Riduzione delle varianti: togliere per avere di più
Il costo del ciclo di vita di un sistema di azionamento (Total Cost of Ownership/TCO) comprende tutti i costi: dall'acquisto allo smaltimento, passando per la messa in funzione, l'utilizzo e la manutenzione. I due principali fattori su cui occorre far leva per ridurre il TCO sono il consumo energetico e il numero di varianti impiegate. Tra le istanze a favore di un'ottimizzazione dell'efficienza energetica e quelle a sostegno della riduzione delle varianti esiste tuttavia un conflitto di interessi. Se si progetta un impianto dimensionando gli azionamenti ciascuno per il proprio punto di lavoro di maggiore efficienza energetica, si avranno costi di investimento ottimali e i motori si dimostreranno relativamente efficienti, indipendentemente dalla loro classe di efficienza. Per contro, lungo l'intero ciclo di vita dell'impianto si dovranno gestire e sottoporre a manutenzione tante varianti di azionamento diverse.
Riduzione delle varianti: standardizzazione, efficienza e ottimizzazione dei costi
Se da un lato privilegiare il risparmio energetico nella concezione di un azionamento ha come conseguenza una grande quantità di varianti, dall'altro la riduzione delle varianti ha esattamente l'obiettivo opposto, ossia quello di coprire le coppie e le velocità richieste da un impianto con il minor numero di varianti possibile dal punto di vista economico.
Il problema si fa ancora più complesso quando si passa alla progettazione ottimale di un impianto in condizioni reali. I nastri trasportatori per aeroporti, magazzini merci e centri di smistamento pacchi sono spesso dimensionati per il carico massimo atteso, tenendo conto anche dei relativi fattori di sicurezza. Di conseguenza questi sistemi di azionamento sono sovradimensionati, perché nelle reali condizioni di esercizio le situazioni in cui questi impianti raggiungono il carico massimo rappresentano una piccola percentuale. Il risultato è che gli azionamenti così dimensionati lavorano per la maggior parte del tempo nella fascia di carico parziale.
Una variante è la combinazione di un riduttore, un motore e un inverter, che può avere grandezza e rapporto di trasmissione diversi in base all’applicazione. Il numero di varianti può essere ridotto adottando una sola combinazione di motoriduttore e inverter per un determinato range di carico e velocità. Per requisiti di potenza inferiori o intervalli di velocità diversi, la stessa unità di azionamento potrà poi, controllata dall'inverter, coprire i punti di esercizio richiesti.
Il giusto compromesso tra riduzione delle varianti, da una parte, ed efficienza energetica, dall'altra, consente di realizzare un risparmio significativo sul TCO.
Motori sincroni ad efficienza energetica IE5+
Gli azionamenti NORD a motore sincrono rivelano qui i loro punti di forza perché, diversamente dai motori asincroni, la loro efficienza non cala in misura significativa nella fascia di carico parziale. I motori di nuova tecnologia IE5+ fanno risparmiare un 15% circa a pieno carico. Quanto più ampia è la permanenza degli azionamenti nella fascia di carico parziale, tanto maggiori saranno sia il risparmio energetico derivante dalla scelta di questo azionamento, sia le prestazioni dei moderni motori sincroni a magneti permanenti in classe di efficienza IE5+. Accanto al miglioramento dell'efficienza energetica delle soluzioni di sistema, un altro fattore decisivo è la qualità del controllo ad opera dall'elettronica di azionamento.
Le soluzioni di sistema ad hoc di NORD DRIVESYSTEMS, costituite da motoriduttore e inverter parametrizzati e programmati in base all'applicazione specifica, permettono di ottenere un livello di efficienza ottimale del sistema. Con la riduzione delle varianti si minimizzano i costi amministrativi e si snelliscono i processi di produzione, logistica, stoccaggio e assistenza.
