Conviene Mettere Un Soft Starter?

[bosi9]

Buongiorno a tutti, sono nuovo del forum.

Sto analizzando un impianto di trasporto pneumatico di farina in cui è presente una soffiante rotativa mossa da un motore asincrono da 110 kW - 380 V - 50 Hz con avviamento stella-triangolo. In funzione del prodotto da elaborare, tale soffiante in media esegue circa 15 cicli consecutivi (batch) in cui rimane accesa per 3.5 - 4.0 minuti (caricamento prodotto nel miscelatore) e spenta per 2 minuti (miscelazione prodotto) il tutto per circa 10 volte sulle 24 ore. Il motore richiede una corrente di spunto di circa 950 A e una corrente nominale di 200 A. Questi continui avviamenti - spegnimenti causano sprechi di energia?

Alimentando il motore con un soft starter è possibile ridurre i consumi energetici, anche mantenendo in rotazione a velocità ridotta la soffiante tra un batch e l'altro ed evitando i picchi di corrente richiesti all'avviamento? Tale soluzone può favorire una maggiore durata in termini di vita utile del motore, dato che l'avviamento è la fase più critica? Attualmente il cosfi del motore non va oltre 0.82, con cali temporanei sino a 0.6 a causa della discontinuità del carico cui è sottoposta la soffiante. Aggiungo che ai fini del processo produttivo non è richiesta una regolazione continua della portata di prodotto e quindi di velocità di rotazione della soffiante (non serve un inverter).

Grazie per l'attenzione, cordiali saluti.

[Mario Maggi]

Caro bosi9,

ho un po' fretta, la questione meriterebbe una risposta dettagliata.

Certamente la tua applicazione e' da inverter, non da soft-starter.

Usando un inverter avrai una riduzione del costo totale di possesso (costo acquisto+costo di esercizio+costo di riparazione/manutenzione).

Ciao

Mario

[tiles]

c'é da considerare anche che con i soft-start non si possono fare piu' di pochi avviamenti per ora.

Ciao

[bosi9]

Gent.mo Mario,

spero avrà un po'di tempo per approfondire la sua risposta perchè ha minato le poche certezze che avevo sulla questione!

Grazie.

[Mario Maggi]

Caro bosi9,

ci diamo tutti del tu ....

Sto analizzando un impianto di trasporto pneumatico di farina

Per certe farine servono motori certificati ATEX. Nel tuo caso serve ATEX?

tale soffiante in media esegue circa 15 cicli consecutivi (batch)

Un motore di quella potenza - se non sovradimensionato - non puo' eseguire 15 avviamenti consecutivi. Il rotore si surriscalderebbe troppo.

motore richiede una corrente di spunto di circa 950 A e una corrente nominale di 200 A. Questi continui avviamenti - spegnimenti causano sprechi di energia?

Legge di Ohm: W=RI^2 per cui le perdite di potenza elettrica dispersa nella resistenza ohmica dei cavi e degli avvolgimenti diventano spannometricamente (950:200)^2 = 22 volte la potenza normalmente dispersa.

Alimentando il motore con un soft starter è possibile ridurre i consumi energetici, anche mantenendo in rotazione a velocità ridotta la soffiante tra un batch e l'altro

Ridurre un po' i consumi, forse si, ma a discapito della qualita' della forma d'onda (= la paghi in altro modo).

Il soft starter non e' l'apparecchiatura giusta per far funzionare il motore a velocita' ridotta.

Tale soluzone può favorire una maggiore durata in termini di vita utile del motore, dato che l'avviamento è la fase più critica?

No, nella tua applicazione la parte piu' stressata e' il rotore, usando un soft starter la quantita' di energia termica dissipata nel rotore aumenta, quindi peggiori la situazione.

Attualmente il cosfi del motore non va oltre 0.82, con cali temporanei sino a 0.6 a causa della discontinuità del carico cui è sottoposta la soffiante.

E questo lo paghi sulla bolletta.

Aggiungo che ai fini del processo produttivo non è richiesta una regolazione continua della portata di prodotto e quindi di velocità di rotazione della soffiante (non serve un inverter).

L'inverter serve eccome! Per allungare la vita del motore, per ridurre i picchi di assorbimento, per migliorare il cosFi, per limitare il consumo energetico quando la tensione e' alta, per comandare a bassa velocita' il motore tra un carico e l'altro, per individuare possibili intasamenti nei tubi, per evitare il picco di commutazione stella/triangolo che forse ti fa guastare altre apparecchiature e probabilmente potrei trovare altro.

Aggiungo che forse il motore e' stato scelto da 110 kW proprio perche' un rotore piu' piccolo non avrebbe retto. Ipotizzo che tu possa usare quindi un motore - per esempio - da 75 kW con inverter da circa 150 A. In tal caso potrai ridurre di 40 kW la potenza impegnata con l'ENEL (altro risparmio)!

E' dimostrabile che la soluzione con inverter e' energeticamente efficiente e vantaggiosa per il TCO (Total Cost of Ownership, costo totale di possesso).

Ciao

Mario

Modificato: 8 agosto 2005 da Mario Maggi

[bosi9]

Gentile Mario,

Per certe farine servono motori certificati ATEX. Nel tuo caso serve ATEX?

In questo caso no.

Un motore di quella potenza - se non sovradimensionato - non puo' eseguire 15 avviamenti consecutivi. Il rotore si surriscalderebbe troppo.

E' sovradimesionato nel senso che in media assorbe 85 kW contro i 110 kW nominali.

