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Negli impianti di trafilatura di cavi e fili, ci si trova di fronte a una decisione fondamentale in termini di azionamento: mantenere un motore a induzione con riduttore o passare a un motore sincrono a magneti permanenti (PMSM) a trasmissione diretta. Questa decisione si riflette sulla bolletta energetica, sui tempi di fermo, sull'ingombro e persino sul rumore in officina. I sistemi di azionamento a magneti permanenti sono già progettati per applicazioni di produzione reali, pesanti, lente e ad alta coppia, come trafilatura, nastri trasportatori e altre linee continue.
Non si tratta di piccoli servocomandi. Si tratta di bassa velocità con coppia stabile e controllo della tensione preciso. Un PMSM multipolare può fornire un'elevata coppia di uscita a regimi di giri al minuto a una cifra senza bisogno di un riduttore. Per chiunque voglia fare un confronto trasmissione diretta vs cambio e quando si cerca di scegliere il motore migliore per le macchine da trafilatura, questo punto è importante.
Un PMSM a trasmissione diretta è un motore sincrono a magneti permanenti accoppiato direttamente al carico anziché tramite un riduttore. Il motore è progettato per funzionare alla velocità di processo, non a regimi elevati.
Un rotore PMSM è dotato di magneti permanenti, quindi il campo è sempre presente. Non si spreca energia inducendo corrente nel rotore come avviene in un motore a induzione. Il campo rotante dello statore e il rotore rimangono sincronizzati, il che consente al motore di mantenere coppia ed efficienza su un'ampia banda di carico. Un'elevata coppia di spunto è disponibile per avviamenti gravosi sotto carico o tensione della bobina, cosa normale nella trafilatura.
Scegliendo molti poli nel rotore, il progettista riduce la velocità di base e aumenta la coppia. La velocità nominale può rientrare nell'intervallo di giri/min a una cifra, quindi si ottiene un PMSM a bassa velocità e alta coppia per l'industria dei cavi servizio senza aggiungere un riduttore.
La maggior parte delle linee tradizionali utilizza un motore a induzione veloce più un riduttore. Il motore gira velocemente, il riduttore riduce la velocità e il tamburo o l'argano riceve una coppia utilizzabile.
La pila di ingranaggi solitamente si presenta così: motore asincrono, giunto, riduttore e infine il tamburo condotto. È familiare e facile da reperire, ma è lunga, rumorosa e sensibile all'allineamento. L'accoppiamento degli ingranaggi e lo slittamento sprecano energia. Calore e vibrazioni sono parte del gioco.
Usura degli ingranaggi, usura dei cuscinetti, perdite d'olio, controlli delle guarnizioni, controlli dell'allineamento: questi sono lavori standard su una linea di cambio. Il riduttore trasmette anche vibrazioni al telaio, aumentando il rumore e talvolta lasciando segni sul prodotto. Questo significa fermate programmate nel fine settimana, non facoltative.
Non si sostituisce un sistema di trasmissione per divertimento. Lo si fa per ridurre il costo per tonnellata e mantenere stabile la produzione.
I sistemi PMSM evitano perdite per induzione del rotore e mantengono un'efficienza molto elevata, spesso compresa tra il 93 e il 97%, con un fattore di potenza prossimo a 0.99. Questo valore si mantiene per circa il 20-120% del carico nominale. Un motore a induzione con riduttore perde potenza durante lo slittamento del rotore, lo spunto e l'ingranamento. Questa potenza in ingresso sprecata si trasforma in kWh in bolletta.
La trasmissione diretta elimina il riduttore, che è la parte che più probabilmente necessita di essere ricostruita. Con meno giunti e meno cuscinetti, si elimina la principale fonte di perdite d'olio e vibrazioni. Gli impianti segnalano un funzionamento più silenzioso e una minore manutenzione ordinaria. La linea del cambio rimane familiare ma ad alto contatto, e si continua a pagare per i cicli di lubrificazione e ricostruzione.
La maggior parte del rumore prodotto da un cavalletto proviene dal riduttore. Togliendo il riduttore, le vibrazioni diminuiscono, rendendo la postazione dell'operatore più silenziosa. Questo può essere più importante di quanto si ammetta, soprattutto nei turni di notte o negli edifici più vecchi.
La trasmissione diretta è compatta perché non è necessario allineare motore, giunto e scatola del cambio. Si libera spazio sul pavimento e l'accesso al banco migliora. Questo è importante nei lavori di retrofit in cui lo spazio nel corridoio è già ridotto.
Poiché il rotore PMSM rimane sincronizzato con il campo dello statore, il controllo di velocità e coppia è molto preciso anche a bassa velocità. Ciò favorisce il controllo della tensione, la finitura superficiale e la ripetibilità della qualità di trafilatura.
Se si è alla ricerca del motore migliore per la trafilatura dei fili, questo livello di controllo a bassa velocità è solitamente il fattore decisivo.
Un cambio può ancora essere la soluzione rapida se si ha solo bisogno di mantenere in vita un vecchio telaio in questo trimestre con una rilavorazione minima. A volte la geometria del cavalletto tradizionale rende più difficile l'inserimento di un PMSM senza dover lavorare una piastra di base. A volte il team locale vuole solo mantenere lo stesso telaio di partenza. In tal caso, la scelta non riguarda le prestazioni. Riguarda la sopravvivenza a breve termine.
