Reel Power si affida all’avanzata tecnologia PMSM di Bauer Gear

Una delle costanti dell'urbanizzazione, che determina l’espansione dell'infrastruttura energetica e un aumento delle comunicazioni, è la maggiore domanda di cavi e fili a livello globale.

Per la sua nuova macchina bobinatrice e avvolgitrice RD10, Reel Power Industrial ha scelto un motoriduttore a coppia conica Bauer serie BK con tecnologia PMSM.

Di conseguenza, l’obiettivo dei fornitori diventa ridurre i tempi di consegna e razionalizzare i processi. La bobinatura è uno dei processi chiave, eseguito da macchine speciali progettate per raccogliere con efficienza fili e cavi in bobine.

Per garantire che la sua più recente soluzione di bobinatura e avvolgimento potesse offrire prestazioni efficienti con un ingombro ridotto, Reel Power ha selezionato i motoriduttori sincroni a magneti permanenti di un esperto: Bauer Gear Motor, un marchio leader di Altra Industrial Motion Corp.



L’unità compatta BK40 installata offre accelerazioni e decelerazioni fluide, grande efficienza e un eccellente rapporto dimensioni/potenza.

Un segmento chiave del mercato è il filo di rame. Utilizzato nelle infrastrutture elettriche, di comunicazione e di alimentazione, la domanda è elevata in tutti i settori. Queste pressanti necessità vengono passate direttamente ai fornitori di fili di rame, che richiedono soluzioni in grado di bobinare il filo in modo affidabile ed efficiente su rocchetti più piccoli, pronti per la consegna. È inoltre preferibile che la macchina sia compatta. Ciò consente ai fornitori di ottimizzare l'ingombro e di installare più macchine in spazi limitati, aumentando così la produttività. Aziende come Reel Power Industrial sono specializzate proprio nella fornitura di macchine bobinatrici e avvolgitrici che offrano questi vantaggi.



La linea RD di Reel Power Industrial viene utilizzata dagli impianti di distribuzione di fili e cavi che riavvolgono le bobine di filo in rame più grandi in rocchetti più piccoli, pronti per l’utilizzo da parte delle imprese.

I vantaggi della tecnologia PMSM
Per il suo nuovo modello RD10, Reel Power Industrial voleva riprogettare il sistema di azionamento a rulli in modo da poter offrire una maggiore efficienza e un minore ingombro. Per raggiungere entrambi gli obiettivi è stato necessario sostituire il motore in linea con un motoriduttore ad angolo retto che garantisse una maggiore densità di potenza. Dopo aver valutato diversi motoriduttori di vari produttori, Reel Power Industrial ha scelto un motoriduttore sincrono a magneti permanenti (PMSM) con coppia conica della serie BK Bauer



La serie BK compatta si avvale di un motore integrato con tecnologia PMSM per mantenere una coppia costante, l’ideale per le applicazioni di bobinatura.

Il riduttore compatto BK40 utilizza un motore integrato con tecnologia PMSM per mantenere una coppia costante da 0 hz a 120 hz - ideale per le applicazioni di spooling. Le perdite di calore del rotore sono ridotte del 100% e le perdite totali di circa il 25% - il che assicura che il motore non si surriscaldi a bassa potenza. Inoltre, la tecnologia aumenta l'efficienza totale del 10% o più. Questo si traduce in un costo totale di proprietà (TCO) più basso attraverso il risparmio energetico e la riduzione delle emissioni di carbonio

L'unità RD richiede inoltre un azionamento a velocità variabile, per dare agli operatori la possibilità di controllare il processo di bobinatura. “I modelli RD più vecchi ottenevano questo risultato con trasmissioni dove la velocità veniva variata meccanicamente, tramite pulegge regolabili. I più recenti utilizzavano controlli tramite VFD con motori a induzione controllati da inverter", dice Crosley. “Tuttavia, gli adeguamenti richiesti per il passaggio alla tecnologia PMSM non sono sempre semplici. Dopo aver eseguito test approfonditi su diversi controlli VFD, abbiamo potuto verificare che alcuni produttori di azionamenti non disponevano di algoritmi adeguati per il controllo tramite PMSM.”



Sull’unità di espulsione più piccola della macchina è stato montato un riduttore di velocità della serie Boston Gear 700.

