Come preparare il budget per i motori elettrici? Dall'elenco dei fabbisogni a un piano dei costi realistico

Nel piano d'investimento di una nuova linea di produzione i motori occupano di solito una sola riga: "motori elettrici, 42 pezzi". Con l'avanzare del progetto questa riga si gonfia. Motori compatibili con inverter aggiunti in seguito, versioni flangiate dimenticate, richieste di sensori e ricambi fanno sforare il budget. Il modo per impostare correttamente il budget dei motori fin dall'inizio è trattarli non come un'unica voce, ma come un elenco suddiviso in gruppi in base al modo di funzionamento.

Di seguito seguiamo passo dopo passo il percorso che porta da un elenco di motori a un budget realistico. Le cifre variano in base al Suo impianto; qui conta il metodo.

Punto di partenza: un elenco motori completo

Il budget parte da un elenco fornito dai costruttori delle macchine o dall'ingegnere di progetto. Per ogni motore devono essere presenti almeno queste informazioni:

• Potenza (kW), giri/min o numero di poli
• Forma costruttiva (B3, B5, B14, B35 ecc.)
• Tipo di avviamento: diretto, stella-triangolo, avviatore statico o azionamento
• Ore di funzionamento annue stimate
• Ambiente: locale chiuso, esterno, reparto umido, area polverosa

Ogni informazione mancante nell'elenco viene, in fase d'offerta, colmata con un'ipotesi oppure richiede un ulteriore giro di corrispondenza. Quali informazioni servono e perché lo abbiamo spiegato in dettaglio nell'articolo informazioni da fornire nella richiesta di offerta.

Raggruppare i motori per ore di funzionamento

Il principale punto decisionale del budget è la classe di efficienza, e questa decisione dipende dalle ore di funzionamento. Suddividere i motori in tre gruppi semplifica il lavoro:

• Funzionamento continuo (6000 ore l'anno e oltre): ventilatori principali, pompe di processo, compressori, estrusori.
• Funzionamento a turni (2000–6000 ore l'anno): nastri trasportatori e agitatori che lavorano su uno o due turni.
• Funzionamento saltuario (meno di 2000 ore l'anno): pompe di riserva, gru di manutenzione, ventilatori stagionali.

Questo raggruppamento Le consente di decidere tra IE3, IE4 e IE5 per gruppo, invece di discutere la scelta motore per motore.

Calcolo dei kWh per la scelta della classe di efficienza

Il modo più chiaro per vedere l'effetto della classe di efficienza sul budget è calcolare il consumo energetico annuo. La formula semplice è:

Consumo annuo (kWh) ≈ potenza all'albero (kW) × fattore di carico × ore di funzionamento ÷ rendimento

Esempio: un motore per ventilatore a 4 poli da 37 kW lavora 7000 ore l'anno a circa l'80% del carico. I limiti di rendimento sono 93,9% per IE3, 95,2% per IE4 e 96,1% per IE5. Il consumo annuo di questo motore è di circa 220.600 kWh in IE3, circa 217.600 kWh in IE4 e circa 215.600 kWh in IE5. Il passaggio da IE3 a IE4 significa quindi un risparmio di circa 3000 kWh l'anno, quello a IE5 di circa 5000 kWh. Moltiplicando questa differenza di kWh per il Suo prezzo unitario dell'energia elettrica, vede in quanti anni si ripaga il costo aggiuntivo della classe di efficienza superiore.

Se lo stesso motore lavorasse 1000 ore l'anno, il risparmio scenderebbe a un settimo e il tempo di ritorno si allungherebbe di conseguenza. Per questo, nella maggior parte dei progetti, IE4 o IE5 per il gruppo a funzionamento continuo e IE3 per il gruppo a funzionamento saltuario sono un punto di partenza sensato. Come il fattore di carico influisce sul rendimento lo abbiamo trattato nell'articolo sul fattore di carico e il corretto dimensionamento del motore, la logica dei costi a lungo termine nell'articolo rapporto tra costi di manutenzione ed esercizio e prezzo d'acquisto.

Le voci nascoste dei motori con azionamento

I motori destinati a funzionare con convertitore di frequenza portano voci aggiuntive spesso trascurate nel budget:

• Per motori che lavorano a lungo a bassi giri/min con coppia piena può servire un ventilatore esterno.
• Se il cavo tra azionamento e motore è lungo si valuta un filtro dv/dt o sinusoidale.
• Nelle grandezze maggiori possono servire cuscinetti isolati o la messa a terra dell'albero.