La nuova generazione di motori IE5+ coniuga i vantaggi del sistema modulare con la possibilità di ridurre il numero di varianti. Scegliendo i motori IE5+ fino a 2,2 kW, tutti con carcassa delle stesse dimensioni, due o tre grandezze per i riduttori fino a 250 Nm e poche varianti di inverter, si arriva a coprire il 95% delle mansioni di azionamento nel settore intralogistico. Ogni soluzione risponde in questo modo alle esigenze specifiche del cliente e offre in particolare i seguenti vantaggi:
- Motore utilizzabile in tutto il mondo
- Elevato fattore di sovraccarico
- Ampia gamma di regolazione
- Dimensionamento tarato sul range di carico interessato
- Elevata densità di potenza e ingombri ridotti
Riduzione del numero di varianti con DuoDrive
NORD DRIVESYSTEMS ha perfezionato la tecnologia del motore sincrono integrando motore e riduttore in un'unica carcassa, con una soluzione brevettata che prende il nome di DuoDrive. Tra le principali caratteristiche di DuoDrive figurano, accanto all'alta efficienza del sistema, anche la riduzione mirata del numero di varianti e la struttura compatta a superficie liscia e non ventilata. Questa configurazione elimina molti componenti soggetti a usura, riducendo costi e tempi di manutenzione. DuoDrive può essere installato senza alcuna modifica in diverse posizioni di montaggio. Scende così anche il numero di varianti necessarie nei progetti di intralogistica. Le dimensioni contenute della carcassa offrono anche un altro vantaggio: DuoDrive è molto più compatto in direzione assiale rispetto ai prodotti della concorrenza e permette quindi di realizzare corridoi più stretti negli impianti di convogliamento. Poiché la potenza del motoriduttore è scalabile senza dover modificare le dimensioni esterne, quando occorre adattare la potenza il design resta comunque invariato e non è necessario rivedere il layout dell’impianto.
Il compromesso ottimale tra efficienza energetica e riduzione delle varianti
C'è poi un altro punto da tenere presente: per poter utilizzare la stessa variante per il maggior numero possibile di applicazioni, un approccio improntato alla riduzione delle varianti implica il sovradimensionamento mirato di alcuni azionamenti. Tuttavia, più un azionamento si allontana dal proprio punto di lavoro ottimale, più peggiora il suo rendimento e quindi anche la sua efficienza energetica, con un inevitabile aumento dell'energia assorbita.
La riduzione delle varianti comporta tendenzialmente un lieve aumento dei costi di progetto, perché gli azionamenti dovranno in parte avere maggiore potenza e costeranno quindi di più rispetto a una soluzione dimensionata su misura. Per contro, con la riduzione delle varianti il gestore può contare sul funzionamento ottimizzato del proprio impianto per tutto il ciclo di vita dell'azionamento, con un risparmio significativo sui costi amministrativi, di manutenzione e di approvvigionamento dei ricambi. Con la riduzione mirata delle varianti, anche l'integratore del sistema beneficia di un risparmio economico, ad esempio nella fase di progettazione.
L'obiettivo, tuttavia, non è la massima riduzione possibile delle varianti, perché a partire da una certa soglia i costi di progetto possono lievitare di colpo. Inoltre, un numero piccolo di varianti ha come conseguenza un peggiore rendimento degli azionamenti, per via del loro eccessivo sovradimensionamento. Lo scopo di un progetto, quindi, è trovare il perfetto equilibrio tra i costi di investimento, di funzionamento (amministrazione, manutenzione, approvvigionamento ricambi) ed energetici influenzati dalla riduzione delle varianti. Il giusto compromesso tra riduzione delle varianti, da una parte, ed efficienza energetica, dall'altra, consente di realizzare un risparmio significativo sul TCO. I sistemi di azionamento della moderna gamma di prodotti ad alta efficienza di NORD DRIVESYSTEMS coniugano i vantaggi di entrambe le strategie di ottimizzazione.
