گیربکس Bauer آلمان

مارکوس کوتنی، رئیس توسعه کسب و کار در Bauer، اضافه کرد: «ما تجزیه و تحلیل سایت و ممیزی تجهیزات موجود را انجام دادیم. ما یک اینورتر را روی یکی از اجزای تجهیزات موجود نصب کردیم تا رفتار این نصب را تحلیل کنیم. بر اساس این داده‌ها، محاسبه‌ای را برای مشتری انجام دادیم تا مزایای فناوری موتور سنکرون مغناطیس دائمی (PMSM) را نشان دهیم. ارزش های نظری، پس انداز و رفتار شبیه سازی شده و به مشتری ارائه شد. علاوه بر دستیابی به عملکرد محیطی و عملیاتی، ما توانستیم سیستمی ایجاد کنیم که با آخرین استانداردهای Industry 4.0 مطابقت داشته باشد. علاوه بر این، ما توانستیم به طور قابل توجهی سطح کنترل موتور را در محل بهبود دهیم.

در ابتدا، مشتری درخواست کرد که موتورهای موجود را با موتورهای ناهمزمان IE3 که استانداردی برای بهره‌وری انرژی در سیستم‌های تصفیه آب محسوب می‌شوند، جایگزین کند. با این حال، در نتیجه تجزیه و تحلیل بائر، مشخص شد که در صورت نصب موتورهای سنکرون مغناطیس دائمی که در فرکانس یکسان 50 هرتز کار می کنند، می توان عملکرد بهتری در این تصفیه خانه فاضلاب به دست آورد.

مزیت چنین موتورهایی نه تنها در بهره وری انرژی، بلکه در امکان کنترل مستقیم تمام گیربکس ها به طور مستقیم از دفتر از طریق سیستم اتوبوس ProfiNet است. یکی دیگر از مزایای قابل توجه این نوع موتورها این است که سیستم چرخشی هوشمند اینورتر و سیستم اتوبوس به تکنسین های سرویس اجازه می دهد تا بر عملکرد موتورها نظارت کرده و بلافاصله مشکلات سیستم را برطرف کنند.

فناوری موتور سنکرون آهنربای دائم IE3 دارای مصرف انرژی و توان کمتری برای گشتاور یکسان موتورهای القایی IE3 است. اگر سیستم تحت بار جزئی کار کند، راندمان موتورهای القایی به طور قابل توجهی در مقایسه با موتورهای سنکرون آهنربای دائمی که تحت شرایط مشابه کار می کنند کاهش می یابد. به طور خاص تر، Bauer Gear Motor توان مورد نیاز برای این پروژه را اندازه گیری کرد و آن را کمتر از قدرت واقعی موتورهای در حال کار دانست، که امکان کاهش سایز موتورها از 1.5 کیلووات به 1.1 کیلووات را بدون کاهش عملکرد فراهم کرد.

علاوه بر این، با توجه به اندازه گیری های انجام شده توسط مشتری پس از نصب موتورهای جدید، جایگزینی موتورهای القایی با موتورهای سنکرون مغناطیس دائمی که در فرکانس 50 هرتز کار می کنند، منجر به صرفه جویی بیش از 93000 کیلووات ساعت شده است. بر اساس این فرض که 1 کیلووات ساعت انرژی 0.20 یورو هزینه دارد، این کاهش در مصرف انرژی منجر به صرفه جویی بیش از 18600 یورو در سال می شود.

پیشنهاد دیگر استفاده از درایوهای اینورتر برای کاهش فرکانس خط بدون به خطر انداختن راندمان اختلاط بود. در نتیجه، فرکانس 50-60 هرتز برای شروع فرآیند اختلاط مورد نیاز بود. پس از شروع حرکت فاضلاب و رسوب لجن در آب، فرکانس چرخش را می توان به 34 هرتز کاهش داد. این کاهش سرعت، بدون به خطر انداختن کیفیت اختلاط و پردازش، منجر به صرفه جویی بالقوه سالانه بیش از 260000 کیلووات ساعت یا 52000 یورو شد.

