Приводы являются неотъемлемой частью работы целлюлозно-бумажных предприятий и должны работать надежно каждый день в соответствии с точными требованиями технологического процесса. Если вы стремитесь к высочайшей эксплуатационной готовности при минимально возможных эксплуатационных расходах, уникальная технология прямого привода ABB — connected drive — обеспечивает надежность с самого начала, снижает потребление электроэнергии, позволяет достигать очень высокой мощности при низком напряжении и обладает рядом других преимуществ.
Тематическая статья
09.12.2019
Впервые опубликовано в журнале Pumps & Systems
Обзор
Современный электрический прямой привод использует двигатель на постоянных магнитах, напрямую соединенный с бумагоделательной машиной. Благодаря отсутствию редукторов, характерных для стандартных асинхронных двигателей, прямые приводы обладают множеством преимуществ.
Например, поскольку двигатели с прямым приводом являются синхронными, у них отсутствует номинальное скольжение двигателя, что повышает точность управления. Двигатель также предлагает более низкий диапазон скоростей (200–600 об/мин), но при этом более высокий крутящий момент на этих низких скоростях, что помогает улучшить управление. Кроме того, отсутствие редуктора и других механических компонентов привода значительно сокращает требования к пространству и техническому обслуживанию, что ведет к более эффективной работе.
Вот шесть причин, по которым производителям целлюлозно-бумажной продукции стоит рассмотреть возможность использования прямых приводов для оптимизации своих операций:
1. ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ
Прямое соединение привода с бумагоделательной машиной с использованием технологии постоянных магнитов (т.е. прямой привод) положительно влияет на снижение энергопотребления.
Важно отметить, что устраняются высокие потери энергии, обычно связанные с редукторами. Кроме того, технология постоянных магнитов означает, что ток статора не требуется для намагничивания ротора, поэтому это более электрически эффективное решение, приводящее к снижению потребления электроэнергии.
Принимая во внимание улучшенную электрическую эффективность и исключение некоторых механических узлов привода, системы прямого привода обеспечивают экономию эффективности до пяти процентов по сравнению со стандартными асинхронными двигателями, что за 20–30 лет является существенным показателем.
Системы прямого привода ABB обеспечивают экономию эффективности до 5% по сравнению со стандартными асинхронными двигателями.
2. УЛУЧШЕНИЕ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ
Двигатели с прямым приводом могут достигать очень высокой мощности при низком напряжении. Это хорошо демонстрируется запатентованной технологией прямого управления крутящим моментом (DTC) от ABB, которая позволяет создавать высокий крутящий момент на низких скоростях. Кроме того, для работы систем прямого привода ABB не требуются импульсные энкодеры, а синхронные двигатели обеспечивают точное управление скоростью на приводе для лучшей работы машины на низких скоростях.
Решения ABB Direct Drive отличаются от решений других производителей двигателей на постоянных магнитах с точки зрения эффективности и диапазона мощности, на который они рассчитаны. Решения ABB достигают 3000 л.с., в то время как другие справляются лишь с несколькими сотнями в бумажной промышленности.
Решения ABB достигают мощности до 3000 л.с.
3. ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ
Редукторы не славятся своей надежностью после 20 лет эксплуатации. Для поддержания их работы требуется регулярная смазка и механическое обслуживание, в то время как двигатели с прямым приводом — за счет исключения редукторов — могут рассчитывать на значительно увеличенный срок службы подшипников (подшипниковые узлы ABB обычно служат до 200 000 часов или 23 лет). Предоставляя систему, которая надежна с самого начала, пользователи могут быть уверены, что она останется надежной и через два десятилетия или более.
Двигатели переменного тока на постоянных магнитах доказали свою высокую производительность и гибкость при 200–600 об/мин и надежны благодаря меньшему количеству движущихся частей. Более низкие скорости вращения двигателя помогают увеличить производство, поскольку позволяют основным секциям процесса работать медленнее и с большей точностью. Кроме того, импульсные энкодеры усложняют конструкцию и создают больше возможностей для сбоев, тогда как запатентованные решения DTC от ABB устраняют необходимость в импульсных энкодерах, что повышает надежность.
Двигатели переменного тока на постоянных магнитах доказали свою высокую производительность и гибкость при 200–600 об/мин и надежны благодаря меньшему количеству движущихся частей.
4. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БОЛЕЕ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Прямые приводы обеспечивают технологичность при более высокой эффективности за счет исключения редукторов. Это означает меньше компонентов и более простые конфигурации, более легкую установку и более эффективное использование площади цеха. Что еще важнее, это устраняет проблемы безопасности при техническом обслуживании, связанные с редукторами.
Устранение проблем безопасности при техническом обслуживании, связанных с редукторами.
5. СНИЖЕНИЕ ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАТРАТ
Исключение редуктора и удаление механических передач и импульсных энкодеров уменьшает как занимаемую площадь с тыльной стороны машины, так и количество инженерных часов, необходимых для установки и ввода привода в эксплуатацию.
Для ABB фокус также направлен на создание оптимального проектирования и конфигурации путем рассмотрения эффективности всех компонентов, работающих вместе как единое целое. Это обеспечивает правильное соответствие приводов и двигателей требованиям процесса, а также обеспечивает долгосрочное снижение затрат за счет проектирования энергоэффективной системы, которая помогает минимизировать потери энергии.
Рассмотрение эффективности всех компонентов, работающих вместе как единое целое.
6. УМЕНЬШЕНИЕ ЗАНИМАЕМОЙ ПЛОЩАДИ И ТРЕБОВАНИЙ К ОБСЛУЖИВАНИЮ
Модульная система прямого привода означает, что приводы чрезвычайно компактны, при этом все детали легко доступны, а количество деталей минимально.
Это не только сокращает перерывы в производстве для планового и внепланового технического обслуживания, но и уменьшает запасы запасных частей.
Наш уникальный и запатентованный прямой привод позволил ABB стать ведущим поставщиком подключенных приводов: более 2500 систем приводов ABB работают на комбинатах по всему миру.
Первые пользователи устанавливают системы ABB Direct Drive на 23 комбинатах по всему миру и получают существенную экономию энергии.
ПЕРСПЕКТИВЫ ТЕХНОЛОГИЙ
7. Что дальше в развитии приводов
Заглядывая в будущее технологии прямого привода и двигателей на постоянных магнитах, ABB рассматривает возможность разработки еще более компактных решений в виде двигателей с аксиальным потоком — варианта технологии двигателей на постоянных магнитах, которая нашла применение вне бумажной промышленности, включая лифты.
На данный момент технология прямого привода остается чрезвычайно выгодной возможностью для производителей целлюлозно-бумажной продукции повысить производительность и сэкономить энергию.
Также произошли достижения в области приводов в целом с цифровой стороны, совсем недавно — с выпуском Winder Performance Optimization, предложения ABB Ability™. Это цифровое решение позволяет использовать полную мощность двигателей, приводов и системы питания за короткое время для максимизации производительности намоточных машин.
