ภายใน โรงงานอุตสาหกรรม

การควบคุมพลังงานไฟฟ้าสำหรับมอเตอร์ อุปกรณ์ตรวจจับอุณหภูมิ ชุดประมวลผล Input Frequency Inverter AHU Motor Load แสดงการทำงานของ Frequency Inverter หรือ Motor ตาม Load

กราฟความสัมพันธ์ของความเร็วรอบกับกำลังไฟฟ้าที่มอเตอร์ใช้

อุปกรณ์ควบคุมความเร็วรอบโดยวิธีการเปลี่ยนความถี่ (Frequency Inverter) อุปกรณ์นี้จะควบคุมความเร็วของมอเตอร์กระแสสลับแบบเหนี่ยวนำ 3 เฟส โดยจะแปลงแรงดันขาเข้าจากกระแสสลับไปเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง และกรองให้เรียบด้วยชุด DC Link Filter จากนั้นจะถูกแปลงกลับเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ความถี่ต่าง ๆ โดยมีอุปกรณ์ควบคุมแบบอนาล๊อกคอยควบคุมความถี่และแรงดัน ดังรูป

เมื่ออุปกรณ์ทำงาน ความถี่ขาออกจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น จนถึงค่าที่ได้ตั้งไว้ โดยจะมีปุ่มปรับค่าความถี่ ซึ่งสามารถตั้งได้ ซึ่งความสัมพันธ์ดังกล่าวพิจารณาจากรูปการแสดงการทำงานของมอเตอร์

แสดงการทำงานของมอเตอร์ที่รอบมอเตอร์คงที่ เส้นแสดงการทำงานของมอเตอร์ที่รอบคงที่ เส้นแสดงการเปลี่ยนแปลงของ Load ในแต่ละค่าเวลา

ตาม Load ที่เปลี่ยนแปลงในแต่ละค่าเวลา แสดงการทำงานของมอเตอร์ที่มีการปรับเปลี่ยนรอบเพื่อลดความต้องการพลังงานไฟฟ้า ตาม Load ที่เปลี่ยนแปลงในแต่ละค่าเวลา เส้นแสดงการใช้พลังงานของมอเตอร์ตามค่าการเปลี่ยนแปลงของ Load เส้นแสดงการเปลี่ยนแปลงของ Load ในแต่ละเวลา

การใช้อุปกรณ์ควบคุมพลังงานสำหรับมอเตอร์ภายในโรงงานอุตสาหกรรม Constant – Speed drive

การใช้อุปกรณ์ควบคุมพลังงานสำหรับมอเตอร์ภายในโรงงานอุตสาหกรรม Variable – speed drive

5. การใช้มอเตอร์ประสิทธิภาพสูงและการหาความคุ้มทุน 5. การใช้มอเตอร์ประสิทธิภาพสูงและการหาความคุ้มทุน 5.1 มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง 5.2 การตัดสินใจใช้มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง 5.3 มอเตอร์ที่สามารถปรับความเร็วรอบได้ 5.4 ผลการประหยัดจากการใช้มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง 5.5 การหาความคุ้มทุนของการเลือกใช้มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง

ผลการประหยัดจากการใช้มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง ความแตกต่างของประสิทธิภาพระหว่างมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงและมอเตอร์มาตรฐานทั่วไปสามารถใช้คำนวณหาพลังไฟฟ้า (Power) ที่ประหยัดได้ (หรือ kW ที่ประหยัดได้) จากสมการข้างล่างนี้ kWที่ลดลง = kW ตามภาระ x ( 100 – 100 ) ES Eh ES = ประสิทธิภาพของมอเตอร์มาตรฐานทั่วไปที่โหลดค่าหนึ่ง Eh = ประสิทธิภาพของมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงที่โหลดค่าเดียวกัน kW ตามภาระ = พลังไฟฟ้าของมอเตอร์ kW ที่ลดลง = พลังไฟฟ้าที่ประหยัดได้

ผลการเปรียบเทียบการใช้มอเตอร์ปั๊มน้ำแบบประสิทธิภาพสูงกับมอเตอร์แบบมาตรฐานขนาด 5.5 kW. ซึ่งได้ผลการประหยัดพลังงานดังนี้ ประสิทธิภาพมอเตอร์แบบมาตรฐาน = 85% ราคา 12,000 บาท ประสิทธิภาพมอเตอร์แบบประสิทธิภาพสูง = 92% ราคา 19,000 บาท ช่วงเวลาทำงาน = 3,000 ชม./ปี ราคาพลังงาน = 2 บาท / หน่วย

kWที่ลดลง = 55 x ( 100 - 100 ) 85 92 = 0.49 kW. พลังงานที่ลดลง = 0.49 x 3,000 x 2 = 2,940 บาท/ปี ระยะเวลาคืนทุน = (19,000 – 12,000) / 2,940 = 2.38 ปี จากการคำนวณจะพบว่าการใช้มอเตอร์ประสิทธิภาพสูงจะมีรายะเวลาคืนทุนที่สั้นผลการประหยัดที่สูง เมื่อเทียบกับอายุการใช้งานอย่างน้อย 15 ปีของมอเตอร์

