L'alimentazione della bobina si basa sulla tecnologia PMSM avanzata di Bauer Gear Motor
Una delle costanti dell'urbanizzazione, dell'espansione delle infrastrutture energetiche e dell'aumento delle comunicazioni è l'elevata domanda globale di cavi e fili. Di conseguenza, i fornitori si impegnano a ridurre i tempi di consegna ottimizzando i processi. L'avvolgimento è uno di questi processi chiave, eseguito da macchine specializzate progettate per raccogliere in modo efficiente fili e cavi in bobine.
Per garantire che la sua ultima soluzione di bobinatura e avvolgimento possa offrire prestazioni efficienti a fronte di un ingombro ridotto, Reel Power Industrial ha scelto i motoriduttori sincroni a magneti permanenti della Bauer Gear Motor, marchio leader di Altra Industrial Motion Corp.
Un segmento chiave del mercato è il filo di rame. Utilizzato in infrastrutture elettriche, di comunicazione ed energetiche: la domanda da parte degli appaltatori in tutti i settori è elevata. Questa richiesta interessa direttamente i fornitori di fili di rame, che necessitano di soluzioni che consentano di avvolgere i fili su bobine più piccole in modo affidabile ed efficiente, pronte alla consegna. Inoltre, la preferenza ricade su una macchina compatta. Ciò permette ai fornitori di massimizzare l'efficienza dello spazio, consentendo così di installare più macchine in spazi limitati e di aumentare la produttività. Aziende come Reel Power Industrial sono specializzate nella fornitura di avvolgitrici e bobinatrici che consentono di ottenere questi vantaggi.
I vantaggi della tecnologia PMSM
Per la nuova variante di macchina chiamata RD10, Reel Power Industrial ha voluto riprogettare il sistema di azionamento dei rulli per offrire una migliore efficienza a fronte di un ingombro ridotto. Per raggiungere questo duplice obiettivo, è stato necessario sostituire il motore in linea con un motoriduttore ad angolo retto per garantire una maggiore densità di potenza. Per valutare i motoriduttori di diversi produttori, Reel Power Industrial ha scelto un motoriduttore ad asse ortogonale della serie BK di Bauer dotato di tecnologia dei motori sincroni a magneti permanenti (PMSM).
Il modello compatto BK40 offre una decelerazione e un'accelerazione regolari, un'elevata efficienza e un rapporto dimensioni/potenza impressionante.
Il riduttore compatto BK40 utilizza un motore integrato con tecnologia PMSM per mantenere una coppia costante da 0 hz a 120 hz, ideale per applicazioni di avvolgimento. Le perdite di calore del rotore sono ridotte del 100% e le perdite totali di circa il 25%, il che garantisce che il motore non si surriscaldi a una potenza inferiore. Inoltre, la tecnologia aumenta l'efficienza totale di almeno il 10%. Ciò si traduce in un minore costo totale di proprietà (TCO) grazie al risparmio energetico e alla riduzione delle emissioni di carbonio.
L'unità RD richiede anche un controllo a velocità variabile per consentire agli operatori di regolare il processo di riavvolgimento. "I vecchi modelli RD hanno ottenuto questo risultato tramite azionamenti meccanici a velocità variabile con pulegge regolabili. I modelli più recenti utilizzano invece controlli VFD con motori a induzione con inverter", ha affermato Crosley. "Tuttavia, il passaggio al PMSM non è sempre agevole. Dopo aver testato a fondo molti controlli VFD, abbiamo scoperto che alcuni produttori di trasmissioni non dispongono di algoritmi adeguati per il controllo PMSM".
Il modello BK40 è stato quindi abbinato a un VFD in grado di fornire la funzionalità desiderata. Per testare le prestazioni, una RD10 è stata caricata con una bobina di 4.500+ kg e azionata per diverse ore, con arresti periodici. In questo modo è stato possibile garantire che il BK40 è in grado di gestire il carico. I team di ingegneri di Bauer Gear Motor e Reel Power Industrial hanno collaborato attivamente per mettere a punto il motore e soddisfare le aspettative in termini di prestazioni.
RD10
La linea RD di Reel Power Industrial è utilizzata dagli impianti di distribuzione di cavi e fili per trasferire grandi bobine di filo di rame in bobine più piccole destinate agli appaltatori.