I costi energetici e i costi dei tempi di inattività sono determinanti per il business case. È possibile ottenere rapidamente una risposta immediata.
Raccogli: ore di funzionamento annuali, carico medio, prezzo dell'energia elettrica locale, spese di manutenzione del riduttore e dati sull'efficienza del tuo attuale azionamento rispetto a un PMSM a trasmissione diretta. I valori del PMSM mostrano spesso un'efficienza pari a circa il 90% e un fattore di potenza prossimo all'unità anche senza carico nominale.
Calcola il risparmio annuo in kWh e sottrai la spesa tipica per la manutenzione del riduttore. Dividi il costo dell'aggiornamento per quel risparmio annuo per ottenere il tempo di ammortamento. Se il periodo di ammortamento è più breve della revisione del riduttore che stavi già pianificando, di solito è un'approvazione facile. A quel punto, molti impianti iniziano a valutare un retrofit con trasmissione diretta o con riduttore basato su un vero PMSM a bassa velocità e coppia elevata per applicazioni nel settore dei cavi, progettato per regimi a una sola cifra e coppia stabile senza riduttore. Puoi rivedere una configurazione tipica qui come esempio. scelta di aggiornamento tra trasmissione diretta e cambio per una linea di cavi.
Prima di sostituire l'hardware, verificarne la compatibilità e i comandi in modo che l'avvio sia fluido.
Verificare le dimensioni dell'albero, la configurazione della flangia, l'altezza della base e il carico che il motore sopporterà una volta rimosso il riduttore. Il motore ora si trova dove si trovava il riduttore, quindi il montaggio è importante.
Questa classe di PMSM funziona con il suo cabinet di azionamento abbinato. Il cabinet controlla la rampa, il limite di coppia e la stabilità a bassa velocità. È necessario che qualcuno regoli il loop per la tensione di trazione, non lasciare impostazioni predefinite generiche. Le piattaforme PMSM rispondono rapidamente, il che è ottimo per la qualità della superficie una volta regolate.
Un approccio semplice è quello di convertire prima un supporto. Mantenere il vecchio supporto del cambio accanto come riferimento. In questo modo si ottengono dati di produzione in tempo reale anziché dati teorici.
Qingdao Enneng Motor Co., Ltd. Fornisce motori sincroni a magneti permanenti per uso industriale pesante. La gamma comprende soluzioni a trasmissione diretta e senza riduttore per applicazioni quali macchine per trafilatura, nastri trasportatori, sistemi PCP per giacimenti petroliferi, attrezzature per pneumatici e aerazione delle acque reflue. Questi motori forniscono una coppia elevata a velocità molto basse utilizzando rotori multipolari, quindi la velocità nominale può scendere a giri/min a una sola cifra senza riduttore. L'efficienza tipica è intorno al 90% e il fattore di potenza è prossimo a 1.0, anche in condizioni di carico non costante. Un minor numero di componenti meccanici si traduce anche in minori costi di manutenzione ordinaria, poiché non è necessario ricostruire un riduttore. L'azienda supporta armadi di azionamento e integrazione, in modo da poter integrare la coppia ad accoppiamento diretto senza perdere la stabilità del processo.
Se stai pianificando un intervento di ammodernamento, puoi contattare il team tramite la pagina dei contatti.
D1: La trasmissione diretta è sempre la scelta migliore in un confronto tra trasmissione diretta e riduttore per la produzione di cavi?
R: La trasmissione diretta con motore sincrono a magneti permanenti offre una coppia elevata a bassi regimi, elevata efficienza, minore rumorosità e minore manutenzione grazie all'eliminazione del riduttore. È la scelta migliore nella maggior parte delle linee di trafilatura e avvolgimento. Il riduttore è ancora presente nei casi a basso budget e senza rilavorazioni.
D2: Cosa rende un PMSM il motore migliore per le macchine per la trafilatura dei fili?
R: Un PMSM può mantenere la coppia a bassa velocità, avviare carichi pesanti senza problemi e mantenere un'efficienza intorno al 90% su un'ampia finestra di carico. Ciò contribuisce al controllo della tensione e alla finitura superficiale.
D3: In che modo la trasmissione diretta aiuta a ridurre rumore e vibrazioni?
R: La maggior parte del rumore tonale in prossimità del supporto proviene dal riduttore. Rimuovendo quell'unità, le vibrazioni diminuiscono. Una minore vibrazione significa meno dB per gli operatori e meno rischi di lasciare segni di vibrazione sul prodotto.
D4: Un PMSM a bassa velocità e coppia elevata per l'industria dei cavi può funzionare in spazi ristretti?
R: Sì. I sistemi PMSM a trasmissione diretta sono compatti perché non richiedono l'allineamento di motore, giunto e riduttore di grandi dimensioni. Questo libera spazio nei corridoi degli impianti affollati.
D5: Quanto velocemente si può vedere il ritorno dell'investimento?
R: Il ritorno sull'investimento dipende dal prezzo dell'energia e dai costi di fermo. Quando il risparmio annuo in kWh e i costi evitati per la ricostruzione del riduttore rientrano nella finestra temporale di revisione pianificata, gli impianti solitamente procedono.
