Bauer Gear Motor: усовершенствованный синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM) – в намоточном станке Reel Power Industrial

Важнейшее место на рынке кабельной продукции занимает медный провод. Он применяется в электрическом, коммуникационном и энергетическом оборудовании и пользуется большим спросом у подрядчиков во всех отраслях. Этот спрос должны удовлетворять поставщики медного провода, которым необходимы надёжные и экономичные решения для намотки провода на небольшие катушки и в бухты для поставки потребителю. Предпочтение отдается компактному оборудованию. Это позволяет рациональнее использовать производственные площади и устанавливать больше оборудования в имеющемся пространстве, что позволяет увеличить производительность. Такие предприятия, как Reel Power Industrial, специализируются на создании намоточных станков, которые удовлетворяют этим требованиям.

Преимущества технологии PMSM

В новой модели намоточного станка RD10 компания Reel Power Industrial поставила задачу изменить конструкцию системы приводных роликов, чтобы увеличить энергоэффективность при меньших габаритах. Для достижения этих целей вместо осевого электродвигателя потребовалось использовать угловой мотор-редуктор, обеспечивающий повышенную удельную мощность. Оценив мотор-редукторы различных производителей, компания Reel Power Industrial выбрала мотор-редуктор с косозубой конической передачей серии Bauer BK, выполненный на основе технологии синхронных электродвигателей с постоянными магнитами (PMSM).

Рис. 1

Для нового намоточного станка RD10 компания Reel Power Industrial выбрала мотор-редуктор с косозубой конической передачей Bauer серии BK, выполненный на основе технологии PMSM.

В компактном корпусе редуктора BK40 используется электродвигатель с технологией PMSM, который обеспечивает постоянный крутящий момент в диапазоне от 0 Гц до 120 Гц, что идеально соответствует требованиям намотки катушек. Тепловые потери ротора уменьшены на 100%, общие потери — приблизительно на 25%. Это гарантирует отсутствие перегрева электродвигателя в режиме малой нагрузки.

Рис. 2

Компактный мотор-редуктор BK40 обеспечивает плавное ускорение и замедление, высокую энергоэффективность и впечатляющее соотношение размеров и мощности.

Эта технология также увеличивает общий КПД на 10% и более. В результате уменьшается общая стоимость владения за счет экономии энергии и уменьшения выбросов углерода.

Для намоточного станка RD необходим бесступенчатый регулятор скорости, что позволяет операторам управлять процессом намотки.

«В прежних моделях RD для этого применялись механические приводы с регулируемыми шкивами. В более новых моделях используются частотно-регулируемые приводы с инверторными асинхронными электродвигателями, — сказал Джо Кросли (Joe Crosley), старший инженер-электрик компании Reel Power Industrial.-  Однако переход на технологию PMSM не всегда является простой задачей. Внимательно изучив различные системы частотно-регулируемых приводов, мы обнаружили, что у некоторых производителей приводов нет алгоритмов регулирования, которые необходимы для электродвигателей с технологией PMSM».

Поэтому для редуктора BK40 был выбран частотно-регулируемый привод, пригодный для данных условий применения. Для проверки рабочих характеристик на приёмник RD10 установили катушку массой более 4500 кг и включили станок - на нескольких часов с периодическими остановками. Это испытание должно было гарантировать, что редуктор BK40 сможет выдержать требуемые нагрузки. Инженеры компаний Bauer Gear Motor и Reel Power Industrial тесно сотрудничали для точной настройки двигателя в соответствии с ожидаемыми техническими характеристиками.

Намоточный станок RD10

Станки серии RD являются одним из наиболее востребованных решений компании Reel Power Industrial. Модели RD обычно используются торговыми посредниками, специализирующимися на продаже кабельно-проводниковой продукции, где медный провод с больших катушек сматывается на небольшие катушки для подрядчиков.

Новый безвальный намоточный станок RD10, недавно пополнивший модельный ряд, стал новым этапом многолетнего цикла разработки.

Рис. 3

Намоточные станки серии RD от компании Reel Power Industrial используются в центрах продаж проводниково-кабельной продукции, где большие катушки медного провода перематываются на небольшие катушки для подрядчиков.