È una delle soluzioni più diffuse e in genere viene utilizzata negli impianti di distribuzione di cavi e fili dove le bobine di rame di grandi dimensioni vengono trasferite in bobine più piccole destinate agli appaltatori. La nuova RD10 per avvolgimenti con trasmissione circolare senza albero è una novità recente della gamma e rappresenta una tappa ulteriore di un ciclo di sviluppo che dura da decenni.
"Prodotta da oltre 30 anni, la linea RD è stata periodicamente aggiornata per sfruttare appieno gli sviluppi più innovativi della tecnologia", ha dichiarato Joe Crosley, Senior Electrical Engineer presso Reel Power Industrial. "Inizialmente, i take-off della serie RD venivano proposti con un sistema di trasmissione variabile meccanico da 20 cv che forniva una coppia elevata ma era ingombrante e costoso da manutenere. Poi, quando sono diventati disponibili gli inverter (VFD) e i controlli, abbiamo effettuato l'aggiornamento, ma abbiamo dovuto aumentare la potenza per mantenere la coppia ai bassi regimi."
Le bobine RD10 hanno una trasmissione circolare che consente di sostituire e caricare rapidamente bobine di cavi e fili di grandi dimensioni. La macchina utilizza un motoriduttore per azionare un rullo che ruota l'avvolgicavo durante l'avvolgimento. L'albero di uscita del motoriduttore è accoppiato, tramite catena e rocchetto, al rullo di avanzamento. Un motore più piccolo con riduttore aziona due aste filettate che, a loro volta, spostano il rullo di espulsione su e giù per il telaio. Mantenere una coppia di avvolgimento costante a tutte le velocità è fondamentale per garantire un corretto avvolgimento.
Prestazioni compatte
Oltre a essere una soluzione efficiente per la RD10, il rapporto dimensioni-potenza del BK40 è stato un fattore chiave nella scelta.
La serie compatta BK utilizza un motore integrato con tecnologia PMSM per mantenere una coppia costante, ideale per le applicazioni di avvolgimento.
"Oltre all'efficienza intrinseca superiore fornita dalla tecnologia PMSM di Bauer, grazie al suo design a elevata densità di potenza, siamo riusciti a passare da un motore da 20 cv a un motore da 15 cv, risparmiando sui costi iniziali e di esercizio", ha spiegato Crosley. "L'implementazione del pacchetto di motoriduttori ad angolo retto e ad assi ortogonali Bauer BK ci ha permesso anche di ridurre la larghezza della macchina da circa 3,5 metri a 2,6 metri, il che rappresenta un grande vantaggio per i nostri clienti."
Questo notevole risparmio di spazio ha consentito agli utenti finali di massimizzare efficacemente la superficie disponibile.
Le nuove unità RD10 assicurano un'accelerazione e una decelerazione più fluide senza "spezzare i cavi", riducendo il rischio di danneggiare i trefoli. Un interruttore a pedale e i comandi centrali per l'operatore con controllo manuale della velocità consentono di avvolgere il materiale su una bobina o su una testa di avvolgimento. L'interruttore a pedale può essere azionato senza far scattare la trasmissione, consentendo di imballare facilmente il materiale in bobina. La frenata dinamica della bobina riduce la "rotazione eccessiva". Inoltre le unità RD10 generano un rumore ambientale inferiore rispetto alle unità azionate meccanicamente.
Un riduttore di velocità Boston Gear serie 700 è stato montato sul motore di espulsione più piccolo della macchina.
Un riduttore di velocità Boston Gear serie 700 viene utilizzato sul motore di espulsione più piccolo della macchina. La serie 700 è lo standard del settore per la costruzione di ingranaggi a VSF modulari. Le unità sono dotate di un robusto alloggiamento in ghisa a grana fine per la massima resistenza e durata.
"Il modello BK40 ha ottenuto buoni risultati sia nei test interni che in quelli condotti presso i nostri clienti. Bauer è un'azienda straordinaria con cui collaborare. Sono stati estremamente disponibili e hanno lavorato bene con il nostro staff", ha dichiarato Crosley. "Stiamo valutando altre applicazioni che possono massimizzare le caratteristiche intrinseche dei motoriduttori PMSM Bauer".