Nowości

Kupując dużą prasę hydrauliczną, nożyce do złomu, nożyce bramowe lub maszynę do recyklingu metalu, wybór właściwej wydajności i modelu to tylko część projektu. Jedno pytanie może określić, czy sprzęt rzeczywiście będzie mógł zostać pomyślnie oddany do użytku: czy istniejący fabryczny system zasilania będzie w stanie go obsłużyć?

Na złomowiskach, stalowniach, odlewniach i zakładach recyklingu kupujący w naturalny sposób skupiają się przede wszystkim na wymaganiach produkcyjnych:

„Ile ton na godzinę może przetworzyć maszyna?”

„Jakiej siły cięcia lub ściskania potrzebujemy?”

„Jaka jest zainstalowana moc silnika?”

Zanim jednak zostanie sfinalizowana specyfikacja sprzętu, na równą uwagę zasługuje jeszcze jedno pytanie:

Jaka moc elektryczna jest faktycznie dostępna w miejscu instalacji?

Jeśli zostanie to odkryte dopiero po wyprodukowaniu maszyny lub, co gorsza, po jej przybyciu do fabryki, kupujący może spotkać się z modernizacją transformatora, większymi kablami, modyfikacjami rozdzielnic i opóźnieniami w uruchomieniu.

Dlaczego znajomość „400 V, 50 Hz” nie wystarczy

Typowa specyfikacja elektryczna podawana podczas międzynarodowego zapytania dotyczącego sprzętu to:

400 V / 50 Hz / 3 fazy

Informacje te są niezbędne, ale w przypadku maszyn zużywających dziesiątki lub setki kilowatów mocy zainstalowanej silnika nie wystarczy określić, czy fabryka może obsługiwać sprzęt.

Kupujący i dostawcy powinni rozróżnić kilka parametrów elektrycznych.

Napięcie (V) określa parametry elektryczne wymagane dla silników i podzespołów elektrycznych.

Częstotliwość (Hz) — zwykle 50 Hz lub 60 Hz — wpływa na wybór silnika i układu elektrycznego.

Faza jest zwykle trójfazowa w przypadku ciężkiego przemysłowego sprzętu hydraulicznego.

Często jednak pomija się inną kwestię:

Jaki jest maksymalny dostępny prąd wejściowy i jaką mocą transformatora faktycznie dysponuje fabryka?

Obie fabryki mogą mieć energię elektryczną 400 V/50 Hz/3-fazową, a jednocześnie mieć zupełnie różne możliwości obsługi tej samej maszyny.

Można mieć znaczną zapasową moc transformatora. W innym zakładzie istniejące linie produkcyjne, sprężarki, dźwigi i inne maszyny mogą już zużywać większość dostępnej energii.

Dlatego:

Prawidłowe napięcie nie oznacza automatycznie wystarczającej mocy.

Ukryty problem: uruchomienie dużego silnika

Duże urządzenia do recyklingu hydraulicznego zwykle wykorzystują trójfazowe silniki indukcyjne o dużej mocy do napędzania pomp hydraulicznych.

Silnik o mocy 37 kW, 55 kW lub 75 kW opisuje jego znamionowe warunki pracy. Nie opisuje pełnej historii tego, co dzieje się podczas uruchamiania.

Duże silniki mogą podczas rozruchu pobierać prąd kilkakrotnie większy od znamionowego. Schneider Electric zauważa, że ​​duże silniki uruchamiane bezpośrednio w trybie online mogą pobierać około pięć do siedmiu razy większy prąd znamionowy, co może powodować znaczne spadki napięcia po podłączeniu do stosunkowo słabej sieci elektrycznej.

Wyjaśnia to sytuację, która w przeciwnym razie mogłaby być myląca dla kupujących:

Fabryka może mieć wystarczającą moc, aby uruchomić maszynę po uruchomieniu, ale nadal ma trudności z jej uruchomieniem.

