Rozwiązania i Komponenty dla AutomatykiSolutions and Components for Automation

Jak oszczędzać energię w przemyśle?

Poszukując oszczędności i sposobów na zwiększenie wydajności energetycznej przedsiębiorstwa, warto zwrócić uwagę na napędy stosowane w maszynach produkcyjnych.

20.06.2018

Jak oszczędzać energię w przemyśle?

W przemyśle zużywa się znaczne ilości energii do zasilania różnorodnych procesów wytwórczych. Poszukując oszczędności i sposobów na zwiększenie wydajności energetycznej przedsiębiorstwa, warto zwrócić uwagę na napędy stosowane w maszynach produkcyjnych.

Napędy w maszynach konsumują dużą część energii zużywanej przez firmy, dlatego przy modernizacjach linii technologicznej czy też nowych inwestycjach warto zadbać, by zastosować nowoczesne silniki, takie jak napędy z elektroniczną komutacją (BLDC). Są one coraz chętniej stosowane ze względu na bardzo wysoką sprawność energetyczną, mają wyższy zakres prędkości, są także pozbawione ograniczeń mechanicznych powodowanych przez szczotki – dzięki czemu mają znacznie dłuższą żywotność.

Silniki BLDC mają również lepszą charakterystykę momentową, która dopuszcza operację na całym zakresie prędkości ze znamionowym obciążeniem. W porównaniu do napędów szczotkowych, te z elektroniczną komutacją mają lepszą charakterystykę termiczną, co jest związane z umiejscowieniem uzwojenia na statorze, który jest połączony z obudową, dzięki czemu ciepło jest lepiej rozpraszane. W porównaniu do silników indukcyjnych charakteryzują się wyższą wydajnością i gęstością mocy, przy mniejszych gabarytach oraz wadze.

Firma WObit proponuje szeroki wybór silników bezszczotkowych prądu stałego produkowanych przez firmy: ElectroCraft (seria RP oraz LRPX), Nanotec, Dunkermotoren (seria BG) oraz Buehler Motor (seria 1.25.xxx.xxx). Wykonywane są na napięcia pracy od 24 do 325 V, prędkości obrotowe od 500 do 14000 obr/min, osiągając moment znamionowy od 2 do 290 Ncm. Zakres dostępnych mocy wynosi od 5 do 1100 W.

 

Silniki bezszczotkowe ElectroCraft mają kompaktową konstrukcję, a przy tym wysoki moment znamionowy (do 221 Ncm).

Dzięki dobrym parametrom sprawdzą się w aplikacjach wymagających nagłego przyspieszenia oraz wysokiej dokładności pozycjonowania w automatyce przemysłowej, przemyśle medycznym czy wojskowym.

 

Wśród czterech serii warto zwrócić uwagę na bardzo wydajne silniki LRPX, które osiągają szczytową sprawność działania przy niskiej prędkości obrotowej, umożliwiając integrację z przekładnią planetarną.

Charakteryzuje je duży moment przy niewielkiej konstrukcji oraz niewielkie zużycie prądu, a także cicha praca dzięki osiąganiu maksymalnej sprawności przy niskiej prędkości obrotowej. Do urządzeń medycznych, pomiarowych czy sprzętu wojskowego odpowiednia jest seria RPX o bardzo kompaktowych wymiarach przy zachowaniu dużego momentu obrotowego. Natomiast do robotyki mobilnej idealnie nadaje się seria RP o wysokiej sprawności. Warto tu zwrócić uwagę na silnik RP34-221-V24 o znamionowym momencie obrotowym 221 Ncm zasilanym napięciem 24 VDC.

Wśród napędów bezszczotkowych produkowanych przez Nanotec ciekawą serią są płaskie silniki, przeznaczone do zastosowań wymagających dużej precyzji oraz małych wymiarów zewnętrznych. Mają one magnesy trwałe umieszczone na specjalnym pierścieniu przymocowanym do wirnika, obracającym się wokół wewnętrznego stojana z uzwojeniami.

Przy porównywalnym momencie obrotowym, jak w przypadku silników z wirnikiem wewnętrznym, te charakteryzują się mniejszym wahaniem momentu obrotowego ze względu na duży moment inercji. Dodatkowo mogą być zamykane w krótszych obudowach.

W aplikacjach nie wymagających kontroli czujników znakomicie sprawdzi się seria DS16 silników bezżłobkowych (slotless) Nanotec. Tradycyjne żłobkowe silniki BLDC mają uzwojenie umieszczone w żłobkach wewnątrz statora. W przeciwieństwie do tego bezżłobkowe silniki BLDC mają tylko płytki w kształcie pierścienia, pozbawione żelaznego rdzenia, pełniące funkcję statora. Do tego dodawane jest płaskie, sklejane lub odlewane uzwojenie.

