pokolenie temu, gdy duży silnik przemysłowy zbliżał się do końca jego żywotności, debata na temat naprawy lub wymiany była zwykle powiązana z magiczną liczbą 57. Była to liczba uzyskana przez agentów zakupowych, w oparciu o wartość rezydualną silnika z wyczerpaniem plus koszt naprawy, w porównaniu z kosztem nowego silnika i opóźnieniem w oddaniu go do eksploatacji.

jeśli silnik można było naprawić za mniej niż 57% ceny nowego, został naprawiony; jeśli uszkodzenia wewnętrzne były rozległe, a koszt naprawy miał przekroczyć 57%, agent zamówił nowy silnik. To było wtedy.

tak jest teraz: koszty energii są większe, sprawność silnika może być większa, a technologia naprawy jest znacznie ulepszona, co skutkuje niewielką lub żadną utratą sprawności silnika po przewinięciu. (W rzeczywistości, podczas przewijania starszego stojana „Pre-EPACT”, centrum serwisowe może faktycznie poprawić wydajność przy większych jednostkach mocy.) Szczególnie w przypadku silników prądu przemiennego wybór naprawy/wymiany stał się skomplikowany—szczególnie w przypadku średnich i dużych silników, które pracują średnio lub przez dużą liczbę godzin rocznie. Komplikuje to fakt, że istnieją trzy kategorie silników indukcyjnych: standardowe, pierwszej generacji energooszczędne (EE) i obecne silniki EE. W realnym świecie są one często używane zamiennie.

testowanie oceny obwodu silnika (MCE) zapewnia ostrzeżenie, gdy silnik zbliża się do końca okresu użytkowania. Jeśli megohm (powszechnie nazywany „megger”) część badania pokazuje odporność na podłoże jest mniejsza niż 100 omów, silnik zbliża się do końca. Testowanie przepięć ma tendencję do tworzenia kopii zapasowych wyników testu meggera, jeśli wzorce przepięć są nierówne. Testowanie Hi-pot jest testem go / no-go, ponieważ jest destrukcyjny dla uzwojeń; silnik, który nie przejdzie testu hi-pot, nie nadaje się już do użytku.

łatwo pokazać, że w przypadku silników, które działają niemal nieprzerwanie, przy wyborze między naprawą standardowego urządzenia a zakupem silnika EE, nowy silnik wygrywa z rąk, ponieważ zwróci się za kilka lat. Mniej oczywistym jest wybór między naprawą istniejącego silnika EE lub wymianą go na nowy-lub dokonanie tego samego wyboru pomiędzy dwoma standardowymi silnikami, które pracują krócej.

tylko na dolnym końcu zakresu mocy, poniżej 40 km i niskim czasie pracy, nadal obowiązuje stara zasada 57%.

zaawansowana technologia naprawy

Mówiąc najprościej, silniki EE są bardziej wydajne poprzez dokręcanie tolerancji produkcyjnych i pakowanie większej ilości przewodów do silnika w celu zmniejszenia strat wewnętrznych. Podobnie technologia naprawy stała się bardziej precyzyjna, a degradacja wydajności, która była powszechna w przewijaniu silnika, została drastycznie zmniejszona. Teraz warsztaty mogą przewijać silnik do oryginalnej wydajności tabliczki znamionowej i, w pewnych okolicznościach, poprawiać wydajność. Dotyczy to zarówno silników standardowych, jak i EE.

oczywiście koszt przewijania może się różnić w zależności od stopnia uszkodzenia wewnętrznego, ale typowa cena silnika indukcyjnego o mocy 100 km, którego użyjemy jako przykład, wynosi od 2500 do 2700 USD-lub średnio 2600 USD na wytyczne dotyczące cen IPS Washington Service Center.

próg godzinowy

wysokie godziny: gdy silnik pracuje ponad 4000 godzin rocznie, koszt energii staje się nadrzędnym czynnikiem w decyzji o naprawie/wymianie. Podobnie jak pojazd o dużym przebiegu, koszt „paliwa” szybko przewyższa koszt pojazdu, a decyzja o naprawie/wymianie staje się kwestią wyboru rozwiązania o największej wydajności (patrz rysunek 1). Typowe zastosowania to urządzenia, które działają niemal nieprzerwanie, w tym Duże sprężarki, pompownie petrochemiczne, kruszarki, pompy wody zasilającej, maszyny papiernicze, niektóre wytłaczarki metali, linie folii z tworzyw sztucznych, tartaki, walcownie—lub prawie wszystko, co działa na trzy zmiany.

przykład silnika o Mocy 8000 h i mocy 100 km na rysunku ilustruje logiczny wybór: zgodnie z przewidywaniami NEMA wzrost wydajności o 1% pozwoli zaoszczędzić 695 USD/rok przy koszcie energii wynoszącym 0,10 USD/kWh, co stanowi przybliżoną średnią krajową zarówno w USA, jak i Kanadzie. Różnica między silnikami standardowymi i EE tej mocy wynosi około 4%, więc oszczędności wyniosłyby 2780 usd / rok. Nowy silnik EE kosztuje około $8,800. Koszt” typowego ” przewijania to $2,600. Tak więc, przewidywane przez 10-letni okres użytkowania, oszczędności energii same w sobie decydują o wyborze nowej maszyny EE.