Możliwe objawy obejmują uciążliwe zadziałania wyłącznika, nieudane przyspieszenie silnika, spadki napięcia, zakłócenia w innym sprzęcie, zadziałania zabezpieczeń i niewystarczający moment rozruchowy.

Konstrukcja kabla również ma znaczenie. Długie kable silnika powodują spadek napięcia, a nadmierny spadek napięcia może mieć wpływ zarówno na pobór prądu, jak i dostępny moment obrotowy silnika.

Częsty błąd: „Maszyna ma silniki o mocy 110 kW, więc potrzebujemy tylko 110 kW”

Do wymiarowania elektrycznego nie należy podchodzić w ten sposób.

Rozważmy maszynę do recyklingu wyposażoną w dwa silniki o mocy 55 kW, co daje 110 kW całkowitej mocy zainstalowanej silnika.

Proste obliczenia:

55 kW × 2 = 110 kW

nie dowodzi, że istniejąca infrastruktura elektroenergetyczna jest wystarczająca.

Ocena inżynierska powinna również uwzględniać to, czy silniki uruchamiają się jednocześnie czy sekwencyjnie, metodę rozruchu, prąd znamionowy silnika, dopuszczalny prąd rozruchowy, istniejące obciążenia transformatora, wolną moc transformatora, długość kabla i spadek napięcia, jaki obiekt może tolerować.

Innymi słowy, system elektryczny należy oceniać jako system, a nie po prostu na podstawie odczytu liczby kW podanej w ofercie.

Co się stanie, jeśli fabryka nie będzie miała wystarczającej mocy elektrycznej?

Niewystarczająca pojemność nie musi oznaczać konieczności anulowania projektu.

Ważne jest, aby zidentyfikować ograniczenia przed rozpoczęciem produkcji.

Opcja 1: Przejrzyj metodę rozruchu silnika

W zależności od charakterystyki maszyny i obciążenia można rozważyć rozruch gwiazda-trójkąt, softstarty lub przemienniki częstotliwości.

Softstarter może zmniejszyć naprężenia elektryczne podczas przyspieszania, podczas gdy VFD kontroluje zarówno napięcie, jak i częstotliwość, aby zapewnić bardziej kontrolowane przyspieszenie.

Analiza Schneider Electric dotycząca rozruchu dużych silników pokazuje, że rozruch DOL, łagodny rozruch przy obniżonym napięciu i rozruch przez przetwornicę częstotliwości mogą powodować zasadniczo różne prądy rozruchowe i odpowiadające im spadki napięcia.

Istnieje jednak ważne ograniczenie:

Softstarter lub VFD nie są w stanie wytworzyć mocy elektrycznej, której nie ma fabryka.

Może to zmniejszyć zapotrzebowanie na rozruch, ale jeśli dostępna moc transformatora jest niewystarczająca nawet podczas normalnej pracy maszyny, sama zmiana metody rozruchu nie rozwiąże podstawowego problemu.

Opcja 2: Sekwencyjne uruchamianie dużych silników

W przypadku maszyn wyposażonych w wiele silników głównych producent może ocenić, czy rozruch sekwencyjny jest technicznie możliwy:

Silnik 1 uruchamia się i stabilizuje → Silnik 2 uruchamia się

Może to zapobiec występowaniu wielu szczytów prądu rozruchowego dokładnie w tym samym momencie.

Należy to jednak ocenić zgodnie z układem hydraulicznym i logiką działania. Kupujący nie powinni samodzielnie modyfikować sekwencji początkowej po instalacji.

Opcja 3: Modernizacja transformatora lub systemu dystrybucyjnego

Jeżeli normalne zapotrzebowanie operacyjne jest już bliskie lub wyższe od dostępnej mocy obiektu, praktyczne rozwiązanie może polegać na zwiększeniu mocy transformatora, zainstalowaniu dedykowanego transformatora lub modernizacji linii zasilającej, rozdzielnicy lub kabli.

