適切なモーターにより信頼性が向上し、データセンターのコストが削減されます

Dec 15, 2023

ABB Motors による業界の声 | 2022 年 7 月 20 日

データセンターは世界の電力の 2% を使用します。 この数字はそれほど大きくないように見えますが、この需要は 2030 年までに 8 倍に増加すると予想されており、これは他のどの産業分野よりも速いペースです。 その電力の多くは、施設の冷却とサーバーの稼働維持に使用されます。

データセンターの電力使用量。

一般的なデータセンターの HVAC システムには平均 500 個の電気モーターがあり、これはサーバーやその他の重要な機器を冷却するために多数のモーターを維持する必要があります。 データセンター運営者にとって、信頼性の高いパフォーマンスが必須であるだけでなく、すべてのモーターを稼働させるための電力コストの管理も必須です。 適切なモーターを選択すると、運用コストを最小限に抑え、エネルギーコストを最小限に抑えることができます。

必要なエネルギーのみを使用

ほとんどの HVAC システムは 80 パーセント以下の負荷で動作し、99 パーセント以上の時間その状態で動作していることをご存知ですか? 従来、HVAC システムのファン、ポンプ、コンプレッサーを動作させるモーターの出力や速度を調整するには、ダンパー、バルブ、その他の機械的手段が使用されてきました。

電力消費を削減し、エネルギー効率を最適化するために、オペレーターは可変周波数ドライブ (VFD) がモーターの動作に統合されていることを確認する必要があります。これにより、エネルギーコストを 20 ～ 60% 節約できます。 VFD は、エネルギー消費を実際のエネルギー需要に一致させ、エネルギーの無駄を排除します。

ただし、すべてのモーターをドライブで実行できるわけではありません。 モーターベアリング保護機能を備えたインバーターモーターを選択することも重要です。 超プレミアム (IE5+) 効率モーターは、ライン全体 (DOL) で直接動作する標準誘導モーター (NEMA プレミアム効率) と比較して、エネルギー損失を 40% 削減します。

シャフト電流の問題を軽減する

VFD を使用してモーターを制御すると多くの利点がありますが、いくつかの課題も生じる可能性があります。 適切な配線と接地技術がなければ、VFD によって誘導されるシャフト電流は、通常はモーターのベアリングを通って接地する、最も抵抗の少ない経路を見つけます。 この放電によって引き起こされる損傷は、モーターに致命的な故障を引き起こす可能性があります。

ただし、シャフト電流の問題を軽減する方法はたくさんあります。

データセンターにはモーターのダウンタイムは許されません。 したがって、モータを仕様する際には、絶縁ベアリングと、電流をベアリングから遠ざけるシャフト接地装置が一般的になりつつあります。 絶縁セラミックベアリングは非導電性で、シャフト電流がモーターベアリングに一斉に流れるのを防ぎます。 モーターのベアリングには電流が流れないため、電流による摩耗の可能性はほとんどありません。

高効率コンポーネントと絶縁ベアリングにより、パフォーマンスと保護の組み合わせが提供されます。

サイズが小さくなり、効率が向上します

インダストリアル エンジニアリングのトレンドは、特定のタスクに最適化された小型のモーターをより多く利用する方向にあります。 モーターの出力をタスクに必要な最大電力に一致させることは、すでにエネルギー効率の向上に向けた大きな一歩となります。 システム効率を向上させるために、大型のベルト付きファン アプリケーションがアレイ内の小型ファンに置き換えられています。 これにより全体的なファン効率のパフォーマンスは向上しますが、システムはより複雑になります。 マルチモーターとドライブの構成は、ダイレクトドライブファンアプリケーションまたはモーターとドライブを一緒に交換することに関連するメンテナンスコストが削減されるため、理想的なセットアップです。

ベルトドライブセットアップをダイレクトドライブシステムに置き換えることで、効率を向上させながら複雑さとメンテナンスコストを削減します。

持続性が高いということは持続可能性が高いことを意味します

最新の高効率モーターと可変速度ドライブの組み合わせは、柔軟性と信頼性が高くなるように設計されています。 さらに何よりも、非常に効率が高く、古いシステムと比較して消費電力が大幅に削減されます。 より長く確実に動作するモーターは、電力消費量と寿命コストを削減するだけではありません。 また、定期的なメンテナンスや頻繁な交換が必要なモーターよりも持続可能です。 信頼性を重視して設計されたモーターは、駆動負荷の寿命を延ばし、データセンターの持続可能性を高めます。

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