Redukcja liczby wariantów Osiągać więcej, mając mniej
Koszty cyklu życia rozwiązań napędowych (Total Cost of Ownership/TCO) obejmują wszystkie poniesione koszty: od nabycia poprzez uruchamianie, użytkowanie i konserwację aż do utylizacji. Dwa najważniejsze czynniki wpływające na zmniejszenie TCO to zużycie energii i liczba stosowanych wariantów napędów. Istnieje jednak konflikt celów między optymalizacją efektywności energetycznej i ograniczaniem liczby wariantów. Jeżeli system zaplanowano z napędami, które są zaprojektowane dla najbardziej energooszczędnego punktu pracy, to koszty inwestycyjne są optymalne, a silniki pracują stosunkowo energooszczędnie, niezależnie od ich klasy efektywności. W zamian za to trzeba jednak zarządzać i konserwować wiele różnych wariantów napędów przez cały cykl życia systemu.
Redukcja liczby wariantów Standaryzacja, efektywność, optymalizacja kosztów
Podczas gdy koncepcja napędu, której głównym celem jest oszczędność kosztów energii, prowadzi do dużej liczby wariantów, redukcja liczby wariantów ma dokładnie odwrotny cel, a mianowicie zapewnienie wymaganych momentów obrotowych i prędkości obrotowych w systemie przy wykorzystaniu jak najmniejszej liczby różnych wariantów napędu, jaka jest ekonomicznie uzasadniona.
Problem optymalnego zaprojektowania systemu w rzeczywistych warunkach jest trudniejszy do rozwiązania. Przenośniki taśmowe dla portów lotniczych, magazynów i centrów dystrybucji paczek są często projektowane na oczekiwane maksymalne obciążenie z odpowiednimi współczynnikami bezpieczeństwa. Powoduje to przewymiarowane systemów napędowych. Podczas rzeczywistej eksploatacji maksymalne obciążenie w takich systemach jest osiągane tylko dla niewielkiej części transportowanego ładunku. W rezultacie napędy pracują przez większość czasu w zakresie obciążenia częściowego.
Jeden wariant to kombinacja reduktora, silnika i przetwornicy częstotliwości, która różni się wielkością i przełożeniem. Liczbę wariantów można zredukować przez zastosowanie tylko jednej kombinacji motoreduktora i przetwornicy częstotliwości dla określonego zakresu obciążenia i prędkości obrotowych. W przypadku mniejszych wymagań dotyczących wydajności lub innych zakresów prędkości obrotowych jednostka napędowa sterowana przez przetwornicę częstotliwości może objąć wymagane punkty pracy.
Zrównoważona kombinacja redukcji liczby wariantów i efektywności energetycznej może skutkować dużą redukcją TCO.
Silniki synchroniczne o efektywności energetycznej IE5+
Napędy NORD z silnikiem synchronicznym mają tutaj swoje szczególne zalety, ponieważ efektywność nie spada znacząco w zakresie obciążenia częściowego w porównaniu do silników asynchronicznych. Nowa technologia silników IE5+ jest o ok. 15% bardziej oszczędna przy pełnym obciążeniu. Im dłuższy czas pracy napędów w zakresie obciążenia częściowego, tym większa oszczędność energii wynikająca z doboru napędu i tym lepsze osiągi nowoczesnych silników synchronicznych z magnesami trwałymi o klasie efektywności IE5+. Oprócz poprawy efektywności energetycznej rozwiązań systemowych ważnym czynnikiem wpływającym jest również jakość sterowania elektroniką napędową.
Optymalną sprawność systemu można osiągnąć dzięki dostosowanym rozwiązaniom systemowym firmy NORD DRIVESYSTEMS, składającym się z motoreduktora i przetwornicy częstotliwości oraz parametryzacji i programowania dedykowanych do konkretnych zastosowań. Redukcja liczby wariantów pozwala zminimalizować koszty administracyjne i usprawnić procesy produkcyjne, logistyczne, magazynowe i serwisowe.