Średniozaawansowany: w regionie średniozaawansowanym-silniki, które pracują do 3000 godzin rocznie-decyzja o naprawie lub wymianie może być określona przez lokalizację. To dlatego, że koszt energii różni się w całym kraju, od nieco ponad $0.05 / kWh do ponad $0.13 / kWh. Przytoczone tutaj przykłady opierają się na średniej krajowej, ale koszty energii, które są o 30% wyższe od średniej, wymagają innego myślenia.

w przypadkach, gdy koszty energii są wysokie, silnik pracujący w regionie średnio-godzinnym może mieć roczne koszty energii podobne do kosztów w regionie wysokogodzinnym i powinien być uważany za silnik wysokogodzinny. Z drugiej strony, jeśli koszty energii są niskie, roczne koszty energii mogą popchnąć silnik do kategorii niskich godzin pracy.

niski czas: w przypadku silników o niskim czasie pracy-tych o rocznych godzinach pracy poniżej 1500-wybór jest taki sam, jak w przeszłości. Jeśli przewijanie ma kosztować więcej niż 57% ceny nowego urządzenia, wybierz nową maszynę. Przykłady obejmują większość silników, które są używane do jednej zmiany dziennie lub mniej.

chyba że są one unikalne lub stanowią część unikalnego sprzętu, nikt nie naprawia silników prądu przemiennego o mocy poniżej 15 km. Matematyka i rozumowanie są proste: minimalny koszt naprawy przekroczy próg 57%.

Kalkulator

najprostszym sposobem na podjęcie wstępnej decyzji o naprawie/wymianie jest użycie kalkulatora pokazanego na rysunku 2. Oto jak to działa. Najpierw określ następujące:

• roczne godziny pracy silnika (HA)
• lokalny koszt energii, w $/kWh (E)
• zmiana sprawności, w % (FNEW – FREPAIR)
• koszt naprawy, w $ (CR)
• koszt nowego silnika, w $ (CN)
• i wstawić wartości w następującym równaniu:
• współczynnik decyzji = ha • e • (fnew – Frepair) • CR/CN

na przykład załóżmy, że energooszczędny silnik o mocy 100 KM i mocy 3000 h wykazuje oznaki awarii. Koszt energii wynosi 0,09 USD od lokalnego narzędzia. Ponadto ostrożnie oszacuj, że jeśli silnik zostanie nawinięty, straci sprawność 1%, z 95,5% dla nowego do 94,5%. Koszt przewijania wynosi $2,600, a nowa wymiana kosztuje $8,800. Czy należy go przewijać czy wymieniać?

współczynnik decyzji = 3,000 • 0.09 • 1 • 2,600 /8,800 = 79.77

na kalkulatorze liczba ta mieści się w obszarze „napraw”. Z drugiej strony, gdyby silnik działał jeszcze 1500 godzin i znajdował się w obszarze, w którym koszty energii wynoszą 0,13 USD, odpowiedź byłaby dokładnie w punkcie przerwania.

to równanie pokazuje nadrzędne znaczenie wydajności. Po prostu zmieniając przesunięcie wydajności z 1 do 2, współczynnik podwaja się. Ponadto równanie jest konserwatywne, ponieważ nie uwzględnia czynnika wzrostu kosztów energii-co, podobnie jak śmierć i podatki, jest pewne. Tak więc, jeśli Kalkulator wskazuje, że decyzja o naprawie/wymianie znajduje się w pobliżu punktu przerwania, mądrym wyborem byłaby wymiana silnika, aby wykorzystać większą wydajność nowego silnika w miarę wzrostu kosztów energii.

decyzje dotyczące silników prądu stałego

maszyna prądu stałego jest, jak to się mówi, innym zwierzęciem. Z wyjątkiem łożysk, jego punkty zużycia są inne niż w maszynach prądu przemiennego i są znacznie droższe w budowie—o współczynnik od 2 do 4, w zależności od konstrukcji. Podobnie, maszyny dc są nieco droższe w naprawie niż jednostki prądu przemiennego, ale nie o współczynnik 4, chyba że komutator i twornik zostaną całkowicie zniszczone.

Duże maszyny dc trzymają się tych specjalistycznych zastosowań, w których niezwykle precyzyjna kontrola prędkości jest najważniejsza lub gdzie możliwe jest wykorzystanie napędu regeneracyjnego do odzyskania części energii zainwestowanej w mechanizm obrotowy. Poza tym Technologia dc została odsunięta od prądu przemiennego, a duże silniki PRĄDU STAŁEGO zostały zdegradowane do tych zastosowań, w których nic innego nie może być kontrolowane tak precyzyjnie.

decyzje dotyczące naprawy/wymiany dla dc są zwykle prostsze niż te dla ac, ponieważ nie produkuje się linii o wysokiej wydajności. Ponadto, ponieważ silniki są droższe w produkcji, użytkownicy mają tendencję do trzymania ich dłużej. W przypadku maszyn prądu stałego punkt przerwania naprawy/wymiany jest zwykle wyższy niż w przypadku prądu przemiennego, co stanowi około 65% ceny nowego urządzenia.