Interempresas.net

es en ca
 
  1. eMagazine
  2. Connexió sostenible entre dos mons   (13/04/2012)

Aquest article ha estat escrit originalment en castellà. L'hem traduït automàticament per a la vostra comoditat. Tot i que hem fet esforços raonables per a aconseguir una traducció precisa, cap traducció automática és perfecta ni tampoc pretén substituir-ne una d'humana. El text original de l'article en castellà podeu veure'l a Conexión sostenible entre dos mundos
B&R i Dorninger Hytronics han desenvolupat una servobomba elèctrica energèticament eficient i amb un excel·lent comportament dinàmic

Connexió sostenible entre dos mons

13 d'abril de 2012

Estem vivint un autèntic canvi en la tecnologia dels accionaments hidràulics, una revolució similar a la qual va suposar en l'automoció que els carburadors deixessin pas a la injecció de combustible. Gràcies a la unió de les servobombas de Dorninger Hytronics i B&R, que realitza un control de velocitat d'aquestes bombes amb servoaccionamientos i motors de B&R, és possible disminuir el consum de la màquines hidràuliques a una cinquena part i el nivell de soroll a la meitat, mentre es manté el mateix nivell de rendiment.
Font: B&R
foto

Les solucions hidràuliques amb només un servoaccionamiento proporcionen beneficis no només tècnics sinó també econòmics per als eixos que realitzen moviments seqüencials i lineals. En sistemes hidràulics convencionals normalment la quantitat de flux i la pressió del sistema són regulades mitjançant una bomba d'èmbol accionada per un motor d'inducció trifàsic. Aquesta configuració és àmpliament utilitzada en màquines de modelo per injecció. No obstant això, hi ha un clar desavantatge en aquest tipus de configuracions: aquests motors i bombes estan constantment a màxima velocitat independentment que la màquina estigui treballant a la seva màxima capacitat o de si es troba en espera. Això es tradueix en pèrdues considerables quan la màquina funciona a la meitat de la seva càrrega o fins i tot quan la màquina està parada. Aquestes pèrdues poden arribar a aconseguir un 20% de la potència nominal. A més, també cal sumar-los un sistema de refrigeració que fa augmentar tant la grandària com els costos de funcionament de la màquina.

Màxim rendiment amb només un consum del 20% d'energia

B&R, conjuntament amb l'empresa austríaca Dorninger Hytronics —experts en sistemes hidràulics—, ha desenvolupat un tipus de servobomba elèctrica energèticament eficient i alhora amb un excel·lent comportament dinàmic. En aquesta solució, tant la pressió com la quantitat de flux requerides són generades segons les necessitats immediates del sistema. Aquesta bomba volumètrica responsable de generar la pressió del sistema està accionada per un motor que és controlat per un Acopos. A causa que els servomotores poden arribar fins a velocitats de 4.000 rpm, comparant-ho a les 1.500 rpm que pot aconseguir un motor d'inducció, s'aconsegueix disminuir un 60% la grandària de les bombes d'èmbol mentre es manté la mateixa quantitat de flux alhora que s'augmenta la precisió en el control de pressió. L'estalvi d'energia es fa patent ja que la potència que es desenvolupa és funció de la velocitat de la servobomba, i per tant, entre cicle i cicle, el motor es para automàticament i la potència és zero. L'estalvi fins al 70% en el consum té conseqüències significatives en els costos de producció globals de la màquina. Si ho comparem amb les solucions hidràuliques convencionals, amb aquesta nova configuració es pot fer ús d'un dipòsit molt més petit el que redueix la grandària total de la màquina com també ho fan els servomotores B&R, de disseny compacte i amb un excel·lent comportament dinàmic.

foto
Les servobombas elèctriques disminueixen l'emissió de soroll en 15 dB i eliminen la necessitat de cars sistemes d'insonorització comunes en les bombes clàssiques.