Nowa generacja silników IE5+ łączy zalety systemu modułowego z możliwościami redukcji liczby wariantów. Dzięki silnikom IE5+ o mocy do 2,2 kW o jednej wielkości korpusu i dwóm lub trzem wybranym wielkościom reduktorów do 250 Nm oraz kilku wariantom przetwornic częstotliwości można obsłużyć 95% wszystkich zadań napędowych w intralogistyce. Każde rozwiązanie jest indywidualnie dopasowane do każdego klienta i wyróżnia się następującymi zaletami:
- silnik stosowany na całym świecie
- wykorzystanie wysokiej zdolności przeciążeniowej systemu
- duży zakres regulacji
- projektowanie z uwzględnieniem grupy obciążeń
- kompaktowa przestrzeń montażowa o wysokiej gęstości mocy
Redukcja liczby wariantów dzięki DuoDrive
Technologia silników synchronicznych firmy NORD DRIVESYSTEMS została udoskonalona przez integrację silnika i reduktora w jednym korpusie, co zostało zrealizowane w opatentowanym napędzie DuoDrive. Oprócz wysokiej sprawności systemu ważną cechą DuoDrive jest konsekwentna redukcja liczby wariantów, a także gładka, niewentylowana i kompaktowa konstrukcja. Wyeliminowano wiele części podlegających zużyciu, zmniejszono nakłady na konserwację. DuoDrive można montować w różnych położeniach montażowych bez konieczności dopasowywania. Zmniejsza to dodatkowo liczbę wariantów w projektach intralogistycznych. Dodatkową zaletą są kompaktowe wymiary korpusu: DuoDrive jest znacznie bardziej płaski w kierunku osiowym niż konkurencyjne produkty, dzięki czemu zapewnia mały wymiar korytarza w instalacjach systemów transportowych. Ponieważ moc motoreduktora może być skalowana w ramach tej samej konstrukcji bez zmiany wymiarów zewnętrznych, nie są wymagane modyfikacje układu instalacji w celu dostosowania mocy.
Optymalny kompromis między efektywnością energetyczną i redukcją liczby wariantów
Należy również zwrócić uwagę: Aby obsłużyć jak najwięcej aplikacji za pomocą jednego wariantu, niektóre napędy są celowo przewymiarowywane w ramach redukcji liczby wariantów. Jednak im bardziej napęd oddala się od swojego optymalnego punktu pracy, tym gorsza jest jego sprawność, a tym samym efektywność energetyczna. To nieuchronnie zwiększa zużycie energii.
W przypadku redukcji liczby wariantów koszty projektu zwykle nieznacznie rosną, ponieważ czasami stosuje się większe napędy, co prowadzi do wyższej ceny w porównaniu z wymiarowaniem dostosowanym do potrzeb. W zamian użytkownik jednak korzysta w całym okresie eksploatacji napędu z optymalizacji pracy swojego systemu i znacznych oszczędności kosztów w zakresie administrowania, serwisu i magazynowania części zamiennych. Również integrator systemów oszczędza koszty przez celową redukcję liczby wariantów, np. w zakresie inżynierii.
Jednak maksymalna redukcja liczby wariantów nie jest celem, ponieważ koszty projektu mogą drastycznie wzrosnąć powyżej pewnego progu. Ponadto mała liczba wariantów prowadzi do pogorszenia sprawności stosowanych napędów ze względu na rosnące przewymiarowanie. W projektach ważne jest więc znalezienie optymalnego połączenia kosztów inwestycji, eksploatacji (administracja, serwis, zapas części zamiennych) i energii w zależności od liczby wariantów. Zrównoważona kombinacja redukcji liczby wariantów i efektywności energetycznej może skutkować dużą redukcją TCO. Systemy napędowe z nowoczesnego asortymentu wysokowydajnych urządzeń firmy NORD DRIVESYSTEMS łączą w sobie zalety obu strategii optymalizacji.