کاهش مصرف انرژی به دلیل نصب موتورهای سنکرون آهنربای دائم در مقایسه با موتورهای آسنکرون استاندارد با ویژگی های طراحی آنها تضمین می شود. در حالی که در موتورهای آسنکرون باید جریان الکتریکی به روتور اعمال شود تا میدان مغناطیسی ایجاد شود که تحت تأثیر آن روتور می چرخد ​​و گشتاور ایجاد می شود، در الکتروموتورهای سنکرون با آهنرباهای دائمی، یک آهنربای دائمی تحت تأثیر نصب می شود. که روتور آن می چرخد. در مقایسه با موتورهای القایی دارای رتبه مشابه، فناوری موتور سنکرون مغناطیس دائمی 40 درصد بهبود عملکرد را در برخی از برنامه های تصفیه آب ایجاد کرده است. در بسیاری از موارد، موتورهای این نوع در عرض چند ماه هزینه خود را پرداخت می کنند.

در طول فرآیند طراحی، مهندسان Bauer باید اطمینان حاصل کنند که موتورهای جدید در سیستم موجود ادغام شده اند. این امر از تعویض سیستم ها و گیربکس های موجود جلوگیری می کند و هزینه پروژه را به حداقل می رساند. علاوه بر این، از آنجایی که موتورها باید در فضای باز قرار می گرفتند، طراحی آنها باید در برابر اثرات شرایط آب و هوایی و همچنین خطرات موجود در چنین محیط هایی مقاوم باشد. به همین دلیل بائر موتورهای محصور شده IP65 و اینورتر محصور شده IP66 را انتخاب کرده است که در برابر گرد و غبار و جت های آب پرفشار از هر جهت مقاوم است.

برای اطمینان از کارایی ترکیب موتور و VFD، اینورترهای منفرد مستقیماً روی موتورها (گیرنده‌های EtaK2.0) برای اتصال همه اینورترها به صورت سری نصب شدند. با این طرح اتصال، اگر یک دستگاه معیوب شود، عملکرد سایر گیربکس ها مختل نمی شود. این باعث کاهش زمان توقف و هزینه های تعمیر و نگهداری ایستگاه می شود.

علاوه بر این، راه حل جدید ارائه شده توسط Bauer باعث شد تا سیستم ساده شود و میزان تجهیزات مورد نیاز کاهش یابد. اینورترهای داخلی در EtaK2.0 نیاز به کابل های محافظ و اتصالات موتور غیرمتمرکز و در نتیجه نصب اینورترها در کابینت های کنترل را از بین برده است. این منجر به کاهش تعمیر و نگهداری مورد نیاز و صرفه جویی بیشتر در هزینه شد.

EtaK2.0 همچنین گزینه های ارتباطی و کنترل بیشتری را ارائه می دهد. به طور خاص، اینورترهای تعبیه شده به طور مداوم داده ها را از طریق یک اتصال پرکاربرد که با استاندارد اترنت صنعتی PROFINET مطابقت دارد، به یک کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) ارسال می کنند. این به شما امکان می دهد از راه دور وضعیت هر دستگاه را نظارت کنید و نیازی به حضور افراد برای بررسی را از بین می برد.

به لطف این ویژگی، تصفیه خانه آب را می توان به یک شبکه اتوماتیک متصل کرد که از استاندارد Industry 4.0 و اینترنت اشیا (IIoT) پشتیبانی می کند. علاوه بر این، افزایش عملکرد سیستم کنترل، عیب یابی را ساده و سرعت می بخشد و هزینه های نگهداری و تعمیرات مورد نیاز را به حداقل می رساند.

هارالد بزولد ادامه داد: «ما به مهندسان بائر گفتیم که به راه حلی نیاز داریم که مطابق با آخرین استانداردها باشد و بتواند به طور موثر با پیشرفت های فناوری آینده کار کند. شبکه خودکاری که ایجاد کرده‌ایم به ما اجازه می‌دهد تا عملکرد موتور را به دقت بررسی کنیم تا از عملکرد ثابت اطمینان حاصل کنیم.

باوئر با همکاری نزدیک با مهندسان در کارخانه تصفیه فاضلاب شهری بایروث، الزامات سایت را شناسایی کرد و کارشناسان صنعت لازم را برای ایجاد راه حلی پیشرفته از نظر حفاظت از محیط زیست و ارتباطات صنعتی به کار برد. فن آوری اجرا شده نه تنها بهبودهای قابل توجهی در بهره وری انرژی و بهره وری ایجاد کرد، بلکه نیاز به ارتقاء و کاهش اختلال را به حداقل رساند.

باوئر از طریق این پروژه ثابت کرده است که بهبود بهره وری انرژی نه تنها هزینه تولید، انتقال و توزیع انرژی از نیروگاه ها به مصرف کنندگان نهایی را کاهش می دهد، بلکه هزینه های عملیاتی و نگهداری را نیز به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.