Bezżłobkowe silniki Nanotec oferują wyższe prędkości w porównaniu do standardowych silników BLDC. Dzięki usunięciu żelaznego rdzenia, indukcyjność silnika jest bardzo niska, a prąd w uzwojeniu bardzo szybko wzrasta. Dodatkowo nie ma strat w żelazie, przez co silniki są bardziej wydajne. Podczas powolnego działania nie występują tętnienia momentu. Dzięki braku wzmocnienia pola magnetycznego przez żelazne żłobienia, jak w standardowych silnikach BLDC, nie ma momentu zaczepowego. Dodatkowo przy niskich prędkościach silnik pracuje bardzo równomiernie. Ten rodzaj silników jest idealny do aplikacji wymagających wysokich prędkości obrotowych oraz pracy w różnorodnym otoczeniu np. w aplikacjach medycznych.

 

Silniki z serii 1.25.xxx.xxx Buehler Motor to rozwiązanie, które dzięki kompaktowym wymiarom oraz wysokiej prędkości obrotowej sprawdza się doskonale w automatach vendingowych, bankomatach czy liczarkach banknotów.

Seria ta może być dostosowana do wymagań aplikacji poprzez montaż enkodera lub hamulca, dostosowanie prędkości obrotowej, zmianę uzwojenia, a także modyfikację długości wału  z obu stron, inne łożyskowanie, dodanie kółek zębatych, czy też dodatkowe uszczelnienie podnoszące stopień ochrony.

Tam, gdzie konieczne jest zastosowanie silników wraz ze sterownikiem warto rozważyć implementacjęelektronicznie komutowanych silników z serii BG Dunkermotoren, które mogą mieć zintegrowane sterowniki o różnych funkcjach. Jedną z najprostszych wersji sterownika jest 4-kwadrantowy sterownik prędkości (SI). W tym wykonaniu dodatkowo istnieje możliwość ustawiania prędkości docelowej za pomocą napięciowego wejścia analogowego 0…10 V. Dostępne są dwa wejścia cyfrowe warunkujące cztery tryby pracy: obroty lewo/prawo, zablokowanie kontrolera oraz stop z momentem trzymającym.

Bardziej zaawansowaną wersją jest silnik ze zintegrowanym 4-kwadrantowym serowo sterownikiem (PI), który dostarczany jest z oprogramowaniem na PC umożliwiającym parametryzację (Drive Assistant). Dzięki temu w łatwy sposób mogą być sparametryzowane podstawowe tryby pracy jak prędkość, moment i pozycja.

Modele od BG45 do BG75 dodatkowo wyposażone są w interfejs CANopen, który pozwala na zmianę najważniejszych parametrów trajektorii jak pozycja, prędkość oraz wartości przyspieszeń w czasie rzeczywistym. W przypadku, gdy w aplikacji wymagany jest inny interfejs komunikacyjny, Dunkermotoren proponuje silniki wyposażone w Profibus, ProfiNet oraz EtherCat.

Dla ilości projektowych dostępny jest również napęd ze zintegrowanym kontrolerem ruchu z funkcją Master. Pozwala on na budowę stacjonarnej sieci bez sterownika nadrzędnego typu PLC. Silnik wyposażony jest w dwa złącza do podłączenia interfejsu sieciowego, stopnia mocy i logiki, uwzględniając definiowane przez użytkownika cyfrowe We/Wy. Komunikacja pomiędzy kilkoma sterownikami jest możliwa poprzez We/Wy oraz interfejs CANopen. 

Aby znaleźć optymalny napęd do swojej aplikacji oraz uzyskać więcej informacji zapraszamy do kontaktu ze specjalistami WObit

×

Przeczytaj także

Nowa seria GREEN paneli operatorskich HMI
Nowa seria GREEN paneli operatorskich HMI

W ofercie WObit dostępna jest nowa generacja przemysłowych paneli operatorskich HMI - seria GREEN.

Zobacz więcej »
Czy osiemnastowieczne narzędzia były ergonomiczne? Sprawdziliśmy.
Czy osiemnastowieczne narzędzia były ergonomiczne? Sprawdziliśmy.

Systemy do pomiaru rozkładu sił i nacisku firmy Tekscan doskonale sprawdzają się w badaniu ergonomii. Przedstawiamy relację z badań z wykorzystaniem systemu GRIP.

Zobacz więcej »