Dlaczego dobrze przemyślana redukcja liczby wariantów napędów jest istotna?

Duże projekty intralogistyczne dla portów lotniczych lub centrów dystrybucji paczek muszą pogodzić różne konkurencyjne wymagania. Przy planowaniu systemu korzystającego z napędów elektrycznych istnieje konflikt celów między optymalizacją efektywności energetycznej i ograniczaniem liczby wariantów, które są dwoma najważniejszymi czynnikami wpływającymi na zmniejszenie TCO.

Jeżeli linia produkcyjna lub system przenośników w zakładzie posiada napędy, które są dobrane dla najbardziej energooszczędnego punktu pracy, to koszty inwestycyjne są optymalne, a silniki pracują stosunkowo energooszczędnie. W zamian za to trzeba jednak zarządzać i konserwować wiele różnych wariantów napędów przez cały cykl życia systemu. Koncepcja napędu, której głównym celem jest oszczędność kosztów energii, prowadzi do dużej liczby wariantów odpowiadającej ilości różnych funkcji jakie spełniają w instalacji.

Cel redukcji liczby wariantów

Redukcja liczby wariantów ma dokładnie odwrotny cel. Jest nim zapewnienie wymaganych momentów i prędkości obrotowych przy wykorzystaniu jak najmniejszej liczby różnych typów napędów, jaka jest ekonomicznie uzasadniona. Problem optymalnego zaprojektowania systemu w rzeczywistych warunkach jest trudniejszy do rozwiązania. Przenośniki taśmowe dla portów lotniczych, magazynów i centrów dystrybucji paczek są często projektowane na oczekiwane maksymalne obciążenie z odpowiednimi współczynnikami bezpieczeństwa. Powoduje to przewymiarowane systemów napędowych. Podczas rzeczywistej eksploatacji maksymalne obciążenie w takich systemach jest osiągane tylko dla niewielkiej części transportowanego ładunku. W rezultacie napędy pracują przez większość czasu w zakresie obciążenia częściowego. Maksymalna redukcja liczby wariantów nie jest celem, ponieważ koszty projektu mogą drastycznie wzrosnąć powyżej pewnego progu. Ponadto mała liczba wariantów prowadzi do pogorszenia sprawności stosowanych napędów ze względu na rosnące przewymiarowanie.

W projektach ważne jest więc znalezienie optymalnego połączenia kosztów inwestycji, eksploatacji (administracja, serwis, zapas części zamiennych) i energii w zależności od liczby wariantów. Zrównoważona kombinacja redukcji liczby wariantów i efektywności energetycznej może skutkować dużą redukcją TCO.

Systemy napędowe z nowoczesnego asortymentu wysokowydajnych urządzeń firmy NORD DRIVESYSTEMS łączą w sobie zalety obu strategii optymalizacji. Jeden wariant to kombinacja reduktora, silnika i przetwornicy częstotliwości, która różni się wielkością i przełożeniem. Liczbę wariantów można zredukować przez zastosowanie tylko jednej kombinacji motoreduktora i przetwornicy częstotliwości dla określonego zakresu obciążenia i prędkości obrotowych. W przypadku mniejszych wymagań dotyczących wydajności lub innych zakresów prędkości obrotowych jednostka napędowa sterowana przez przetwornicę częstotliwości może objąć wymagane punkty pracy.

Czytaj też >> Polskie firmy dostrzegają korzyści z gospodarki obiegu zamkniętego

Napędy NORD z silnikiem synchronicznym mają tutaj swoje szczególne zalety. Ich efektywność nie spada znacząco w zakresie obciążenia częściowego w porównaniu do silników asynchronicznych. Nowa technologia silników IE5+ jest o ok. 15% bardziej oszczędna przy pełnym obciążeniu. Im dłuższy czas pracy napędów w zakresie obciążenia częściowego, tym większa oszczędność energii wynikająca z doboru napędu. Lepsze są wówczas również osiągi nowoczesnych silników synchronicznych z magnesami trwałymi o klasie efektywności IE5+.  Dzięki silnikom IE5+ o mocy do 2,2 kW o jednej wielkości korpusu i dwóm lub trzem wybranym wielkościom reduktorów do 250 Nm oraz kilku wariantom przetwornic częstotliwości można obsłużyć 95% wszystkich zadań napędowych w intralogistyce. 

Technologia silników synchronicznych firmy NORD DRIVESYSTEMS została udoskonalona przez integrację silnika i reduktora w jednym korpusie, co zostało zrealizowane w opatentowanym napędzie DuoDrive. Oprócz wysokiej sprawności systemu ważną cechą DuoDrive jest konsekwentna redukcja liczby wariantów, a także gładka, niewentylowana i kompaktowa konstrukcja. Wyeliminowano wiele części podlegających zużyciu, zmniejszono nakłady na konserwację. DuoDrive można montować w różnych położeniach montażowych bez konieczności dopasowywania. Zmniejsza to dodatkowo liczbę wariantów w projektach intralogistycznych. Dodatkową zaletą są kompaktowe wymiary korpusu: DuoDrive jest znacznie bardziej płaski w kierunku osiowym niż konkurencyjne produkty. Dzięki temu zapewnia mały wymiar korytarza w instalacjach systemów transportowych. Ponieważ moc motoreduktora może być skalowana w ramach tej samej konstrukcji bez zmiany wymiarów zewnętrznych, nie są wymagane modyfikacje układu instalacji w celu dostosowania mocy.

Oprócz poprawy efektywności energetycznej rozwiązań systemowych ważnym czynnikiem wpływającym jest również jakość sterowania elektroniką napędową. Doskonałym pomysłem jest również skorzystanie z usługi NORD ECO która umożliwia przeanalizowanie zainstalowanych napędów pod kątem efektywności energetycznej, wymiarowania oraz różnorodności wariantów. Klient otrzymuje finalnie koncepcję napędu dostosowaną do własnych zastosowań w celu zmniejszenia kosztów cyklu życia.

_{Źródło: NORD}