Osem liniek je poháňaných jednosmernými motormi, z ktorých mnohé sú staršie ako 20 rokov. Výrobná linka 12 má vysokú vyťaženosť a donedávna na nej často zlyhával 182 kW jednosmerný motor, čo viedlo k zvýšeniu prestojov a rastúcim nákladom na údržbu. Spoločnosť odhaduje, že len pravidelné ročné kontroly statických a dynamických parametrov, výmena kief a samotné náklady na prácu externej firmy sa pohybujú približne na úrovni 2 000 libier za jeden motor.
Radius Systems sa preto rozhodla investovať do novej pohonnej jednotky linky. Zvolila si zostavu synchrónneho reluktančného motora a pohonu SynRM od spoločnosti ABB, ktorá v aplikáciách extrudérov dosahuje bežne 15 % úsporu elektrickej energie, výrazný pokles nákladov na údržbu motora a zníženie prevádzkového hluku.
Monitoring
Firma Inverter Drive Systems (IDS) podnikajúca v kraji Derbyshire je oficiálnym partnerom spoločnosti ABB. Od elektrotechnického konglomerátu dostala požiadavku na monitoring výrobnej linky 12 a jej jednosmerného motora. Stanoví sa tým úspora energie a zároveň sa potvrdí, že investícia do striedavého motora a pohonu bude v súlade s firemnou politikou Radius Systems maximálne trojročného obdobia návratnosti vynaložených prostriedkov.
„Monitorovanie aplikácie je rozhodujúce pre úspech akejkoľvek inštalácie. Umožňuje nám presne určiť skutočný potenciál úspory energie, čo znamená, že môžeme správne navrhnúť veľkosť striedavého motora a pohonu. Často sme schopní znížiť požadované výkony a zároveň docieliť prekročenie plánov produkcie,“ vysvetľuje Phil Nightingale, konzultant IDS. Práve prostredníctvom monitorovania dokázala firma IDS určiť rozsah rýchlosti jednosmerného motora linky. Ukázalo sa, že pre danú aplikáciu je naddimenzovaný, a preto spotrebuje viac energie, ako je potrebné. Aj napriek tomu, že na motore sa vykonávala pravidelná údržba, mal už 20 rokov a nedosahoval hodnoty ani len blízke pôvodne navrhnutým hodnotám účinnosti.
Šírka pásma šetriaca energiu
Prvotné odhady hovorili, že nasadenie zostavy SynRM na linke 12 prinesie potenciálne úspory energie v rozpätí od 8 do 15 % a návratnosť investície do dvoch rokov. Navyše sa počítalo aj s úsporou spomínaných 2 000 libier za každú pravidelnú ročnú údržbu jednosmerného motora, ktorú by po výmene za striedavú jednotku nebolo potrebné vykonávať.
„Je veľmi ťažké vybrať presný výrobný cyklus, ktorý poskytne presné meranie spotreby energie, preto rozsah od 8 do 15 %. Skutočná úspora energie závisí od viacerých procesných premenných, ako je typ suroviny, rozdielne výrobné rozsahy a profily, teplota v tlakovej dýze a v bubne a všeobecné okolité podmienky prostredia. Napríklad spotreba energie je vyššia v chladných dňoch, pretože treba viac energie na zahriatie procesu,“ vysvetľuje Rob Betts, technický manažér spoločnosti Radius Systems.
Pokročilá technológia
SynRM je riešenie IE4 s výkonom 200 kW a 1 500 ot./min. a spolu s priemyselným pohonom ABB ACS880 ponúka oveľa vyššiu účinnosť ako štandardné striedavé indukčné motory a pohony. Táto technologická kombinácia je tiež oveľa tichšia ako pôvodný jednosmerný motor. „SynRM nám priniesol aj zníženie hluku vo výrobnej hale, čo je benefit, ktorý sme neočakávali. Hoci sme hladinu hluku nemerali, všetci si všimli jednoznačné zníženie hladiny hluku, čo je už samo o osebe motivačným opatrením,“ hovorí R. Betts. Malým rébusom boli fyzické rozmery. „Jednosmerné motory majú tendenciu byť dlhé a úzke, zatiaľ čo striedavé motory sú kratšie, ich priemer je však väčší,“ pokračuje R. Betts. V každom prípade SynRM môže byť až o dve veľkosti rámu menší ako konvenčné indukčné motory, čo je výhodou pri priamej výmene jednosmerných motorov.
Výzvy konštantného krútiaceho momentu
Zatiaľ čo SynRM je dobre otestovaný v aplikáciách kvadratického krútiaceho momentu, ako sú čerpadlá, ventilátory a kompresory, referencií s konštantným krútiacim momentom, ako sú extrudéry, je menej. Napriek málo referenciám R. Betts nemal o novom riešení pochybnosti. „V žiadnom momente sme nemali pocit, že by sme s touto technológiou riskovali. Podstúpila totiž rozsiahle testy a navyše sme dôverovali renomé značky ABB. Riešenie ako také sme za riziko vôbec nepovažovali. Dokázali sme starostlivo naplánovať výmenu pôvodného jednosmerného motora za SynRM tak, že celá inštalácia a uvedenie do prevádzky trvali iba päť dní,“ ozrejmuje R. Betts.
Načas a v rámci rozpočtu
„Zamýšľali by sme sa nad SynRM opäť? Rozhodne, IE4 a vyššia efektivita predstavujú cestu vpred. Za predpokladu, že cena je konkurencieschopná, návratnosť investície opodstatnená a dodávka technológie prebehne v stanovenom časovom rámci, tak o využití SynRM nemáme žiadne pochybnosti. V prevádzke máme 300 motorov, z ktorých asi 20 % je s premenlivými otáčkami. Po úspechu tejto inštalácie a podpore, ktorú dostávame od spoločnosti IDS, sme sa rozhodli v závode štandardizovať výhradne na báze pohonov od ABB. Partnerská spolupráca ABB s IDS je pre nás veľmi dôležitá, máme totiž k dispozícii lokálnu podporu,“ uzatvára R. Betts.
-bb-