In pompe e ventilatori l'azionamento può offrire un risparmio perfino maggiore della classe di efficienza; abbiamo mostrato questo calcolo nell'articolo sul risparmio con azionamento e leggi di affinità. Tenere nel budget l'azionamento e queste voci aggiuntive su una riga separata, invece di inglobarli nel prezzo del motore, facilita il confronto tra le offerte.

Opzioni e accessori: non aggiungerli dopo

Il motore trifase standard viene fornito con grado di protezione IP55, classe di isolamento F e raffreddamento superficiale IC411. Le esigenze seguenti, se aggiunte in seguito, incidono su prezzo e tempi di consegna; per questo vanno inserite nell'elenco fin dall'inizio:

• IP56 o IP65 su richiesta per reparti umidi o soggetti a lavaggio
• Classe di isolamento H su richiesta per ambienti caldi
• Sensore PTC o PT100 nell'avvolgimento per i motori critici
• Resistenza anticondensa per macchine con lunghe soste
• Colore RAL speciale o ciclo di verniciatura particolare
• Declassamento o potenza superiore se la temperatura ambiente supera +40 °C o l'altitudine 1000 m

Quota per i motori di riserva

Nella maggior parte dei progetti il motore di riserva non compare nel budget iniziale e ritorna come acquisto urgente al primo guasto. Raggruppando i motori con la stessa grandezza e forma costruttiva, una riserva per gruppo è spesso sufficiente. Per i motori il cui arresto ferma l'intera linea, invece, prevedere una riserva dedicata è di solito un'assicurazione poco costosa, considerando il costo del fermo.

La versione finale della tabella di budget

Al termine di questo lavoro il budget dei motori, invece di una riga sola, assume una struttura di questo tipo:

1. Motori a funzionamento continuo (classe di efficienza elevata)
2. Motori a turni e a funzionamento saltuario (prevalentemente IE3)
3. Azionamenti e voci aggiuntive collegate
4. Opzioni e accessori
5. Motori di riserva
6. Trasporto e messa in servizio

Confrontare voce per voce le offerte ricevute secondo questa struttura Le permette di vedere non quale offerta ha il totale più basso, ma che cosa comprende ciascuna offerta. I punti a cui fare attenzione nella lettura delle offerte sono raccolti nell'articolo come leggere proforma e offerte.

Conclusione

Impostare correttamente il budget dei motori significa raggrupparli per ore di funzionamento, scegliere la classe di efficienza in base a questi gruppi e inserire fin dall'inizio su righe separate voci come azionamenti, accessori e ricambi. I motori trifase HEM Motor sono disponibili nella gamma 0,25–355 kW nei livelli IE3, IE4 e IE5; quando ci invia l'elenco motori del progetto possiamo preparare un'offerta con prezzi suddivisi per gruppi.

Domande frequenti

Scegliere tutti i motori in IE4 o IE5 aumenta inutilmente il budget?

Per i motori a funzionamento saltuario può aumentarlo, perché con poche ore di funzionamento il risparmio energetico copre il costo aggiuntivo in tempi lunghi. Per i motori che lavorano migliaia di ore l'anno, invece, la classe di efficienza elevata si ripaga di solito in un tempo ragionevole.

Quali dati devo conoscere per calcolare il risparmio energetico?

Bastano potenza del motore, fattore di carico medio, ore di funzionamento annue, valori di rendimento delle classi di efficienza a confronto e il Suo prezzo unitario dell'energia elettrica. Con questi dati può calcolare approssimativamente la differenza annua di kWh e il tempo di ritorno.

Quale quota del budget devo destinare ai motori di riserva?

Non esiste una percentuale fissa. Raggruppare i motori per grandezza e forma costruttiva prevedendo una riserva per gruppo, più una riserva dedicata per i motori critici che fermano la linea, è un punto di partenza ragionevole nella maggior parte degli impianti.

Devo includere il costo dell'azionamento nel budget dei motori?

È più corretto tenerlo su una riga separata. Con l'azionamento possono arrivare voci aggiuntive come ventilatore esterno, filtro o cuscinetti isolati; vederle separatamente facilita il confronto tra le offerte.