การหาความคุ้มทุนของการเลือกใช้มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง การวิเคราะห์ระยะเวลาคืนทุน คือการคำนวณหาความคุ้มทุนในรูปแบบของการหาระยะเวลาที่เจ้าของเงินจะได้เงินที่ลงทุนไปกลับคืนมา ระยะเวลาคืนทุน (Pay back Time) สำหรับการคำนวณเพื่อตัดสินใจในการเลือกซื้อระหว่างมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงกับมอเตอร์ธรรมดา มีสูตรการคำนวณดังนี้  ระยะเวลาในการคืนทุน (ปี) = ราคาของมอเตอร์ที่เพิ่มขึ้น/ค่าไฟฟ้า ที่ประหยัดได้ใน 1 ปี

ตัวอย่าง แสดงการคำนวณระยะเวลาในการคืนทุน ตัวอย่าง แสดงการคำนวณระยะเวลาในการคืนทุน ผู้จัดการโรงงานแห่งหนึ่งซื้อมอเตอร์ขนาด 200 แรงม้า 4 ขั้ว โดยข้อมูลจากผู้ขายมอเตอร์ระบุค่าประสิทธิภาพของมอเตอร์ธรรมดา (STDEFF) เท่ากับ 93.3 เปอร์เซ็นต์ ถ้าผู้จัดการโรงงานเลือกซื้อมอเตอร์ที่ประสิทธิภาพสูง ซึ่งมีประสิทธิภาพ (HEEFF) เท่ากับ 95.0 เปอร์เซ็นต์ แทนมอเตอร์ธรรมดาดังนี้ จะสามารถคำนวณระยะเวลาคืนทุนได้ดังนี้

ราคาของมอเตอร์ 200 แรงม้าที่ประสิทธิภาพ เท่ากับ 93 ราคาของมอเตอร์ 200 แรงม้าที่ประสิทธิภาพ เท่ากับ 93.3 เปอร์เซ็นต์ = 230,000 บาท ราคาของมอเตอร์ 200 แรงม้าที่ประสิทธิภาพ เท่ากับ 95.0 เปอร์เซ็นต์ = 280,000 บาท มอเตอร์ถูกใช้งานที่ 80 เปอร์เซ็นต์ ของพิกัดกำลัง จำนวนชั่วโมงใช้งานในหนึ่งปี 6,000 ชั่วโมง ค่าไฟฟ้า เฉลี่ย 1.75 บาทต่อหน่วย และอายุการใช้งานของมอเตอร์ 15 ปี จะสามารถคำนวณค่าไฟฟ้าที่ประหยัดได้ในหนึ่งปี และค่าไฟฟ้าที่ประหยัดดังนี้

ค่ากิโลวัตต์ที่ประหยัดได้ = % ทำงานเทียบพิกัด x 0.764 x แรงม้าของมอเตอร์ x = 80 x 0.746 x 200 x ( 1 - 1 ) 100 85 92  = 2.29 kW ( 1 - 1 ) STDEFF HEEFF ค่า kW ที่ประหยัดได้ต่อปี = 2.29 x 6000 ชม. = 13,740 kWh. ค่าไฟฟ้าที่ประหยัดได้ต่อปี = 13,740 x 1.75 = 24,045 บาท

ระยะเวลาคืนทุน = ความแตกต่างของราคามอเตอร์ เงินที่ประหยัดได้ใน 1 ปี ระยะเวลาคืนทุน = ความแตกต่างของราคามอเตอร์ เงินที่ประหยัดได้ใน 1 ปี = 280,000 - 230,000 24,045 = 2.08 ปี เงินที่ประหยัดได้จากค่าไฟฟ้าที่ลดลง มิได้สิ้นสุด เพียงแต่ระยะเวลาคืนทุนจากราคาที่เพิ่มขึ้นเท่านั้น แต่ยังเป็นไปอย่างต่อเนื่องตลอดอายุการใช้งานของมอเตอร์ ซึ่งทำให้ต้นทุนการผลิตสินค้าลดลง อันเป็นการเพิ่มผลกำไรให้กับผู้ประกอบการ

6. การใช้และการบำรุงรักษา 6.1 การบำรุงรักษามอเตอร์ 6.2 ประสิทธิภาพของมอเตอร์ที่มีขายในท้องตลาด 6.3 การใช้มอเตอร์

เมนู กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน