Laatste nieuws:

27 augustus 2018 15:46

Bauer Gear Motors verlaagt energieverbruik van waterzuivering met efficiëntie motorreductor

Bauer Gear Motor maakt bekend het energieverbruik van een vooruitstrevende installatie in het Duitse Bayreuth te hebben verlaagd door een innovatieve motorreductor toe te passen. Dankzij deze motorreductor is de milieu-impact en de stroomkosten van de installatie is verminderd.

Bauer gebruikte haar technische expertise om een oplossing te bieden, die hoogmodern is qua milieu- en communicatietechniek'
Bauer gebruikte haar technische expertise om een oplossing te bieden, die hoogmodern is qua milieu- en communicatietechniek
Rechts
1/3
Meer over
Bedrijven
Het gemeentelijke waterzuiveringsbedrijf van Bayreuth wilde zijn elektromotoren vervangen om de energie-efficiëntie te verhogen en de verbruikskosten te verlagen. Het oude systeem dateerde uit 1999 en bestond uit meerdere 1,5 kW Direct On Line (DOL) asynchrone inductiemotoren, die draaiden op 50 Hz. Deze motoren kwamen van Bauer Gear Motor (type BF50-35A/D09LA4-TF-D) en waren vanaf hun installatie storingsvrij in bedrijf geweest. Maar omdat ze meer stroom verbruikten dan de nieuwste technologie, werd besloten het bestaande systeem te vervangen door een hi-tech alternatief.

Hogere energie-efficiëntie

Bauer Gear Motor behoort tot de Altra Industrial Motion Corporation en werd als oorspronkelijke leverancier uitgenodigd om een oplossing aan te dragen die even betrouwbaar was als het oude systeem, maar een zo hoog mogelijk energie-efficiëntie bood. Harald Bezold, Chief Machine Operator van het gemeentelijke waterzuiveringsbedrijf merkt op: “We waren tevreden over de oorspronkelijke Bauer oplossingen, die bij de nieuwbouw zijn ontwikkeld. Maar na 19 jaar trouwe dienst dachten we dat een slimme investering onze bedrijfsvoering zou kunnen verbeteren. We wisten dat we bij de renovatie absoluut aandacht aan de milieuschade van onze activiteiten moesten besteden. Ons doel is namelijk dat we het beste watermanagement bieden, tegen de laagste kosten en met de minste impact op de omgeving.”

Markus Kutny, Business Development Manager bij Bauer, vult aan: “We bekeken en onderzochten de bestaande installatie te plaatse. We zetten een inverter op één van de aanwezige machines om het gedrag van deze toepassing te meten. Dankzij deze data konden we een berekening voor de klant maken en de voordelen van een synchroonmotor met permanente magneten (PMSM) aantonen. We simuleerden de theoretische waarden, besparingen en het gedrag en presenteerden het geheel aan de klant. Het systeem dat we ontwikkelden, haalde niet alleen de doelen wat betreft milieu en prestaties, maar voldoet ook aan de Duitse norm van Industrie 4.0. Zo gaven we het bedrijf een ongekende controle over de motorbesturing.”

IE3-inductiemotoren of PMSM's?

De klant vroeg aanvankelijk om de oude motoren te vervangen door IE3-inductiemotoren, die de watersector doorgaans kiest om energie te besparen. Maar uit Bauer’s onderzoek van de installatie bleek dat de waterzuivering meer voordeel zou halen uit de toepassing van PMSM's, die op dezelfde frequentie van 50 Hz zouden draaien.

Het voordeel van de PMSM's zit niet alleen in de energiebesparing, want een ander pluspunt is dat de klant alle motorreductoren direct vanuit zijn kantoor kan aansturen via een “ProfiNet-bussysteem”. Bovendien kunnen de servicetechnici de slimme inverterbesturing en het bussysteem gebruiken om de motorprestaties te bewaken en als een toepassing niet goed werkt, zien ze dat onmiddellijk op een scherm.

Zuiniger en efficiënter

De PMSM-technologie is zuiniger en vereist minder vermogen om even veel koppel te leveren als gelijkwaardige IE3-inductiemotoren. Als het systeem onder deellast draait, heeft de asynchrone motor een dramatisch lager rendement dan PMSM's onder dezelfde omstandigheden. Om precies te zijn: Bauer heeft het vereiste vermogen voor deze toepassing gemeten en ontdekte dat die lager was dan de aanwezige motor leverde, waardoor ze de oude 1,5 kW motor zonder prestatieverlies door een exemplaar van 1,1 kW konden vervangen.