E' dimostrabile che la soluzione con inverter e' (...) vantaggiosa per il TCO (Total Cost of Ownership, costo totale di possesso).

Il mio obiettivo è dimostrare questo, ma quale tirocinante universitario (ing. meccanica) i mezzi a mia disposizione sono ridotti all'osso purtroppo.

A grandi linee, che percorso devo seguire per dimostrare la convenienza sul TCO dell'inverter rispetto allo stella-triangolo?

Grazie.

Ciao,

Matteo.

[Mario Maggi]

Caro Matteo,

E' sovradimesionato nel senso che in media assorbe 85 kW contro i 110 kW nominali.

Spiegami bene dettagliando come saltano fuori questi 85 kW medi.

Aggiungi questa info: quant'e' la potenza elettrica disponibile in quella fabbrica (potenza impegnata, o potenza della cabina di trasformazione).

Ciao

Mario

[bosi9]

Gentile Mario,

ho collegato un analizzatore di rete (HT 'GSC 57') ai morsetti d'alimentazione del motore. L'ideale sarebbe che tu vedessi il grafico dell'andamento della potenza nel tempo che ho ottenuto, ma non so come allegarlo... In pratica l'andamento presenta ad ogni batch un picco iniziale di 250 kW e poi si stabilizza su 80-85 kW fino alla fine del batch.

La potenza disponibile alla cabina è di circa 1.4 MW (ho chiesto al respons. di produzione).

Ciao,

Matteo.

[Mario Maggi]

Caro Matteo,

se hai un file grafico residente sul PC dal quale ti colleghi <300 k puoi allegarlo quando rispondi (un po' sotto il riquadro di risposta).

Altrimenti puoi mandarmelo via e-mail.

Prima di vederlo, e senza conoscere le reali esigenze di quella specifica applicazione, direi che un motore da 90 kW con inverter da circa 180 A a 400 V sarebbe sufficiente. Non escludo che non si possa fare anche con un 75 kW.

Dipende dalla massa della farina che bisogna accelerare in caso di un arresto imprevisto (esempio: blackout).

Un mio amico dice "essere realisti e' fare l'impossibile". In questo caso punterei ad avere circa le stesse prestazioni con una corrente di spunto dalla rete non superiore ai 120 A (centoventi). Scommetterei che si puo' fare. Ridurre a meno di un settimo la corrente di spunto, sai cosa sono (900-120)=780 A in meno per un trafo da circa 2.000 A? Un periodo di relax e di lunga vita. Se poi si indaga sui consumi effettivi di tutta la fabbrica, si possono scoprire anche altre economie possibili, non solo energetiche. Direi che si guasteranno meno apparecchiature elettroniche, in quanto saranno soggette a meno transitori di tensione rispetto alla situazione odierna.

Serve l'inverter o non serve?

C'e' poi il discorso del motore. Non so se il motore e' vecchio, nuovo o riavvolto.

Io metterei un motore con classe di efficienza Eff1, che al ritmo attuale si ripaghera' probabilmente in meno di due anni, poi fara' guadagnare risparmiando energia.

Poi si puo' migliorare ulteriormente l'applicazione dell'inverter, limitando la circolazione di armoniche mediante l'applicazione di un filtro per armoniche, abbattendo cosi' di alcuni punti percentuali l'assorbimento di corrente attiva dal contatore a parita' di potenza meccanica all'asse.

Poi per risparmiare energia si puo' intervenire anche ........ alla prossima puntata!

Ciao

Mario

Modificato: 8 agosto 2005 da Mario Maggi

[bosi9]

Gent.mo Mario,

innanzitutto grazie per l'inaspettata disponibilità.

Ora valuterò "assieme" al mio tutor aziendale (che sa poco su questo argomento) e al mio tutor universitario (che si è dato alla macchia) le idee che mi hai suggerito. Purtroppo quello che conta nelle aziende è tradurre in euro il risparmio energetico e tutte le altre considerazioni, sulla vita del motore e delle apparecchiature elettroniche, sembrano pura filosofia, non capendo che a lungo termine portano comunque risparmio.

Per completezza ti invio l'e-mail con i grafici che ho ottenuto.

Il motore è del 2001 e in mattinata dovrei riuscire a risalire alla sua classe energetica.

Ciao,

Matteo.

come non detto, non risco ad allegare files neanche via e-mail...

Modificato: 9 agosto 2005 da bosi9

[Mario Maggi]

Caro bosi9,

Purtroppo quello che conta nelle aziende è tradurre in euro il risparmio energetico

Per fortuna quello che conta nelle aziende è tradurre in euro il risparmio energetico ....... sarebbe troppo bello se fosse vero.

Molte aziende non ci hanno mai neanche pensato, ed oggi si trovano sempre piu' fuori mercato a causa degli alti costi di produzione. Andare a produrre in Cina o Romania sembra l'unica soluzione, ma non e' cosi'.

Ciao

Mario

[1234]

Mario hai mai pensato di scrivere un libro sull'argomento '' inverter motori ''

da un punto di vista pratico, teorico quanto basta, dal taglio divulgativo.

Libri del genere non c'è ne sono in giro, credo che ti fruttrrebbe, io lo comprerei.

[Mario Maggi]

Caro Matteo,

si, l'avevo messo in cantiere, avevo preparato il titolo e la suddivisione degli argomenti. Sarebbe stato destinato all'utilizzatore di media cultura.

Ma i problemi quotidiani hanno il sopravvento, ora e' nel dimenticatoio, insieme alla molta documentazione raccolta in tanti anni.

Ciao

Mario

[1234]

Se posso esserti utile, sono a disposizione.