Altres aspectes d'estalvi significatius vénen generats perquè el canvi de l'oli hidràulic no ha de realitzar-se tan sovint i perquè ja no són necessaris els sistemes de refrigeració d'oli. Això no només elimina els seus costos i els requeriments d'espai associats a aquests, sinó que també disminueix el seu consum d'energia, que en el cas en les màquines de modelo per injecció de cautxú representa un 8% del total dels costos energètics.

Un altre avantatge és la reducció del soroll del sistema de fins a un 50%. Això no només millora les condicions del treballador, sinó que alhora elimina la necessitat d'instal·lar sistemes d'insonorització cars i voluminosos en les màquines.

Desenvolupament revolucionari en només dos anys

Gràcies a la seva estructura híbrida elèctrica i hidràulica, les servobombas elèctriques combinen els beneficis dels sistemes de servoaccionamientos aplicats a la hidràulica i l'eficiència elèctrica dels motors elèctrics. “Igual que els motors d'injecció van substituir als carburadors en la indústria de l'automòbil, la servobombas elèctriques aviat aconseguiran ser la tecnologia hidràulica estàndard en la fabricació de màquines”, diu l'enginyer Karl Fischereder, director executiu de Dorninger Hytronics.

En el costat de la hidràulica, el repte principal per a aquest desenvolupament ho va representar la tecnologia de la bomba. A causa de la necessitat d'escalfar l'oli de forma puntual durant les fases on es manté la pressió, (típiques en les màquines d'injecció de plàstic) no totes les bombes poden ser usades. Aquesta és la principal raó per la qual Dorninger Hytronics ha desenvolupat la sèrie de bombes DHPH, especialment dissenyades per a aquest tipus d'aplicacions. Els servoaccionamientos Acopos —que treballen en temps de cicle molt ràpids— i els motors de B&R —que tenen un baix moment d'inèrcia i que són capaces de respondre a una dinàmica exigent— proporcionen el rendiment necessari per als controls de pressió i posició requerits pels sistemes hidràulics.

El concepte de control de les servobombas elèctriques de B&R i Dorninger Hytronics és únic en la seva classe. Els algorismes de control de la pressió i del cabal són gestionats pel propi servoaccionamiento Acopos el que redueix la càrrega de treball de l'autòmat de la màquina. Això garanteix temps de resposta més ràpids i unes propietats dinàmiques òptimes per a les màquines que requereixin moviments d'alta precisió. Les característiques del control de la servobomba depenen bàsicament de la inèrcia del motor i de la pròpia càrrega. Gràcies a que els paràmetres de cada eix hidràulic es configuren dins de cada servoaccionamiento Acopos de B&R, s'aconsegueix reduir el temps de cicle i optimitzar el seu comportament en comparació dels sistemes hidràulics convencionals.

foto
Els mesuraments ho demostren: les servobombas elèctriques redueixen l'energia necessària per l'accionament fins a un 70% i proporcionant, com a mínim, la mateixa quantitat de potència.

Perfecta integració en l'automatització

B&R proporciona una extensa llibreria de programari amb els algorismes de control hidràulic i que es poden trobar dins d'Automation Studio. A causa que es tracta d'una solució oberta, la llibreria permet poder ser ampliada per a aplicacions específiques. “La integració en Automation Studio és un benefici addicional quan estàs treballant amb màquines que incorporen eixos hidràulics i elèctrics”, segons Robert Kickinger, cap del departament de Tecnologies Mecatrónicas en B&R. “Aquests poden ser connectats fàcilment i sincronitzats usant un protocol com Powerlink i alhora, és possible accedir de forma remota a cada accionament per al seu diagnòstic”. La integració de la servobomba elèctrica en Automation Studio permet elaborar tant el programari per al control seqüencial com també per al control del moviment dins d'un mateix entorn de desenvolupament.

Això proporciona altres beneficis com la possibilitat d'avaluar la informació proporcionada per l'encoder del motor per avaluar per exemple la quantitat de flux i adaptar el controlador segons el seu valor. A més existeixen altres eines de diagnòstic que es poden afegir al controlador. Per exemple un mòdul electrònic de manteniment predictiu és capaç de monitorizar l'estat de la màquina, avisant de possibles problemes que puguin generar-se i reduint així els costos de manteniment de les màquines.

Ràpida tornada de la inversió

Les bombes hidràuliques clàssiques requereixen d'una gran quantitat de components hidràulics a causa de la naturalesa dels accionaments que empren. De fet un component hidràulic complex i car no inclou molta electrònica. No obstant això les servobombas elèctriques integren més recursos elèctrics i electrònics, components que són clarament més barats que els hidràulics, i amb un comportament similar o fins i tot millor. “La baixa inversió addicional d'aquesta nova tecnologia d'accionaments és ràpidament amortitzada només amb l'estalvi d'energia, normalment ja en menys d'un any”, diu Gert Kain, representant de la companyia Maplan, un fabricant capdavanter de maquinària d'injecció de cautxú. “I això tenint en compte els costos energètics d'avui dia, que molt probablement augmentaran en un futur”.

La tecnologia de les servobombas elèctriques està disponible actualment dins uns rangs de potència des de 5 fins a 120 kW. És possible combinar els motors i bombes tal com es desitgi segons les necessitats de la càrrega. El dimensionament més adequat de la bomba, el servoaccionamiento i el motor, tenint en compte factors com la tecnologia i els costos, poden ser realitzats amb l'ajuda d'una eina pròpia. Aquesta eina és utilitzada pels tècnics de B&R i Dorninger Hytronics per dissenyar solucions segons les especificacions del client però alhora, està disponible per a aquells clients que la vulguin utilitzar.

foto
Principi de funcionament de la servobomba elèctrica.

Altres articles d' interés

Fotografia de Atles Copco amplia els seus compressors a 37 kW (50 CV)

Atles Copco amplia els seus compressors a 37 kW (50 CV)

Redacció Interempresas
La gamma de compressors de cargol amb injecció d'oli d'Atles Copco, llançada a l'abril de 2013, s'ha ampliat ara amb models de 37 kW... [+]
Fotografia de Comprar tots els equips en la mateixa tenda o acudir a diferents especialistes, aquesta és la qüestió

Comprar tots els equips en la mateixa tenda o acudir a diferents especialistes, aquesta és la qüestió

Redacció Interempresas
Beko Technologies s'ha especialitzat totalment en la fabricació d'equips que —a part del propi compressor— són imprescindibles en una instal·lació d'aire comprimit... [+]
Fotografia de Recomanacions per al bon ús de taladrinas

Recomanacions per al bon ús de taladrinas

Fernando Díaz Pernas, enginyer tècnic industrial, expert en processos de fabricació per la UPM. Olipes-Strub Spain (fdiaz@olipes.com)
La majoria de les operacions de mecanitzat actuals no seria possibles sense l'ús de fluids especialitzats: les taladrinas... [+]
Fotografia de Atles Copco se centra en la millora contínua de l'eficiència

Atles Copco se centra en la millora contínua de l'eficiència

Redacció Interempresas
Els productes i les solucions de Atles Copco es milloren contínuament en funció de les demandes dels clients respecte a la qualitat, el cost i l'eficiència, així com la petjada de carboni... [+]
Fotografia de Filtres Cartés segueix enriquint el seu catàleg amb noves solucions de filtració

Filtres Cartés segueix enriquint el seu catàleg amb noves solucions de filtració

Redacció Interempresas
Filtres Cartés, fidel a la seva política de participació en fires, tant de caràcter nacional com a internacional, i en diferents sectors, ha estat present en l'última edició de Motortec Automechanika Ibèrica, que aquest any ha incrementat tant els metres d'exposició... [+]
Newsletter
Accepto les
condicions d'ús i registre