Uit de metingen van de klant bleek bovendien dat de vervanging van de inductiemotoren door de PMSM's op 50 Hz jaarlijks ruim 93.000 kW/h zou kunnen besparen. Uitgaande van een stroomprijs van € 0,20 kW/h levert een vermindering van 93.000 kW/h een besparing op van € 18.600 per jaar.

Motor met inverterbesturing voor mengproces

Ook werd voorgesteld om voor het mengproces een motor met inverterbesturing te gebruiken om de netfrequentie te kunnen verlagen zonder het proces te beïnvloeden. Uiteindelijk was er 50-60 Hz nodig om het mengproces op te starten, maar zodra het afvalwater in beweging was en de sludge in het water was opgelost, kon de frequentie tot 34 Hz worden verlaagd. Deze verlaging betekent een mogelijke energiebesparing van 260.000 kW/h, wat jaarlijks neerkomt op een bedrag van € 52.000 - terwijl de menging en waterbehandeling even goed zijn.

Dat PMSM's minder stroom verbruiken dan standaard inductiemotoren, komt door een intrinsieke eigenschap van hun design. Terwijl inductiemotoren stroom in hun rotor nodig hebben om de inductie op te wekken die de rotor laat draaien en koppel laat leveren, gebruiken PMSM's een permanente magneet om de rotor aan te drijven. De PMSM-technologie heeft in sommige waterbehandelingsinstallaties - vergeleken met gelijkwaardige inductiemotoren - prestatieverbeteringen van maar liefst 40% laten zien. En daardoor verdienen veel PMSM's zich al in enkele maanden terug.

Projectkosten drukken

Om de oorspronkelijke bevestigingspunten en tandwielkasten te kunnen hergebruiken en de projectkosten te beperken, was het van belang datde nieuwe motoren op de plaats van de bestaande motoren werden geplaatst. Omdat de motoren buiten stonden, was het bovendien essentieel dat de nieuwe exemplaren het slechte weer en andere algemene externe invloeden in zo'n omgeving aankonden. Bauer heeft daarom gekozen voor motoren met een IP65-beschermingsgraad en een bijbehorende inverter met IP66, waardoor ze van alle kanten tegen binnendringend stof en hogedrukreinigers zijn beschermd.

Om de combinatie van motor en variabele frequentieregeling goed te laten werken, monteerde Bauer de inverters direct op de EtaK2.0 motorreductoren, liever dan alle inverters in serie te schakelen. Als nu één unit uitvalt, dan blijven de andere motorreductoren gewoon doordraaien, waardoor de installatie minder stilstaat en het onderhoud voordeliger is. De nieuwe oplossing van Bauer vereenvoudigde daarnaast het systeem door het aantal benodigde onderdelen te verminderen. Dankzij de opgebouwde inverters op de EtaK2.0 motorreductoren zijn geen afgeschermde kabels meer nodig en doordat ze de motoren decentraal voeden, zijn ook inverters in regelkasten overbodig. Op deze manier is minder onderhoudswerk vereist, wat een extra kostenbesparing oplevert.

Communicatie en besturing

De EtaK2.0 biedt daarnaast meer mogelijkheden voor de communicatie en besturing. De opgebouwde inverters sturen namelijk een constante datastroom naar de PLC (Programmable Logic Controller) via de algemeen door de industrie toegepaste PROFINET-ethernetaansluiting. Hierdoor kan elke unit op afstand worden gemonitord zonder dat een fysieke inspectie nodig is. Het waterzuiveringsbedrijf beschikt hierdoor over een geautomatiseerd netwerk dat klaar is voor Industrie 4.0 en het Industrial Internet of Things (IIoT). De snellere besturingsfuncties zorgen er bovendien voor dat storingssymptomen eerder en gemakkelijker worden opgemerkt, waardoor de manuren en de kosten van het onderhoud dalen.

Ondanks dat het project in Bayreuth betrekking heeft op een rioolwaterzuivering, lijken de betreffende processen en installaties sterk op die van commerciële en industriële waterbehandelingen. De voordelen voor de efficiëntie, betrouwbaarheid en bedrijfskosten zijn volgens Bauer Gear Motors ook hierop van toepassing.

Reacties

Er zijn nog geen reacties op dit artikel.

Hier kunt u een reactie plaatsen bij het bericht .
Uw e-mailadres zal niet op de website worden getoond.
Uw naam *
Uw E-mail *
Uw bericht *
 

Van onze partners meer (5)...

Rotero Holland bv

BEGE Aandrijftechniek BV

DIS Sensors

EUCHNER (Benelux) BV

B&R Industriele Automatisering BV

Perfection in Automation  

Vacatures

ab op Twitter

TwitterlogoVolg ab nu ook op Twitter!

Onze accountnaam is: @aenb