I motori sincroni a magneti permanenti massimizzano l'efficienza

05/11/2019 09:22:46
 
 
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Efficienza nel trattamento delle acque reflue

Le apparecchiature dell'impianto di trattamento delle acque reflue di Bayreuth sono quasi sempre in funzione. Quando era arrivato il momento di sostituire un motore, gli operatori decisero di approfittarne per scegliere un sostituto ottimale. Bauer Gear Motor era pronta a proporre un innovativo motore sincrono a magneti permanenti (PMSM), che avrebbe garantito maggiore efficienza e convenienza.

L'efficienza è fondamentale in qualsiasi settore. Per gli impianti di importanza critica come quelli di trattamento delle acque reflue, dove è richiesto un funzionamento praticamente ininterrotto, questo principio vale ancora di più. Per questo selezionare un motoriduttore ottimale che possa soddisfare tali requisiti di operatività può garantire una combinazione vincente tra convenienza e maggiore protezione ambientale. Proprio quello che Bauer Gear Motor, un importante brand di Altra Industrial Motion Corp., è riuscita a fare per una pompa a vite eccentrica utilizzata nell'impianto di trattamento delle acque reflue di Bayreuth, in Germania.

Bauer Gear Motor è un leader mondiale nelle tecnologie per motoriduttori – sempre un passo avanti in termini di motori efficienti ad alte prestazioni. Fin dalla sua fondazione nel 1927, l'azienda è focalizzata sulla realizzazione di motori e riduttori eccellenti, che garantiscano agli operatori l'affidabilità operativa salvaguardando sia il ritorno sull'investimento (ROI) che i consumi energetici complessivi.

Questo è decisamente interessante per il settore del trattamento delle acque. A Bayreuth, le pompe a vite eccentrica devono restare in funzione praticamente senza interruzioni, 365 giorni all'anno. Con requisiti di operatività di questo livello, un motore inadatto può generare costi eccessivi per gli operatori. Specificare un motore sovradimensionato, accoppiarlo a componenti non corretti, mancare il punto di funzionamento o selezionare gli ingranaggi errati può avere un effetto devastante sull'efficienza energetica a lungo termine. Specificare una soluzione di azionamento ottimale per questa applicazione in collaborazione col produttore della pompa: questa era la sfida posta dagli operatori dell'impianto a Bauer.

Come ci si può aspettare da un leader tecnologico globale, Bauer aveva la soluzione. Lavorando con il produttore della pompa, Bauer scoprì che il motore asincrono (ASM) IE3 da 15kW installato poteva essere sostituito da un motore IE3 da 5,5 Kw grazie alla tecnologia PMSM.

Ovviamente, tale ridimensionamento garantisce una maggiore efficienza energetica, ma la progettazione dei motori PMSM di Bauer massimizza i vantaggi. La progettazione dell'efficientissimo rotore include magneti permanenti speciali che garantiscono il risparmio energetico e migliorano le credenziali ambientali, rispetto ai motori tradizionali. Le perdite termiche dal rotore vengono eliminate e quelle totali ridotte del 25%, il che migliora uniformemente l'efficienza del motore del 10% rispetto ai motori della concorrenza. Tali caratteristiche garantiscono alta efficienza anche con esigenze di operatività molto varie.

Le atre pompe a vite eccentrica dell'impianto operavano ancora con motori ASM, consentendo a Bauer e al cliente di fare un confronto diretto. Utilizzando sia varianti ASM che PMSM a una velocità costante di 25 Hz, si è potuto verificare che il PMSM erogava un'efficienza energetica continua sull'intera curva, specialmente a carichi bassi. Al variare della velocità, il motore PMSM era ancora il più efficiente con carichi parziali. A bassa velocità e basso carico, il PMSM ha un'efficienza dell'85% rispetto al 65% dell'ASM. Questo illustra l'ampiezza sia del campo operativo a carico parziale che della gamma di velocità del motore PMSM, intrinsecamente efficiente.

I vantaggi per l'applicazione sono molti. Le pompe a vite eccentrica operano a diverse velocità e a diversi punti di funzionamento in base alle esigenze, il che corrisponde all'ampiezza sia del campo operativo a carico parziale che della gamma di velocità garantita dal PMSM. Inoltre, questa gamma offre una capacità di sovraccarico maggiore, il che è un vantaggio se si guasta un'altra pompa dell'impianto e gli stessi requisiti di operatività devono spalmarsi su meno pompe. Se i motori installati garantiscono maggiore capacità di sovraccarico questo requisito viene soddisfatto con facilità, a tutto vantaggio della disponibilità. Un'altra caratteristica intrinseca è la coppia di spunto elevata, importante quando si lavora con fluidi. Ridimensionare il motore facilita inoltre i futuri interventi di manutenzione, poiché sostituirlo risulterà più semplice grazie alle dimensioni inferiori. Anche lo spessore dei cavi di collegamento risultava dimezzato rispetto agli equivalenti ASM, riducendo i costi e facilitando posa e manutenzione.

Tuttavia, i principali vantaggi per l'operatore erano la maggiore efficienza sull'intero campo di operatività. Il miglioramento di efficienza minimo pari al 10% sull'arco di un intero anno di cicli operativi ha consentito risparmi notevoli, fino a 9.000 EUR per pompa all'anno, ai quali si aggiungono benefici in termini ambientali. Oltre a ridurre i costi energetici, gli operatori hanno potuto soddisfare con facilità gli obiettivi per le emissioni di CO2, che stanno irrigidendosi in tutti gli aspetti dell'industria. Questo, unito alle prestazioni intrinseche e all'affidabilità del PMSM, ha significato per gli operatori poter accedere alle condizioni più favorevoli per l'efficienza, create da un eccellente motore progettato per varie esigenze di operatività.

Didascalie:

Immagine 1: Le pompe a vite eccentrica operano a diverse velocità e a diversi punti di funzionamento in base alle esigenze, il che corrisponde all'ampiezza sia del campo operativo a carico parziale che della gamma di velocità garantita dal motore PMSM.

Immagine 2: L'inverter incorporato invia un flusso di dati costante al PLC (Programmable Logic Controller) tramite connessioni PROFINET. Questo consente di monitorare in remoto le condizioni di ogni unità.

Immagine 3: Bauer Gear Motor ha offerto a un impianto di Bayreuth, in Germania, un innovativo motore PMSM che avrebbe garantito maggiore efficienza e convenienza.

Informazioni su Bauer Gear Motor GmbH

Bauer Gear Motor crea soluzioni innovative nel settore dei motoriduttori da oltre tre quarti di secolo. Offriamo prodotti di altissima qualità, privilegiando le soluzioni più flessibili e affidabili e seguendo sempre le indicazioni e le richieste dei nostri clienti.

Bauer Gear Motor vanta una solida presenza in vari mercati, in particolare nell'industria alimentare, in quella delle energie alternative, nel trattamento acque reflue, nell'industria metallurgica e nella movimentazione in genere.

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