«Модельный ряд станков RD выпускается более тридцати лет и периодически обновляется за счет появления новых технологий, - отметил Джо Кросли - Изначально станки серии RD были оборудованы механическим регулируемым приводом мощностью 20 л.с., который обеспечивал большой крутящий момент, но был неудобным и дорогим в обслуживании. Затем, когда появились частотно-регулируемые приводы (ЧРП) и системы управления для них, мы стали их использовать, но нам пришлось увеличить мощность приводов, чтобы сохранить крутящий момент при малой частоте вращения».

Рис. 4

В компактном корпусе редуктора серии BK установлен электродвигатель на основе технологии PMSM, который обеспечивает постоянный крутящий момент, что идеально для намотки катушек.

В намоточных станках RD10 используется безвальный привод, что обеспечивает быструю замену больших катушек с проводом и кабелем. Мотор-редуктор приводит в действие ролик, который вращает катушку с кабелем при намотке. Выходной вал мотор-редуктора соединен с приводным роликом посредством цепной передачи. Электродвигатель меньшей мощности с редуктором приводит в действие две резьбовые шпильки, которые в свою очередь перемещают ролик вывода вверх и вниз по раме. Решающее значение для правильной намотки имеет поддержание неизменного момента намотки во всех диапазонах частот вращения.

Мощность и компактность

Выбор редуктора BK40 был обусловлен как его энергоэффективностью при работе в станке RD10, так и соотношением габаритов и мощности.

«Помимо заведомо более высокой энергоэффективности, обусловленной технологией Bauer PMSM, высокая удельная мощность позволила перейти от электродвигателя мощностью 20 л.с. к электродвигателю мощностью 15 л.с. Это позволило нам сэкономить на первоначальных и эксплуатационных затратах», — пояснил Кросли. «Благодаря использованию углового мотор-редуктора с косозубой конической передачей Bauer серии BK удалось уменьшить ширину станка приблизительно 3,5 м до 2,6 м, — что является огромной выгодой для наших заказчиков».

Столь значительная экономия пространства обеспечила конечным пользователям возможность эффективно использовать имеющиеся площади.

Новые намоточные станки RD10 обеспечивают более плавное ускорение и замедление без рывков, что снижает риск повреждения кабелей. Педальный выключатель и центральное управление оператора с ручным пультом управления регулирования частоты вращения позволяют наматывать материал на катушку или в бухту. Педальный выключатель обеспечивает шаговое перемещение без выключения привода, что облегчает упаковку готовых катушек. Система динамического торможения катушки уменьшает «перебег». Станки RD10 создают меньше шума, чем аналогичные устройства с механическим приводом.

В малом приводе съёмника станка используется понижающий редуктор частоты вращения Boston Gear 700. Серия 700 является промышленным стандартом для модульной конструкции червячной передачи. Устройства имеют высоконадежный корпус из мелкозернистого чугуна, который обеспечивает максимальную прочность.

Рис. 5

В малом приводе съёмника станка используется механизм понижения частоты вращения Boston Gear 700.

«Редуктор BK40 хорошо зарекомендовал себя во время проведения внутренних испытаний и на предприятии нашего заказчика. Компания Bauer — отличный партнер. Её специалисты оказывали нам большую поддержку и плодотворно сотрудничали с нашими специалистами», — утверждает Кросли. «Мы рассматриваем другие варианты применения, при которых можно воспользоваться преимуществами мотор-редукторов компании Bauer с технологией PMSM».

НАША СПРАВКА:

Компания Bauer Gear Motor более 75 лет предоставляет решения в области редукторных двигателей. Специализируется на производстве изделий высшего качества с приоритетом гибкости решений, надёжности и соответствия потребностям клиента.

 Компания Bauer Gear Motor имеет особенно прочную репутацию в отраслях пищевой промышленности, альтернативных источников энергии, водоочистных технологий, сталелитейной промышленности и транспортировки материалов.

В компанию входят производственные предприятия в Германии и Словакии, а также представительства по продажам и сборочные предприятия по всему миру.