Do takich prac należy zwykle zaangażować wykwalifikowanego lokalnego inżyniera elektryka, ponieważ warunki zasilania, wymagania dotyczące ochrony, poziomy zwarć i lokalne przepisy elektryczne różnią się w zależności od projektu.

Opcja 4: Przeprojektuj sprzęt w oparciu o dostępne zasoby

Jeśli modernizacja sieci fabrycznej jest zbyt kosztowna, kupujący może zapewnić producentowi maszyny maksymalny dostępny prąd i zbadać alternatywną konfigurację.

Możliwe zmiany mogą obejmować inną kombinację silników, zoptymalizowaną sekwencję rozruchu, alternatywną metodę rozruchu, zmieniony cel produkcyjny lub rozkład obciążeń pomiędzy oddzielnymi źródłami zasilania elektrycznego.

Kupujący powinni jednak zachować ostrożność w przypadku jednego pozornie prostego rozwiązania:

Zmniejszenie mocy silnika tylko po to, aby spełnić limit prądu wejściowego, oczekując dokładnie takiej samej wydajności produkcyjnej.

W maszynie hydraulicznej moc silnika, przepływ pompy, ciśnienie hydrauliczne, czas cyklu i wydajność produkcyjna są ze sobą powiązane. Obniżenie dostępnej mocy napędu może zmniejszyć prędkość roboczą lub uniemożliwić urządzeniu osiągnięcie pierwotnej wydajności projektowej.

Informacje elektryczne, które kupujący powinni podać przed złożeniem zamówienia

Przydatna przed zakupem lista kontrolna instalacji elektrycznej obejmuje:

Jeśli dostępny prąd wejściowy nie jest znany, kupujący może poprosić lokalnego elektryka o sprawdzenie głównego wyłącznika, tabliczki znamionowej transformatora i istniejących obciążeń obiektu, a następnie udostępnić odpowiednie specyfikacje lub zdjęcia dostawcy sprzętu.

Dlaczego ta dyskusja powinna odbyć się przed rozpoczęciem produkcji

W przypadku ciężkich maszyn przemysłowych dostosowanie układu elektrycznego nie polega po prostu na „wymianie wtyczki”.

Różne warunki napięcia, częstotliwości i zasilania w miejscu mogą mieć wpływ na silniki, szafę elektryczną, wyłączniki, styczniki, softstarty lub falowniki, dobór kabli, strategię ochrony i projekt sterowania.

Im później rozbieżność zostanie wykryta, tym może być ona droższa.

Znalezienie problemu podczas oceny technicznej umożliwia kupującemu porównanie kosztów modernizacji infrastruktury elektrycznej obiektu z kosztami i konsekwencjami modyfikacji konfiguracji maszyny.

Znalezienie tego samego problemu po dostawie sprzętu może oznaczać opóźnienia w instalacji, dodatkowe prace inżynieryjne i zakłócenia w harmonogramie produkcji kupującego.

Praktyczna rekomendacja dla kupujących

Zanim zamówisz prasę do złomu, nożyce hydrauliczne, nożyce bramowe, brykieciarkę lub dużą maszynę do recyklingu metalu, nie poprzestawaj na pytaniu:

„Ile kilowatów potrzebuje ta maszyna?”

Zadaj bardziej przydatne pytanie:

„Czy tę maszynę można bezpiecznie uruchomić i pracować w sposób ciągły przy mocy elektrycznej dostępnej obecnie w naszej fabryce?”

Przed podpisaniem zamówienia dostawca maszyny i lokalny inżynier elektryk kupującego powinni w idealnym przypadku sprawdzić napięcie zasilania, częstotliwość, znamionowy prąd roboczy, metodę rozruchu, oczekiwany prąd rozruchowy, moc transformatora i istniejące obciążenia obiektu.

W przypadku dużego projektu przemysłowego najtańszym problemem elektrycznym jest ten wykryty przed zbudowaniem maszyny.