Il BK40 è stato quindi abbinato ad un’unità VFD idonea, che consentisse di ottenere le funzionalità desiderate. Per verificare le prestazioni, un RD10 è stato caricato con una bobina da oltre 4.500 kg e lasciato in funzione per diverse ore, con avvii e arresti periodici. Questo avrebbe consentito di verificare che il BK40 potesse gestire il carico. I team di progettazione di Bauer Gear Motor e Reel Power Industrial hanno collaborato gomito a gomito per ottimizzare il motore in modo da soddisfare le aspettative prestazionali.

L’unità RD10
La linea RD di Reel Power Industrial è una delle soluzioni più diffuse. Essa viene generalmente utilizzata dagli impianti di distribuzione di fili e cavi che riavvolgono le bobine più grandi di filo in rame in rocchetti più piccoli, pronti per l’utilizzo da parte delle imprese. Il nuovo sistema svolgitore senza albero con trazione sul cerchio dell’unità RD10 è l’aggiunta più recente alla gamma, la fase più recente di un ciclo di sviluppo che continua da decenni.

“In produzione da oltre 30 anni, la linea RD viene periodicamente aggiornata per sfruttare le tecnologie più innovative non appena sono disponibili", afferma Joe Crosley, Senior Electrical Engineer presso Reel Power Industrial. “Inizialmente, gli svolgitori della serie RD erano offerti con un sistema meccanico di trasmissione a velocità variabile da 20 HP, che era in grado di erogare una coppia elevata ma era ingombrante e costoso da manutenere. Poi, con l'avvento dei convertitori di frequenza (VFD), ci siamo aggiornati, ma abbiamo dovuto aumentare la potenza per mantenere la coppia ai bassi regimi".

Le bobine RD10 sono a ‘trazione sul cerchio’, il che consente la sostituzione rapida e il carico di bobine di grandi dimensioni di fili e cavi. La macchina utilizza un motoriduttore per azionare un rullo che fa ruotare la bobina del cavo durante l'avvolgimento. L'albero di uscita del motoriduttore è accoppiato, tramite catena e pignone, al rullo di azionamento. Un motoriduttore più piccolo aziona due aste filettate che, a loro volta, spostano il rullo di espulsione verso l'alto e verso il basso sul telaio. Mantenere una coppia di avvolgimento costante su tutte le gamme di velocità è fondamentale per garantire un avvolgimento corretto.

Prestazioni compatte
Oltre ad essere una soluzione efficiente per l’RD10, il rapporto dimensioni/potenza del BK40 è stato un fattore chiave nella sua scelta.

“Oltre all'eccellente efficienza intrinseca garantita dalla tecnologia Bauer PMSM grazie al suo design ad alta densità di potenza, siamo stati in grado di passare da un motore da 20 HP a un motore da 15 HP, risparmiando sui costi iniziali e di esercizio", spiega Crosley. “L'implementazione del motoriduttore ad assi ortogonali Bauer BK ci ha consentito inoltre di ridurre la larghezza della macchina da circa 3,5 metri a 2,6 metri, il che rappresenta un enorme vantaggio per i nostri clienti."

Questo notevole risparmio in termini di ingombro ha consentito agli utenti finali di massimizzare con efficacia lo spazio disponibile a pavimento.

Le nuove unità RD10 offrono un'accelerazione e una decelerazione più fluide, che assicurano l’avvolgimento corretto del cavo e riducono il rischio di danneggiarne i trefoli. L'interruttore a pedale e i comandi centrali per l'operatore, con telecomando pendente per la velocità, consentono di avvolgere il materiale su una bobina o su una testa di avvolgimento. L'interruttore a pedale può essere attivato a impulsi senza staccare l'azionamento, per facilitare l’imballaggio del materiale avvolto. La frenata dinamica della bobina garantisce che le rotazioni siano alla velocità corretta, per evitare errori di avvolgimento. Inoltre, le unità RD10 generano un rumore ambientale inferiore rispetto alle unità ad azionamento meccanico.

Sull’unità di espulsione più piccola della macchina viene utilizzato un riduttore di velocità della serie Boston Gear 700. La serie 700 è lo standard industriale per la costruzione di riduttori a vite senza fine modulari. Le unità sono dotate di una robusta carcassa in ghisa a grana fine per la massima resistenza e durata.

“Il BK40 ha ottenuto ottimi risultati sia nei test interni che in quelli presso la struttura del nostro cliente. Bauer è un’eccellente azienda con cui collaborare. Ci è stata di grand aiuto ed ha lavorato in modo eccellente col nostro personale", sostiene Crosley. "Stiamo esaminando altre applicazioni che possano sfruttare al meglio le caratteristiche intrinseche dei motoriduttori Bauer PMSM".

www.bauergears.com

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