Notizie

Quando si acquista una pressa idraulica di grandi dimensioni, una cesoia per rottami, una cesoia a portale o una macchina per il riciclaggio dei metalli, la selezione della capacità e del modello corretti è solo una parte del progetto. Una domanda può determinare se l’apparecchiatura può effettivamente essere messa in servizio con successo: il sistema di alimentazione esistente in fabbrica può supportarla?

Nei depositi di rottami, nelle acciaierie, nelle fonderie e negli impianti di riciclaggio, gli acquirenti si concentrano naturalmente prima sui requisiti di produzione:

“Quante tonnellate all’ora può lavorare la macchina?”

“Di quale forza di taglio o compressione abbiamo bisogno?”

“Qual è la potenza del motore installato?”

Tuttavia, prima che le specifiche dell’attrezzatura siano finalizzate, un’altra domanda merita uguale attenzione:

Quanta capacità elettrica è effettivamente disponibile nel sito di installazione?

Se questo viene scoperto solo dopo che la macchina è stata prodotta – o peggio, dopo che è arrivata in fabbrica – l’acquirente potrebbe dover affrontare aggiornamenti del trasformatore, cavi più grandi, modifiche al quadro elettrico e ritardi nella messa in servizio.

Perché conoscere “400 V, 50 Hz” non è sufficiente

Una specifica elettrica comune fornita durante un'indagine internazionale sulle apparecchiature è:

400 V/50 Hz/trifase

Queste informazioni sono necessarie, ma per i macchinari che utilizzano decine o centinaia di kilowatt di potenza motore installata, non è sufficiente determinare se la fabbrica può far funzionare l'apparecchiatura.

Acquirenti e fornitori dovrebbero distinguere tra diversi parametri elettrici.

La tensione (V) determina la potenza elettrica richiesta per motori e componenti elettrici.

La frequenza (Hz), comunemente 50 Hz o 60 Hz, influisce sulla selezione del motore e del sistema elettrico.

La fase è normalmente trifase per le apparecchiature idrauliche industriali pesanti.

Ma un’altra domanda viene spesso trascurata:

Qual è la massima corrente in ingresso disponibile e quanta capacità di riserva del trasformatore ha effettivamente la fabbrica?

Due fabbriche possono avere entrambe elettricità a 400 V/50 Hz/trifase pur avendo capacità completamente diverse di far funzionare la stessa macchina.

Uno potrebbe avere una notevole capacità di riserva del trasformatore. In un altro stabilimento, le linee di produzione esistenti, i compressori, le gru e altri macchinari potrebbero già consumare la maggior parte dell’energia disponibile.

Perciò:

La tensione corretta non significa automaticamente una capacità di potenza sufficiente.

Il problema nascosto: avviare un motore di grandi dimensioni

Le grandi apparecchiature di riciclaggio idraulico utilizzano comunemente motori a induzione trifase ad alta potenza per azionare le pompe idrauliche.

Un motore da 37 kW, 55 kW o 75 kW descrive la sua condizione operativa nominale. Non racconta la storia completa di ciò che accade durante l'avvio.

I motori di grandi dimensioni possono assorbire più volte la corrente nominale durante l'avviamento. Schneider Electric rileva che i motori di grandi dimensioni avviati direttamente online possono assorbire circa da cinque a sette volte la corrente nominale, causando potenzialmente cadute di tensione significative se collegati a una rete elettrica relativamente debole.

Ciò spiega una situazione che altrimenti potrebbe creare confusione agli acquirenti:

La fabbrica potrebbe avere energia sufficiente per far funzionare la macchina dopo l'avvio, ma ha ancora difficoltà ad avviarla.

I possibili sintomi includono scatti fastidiosi dell'interruttore, accelerazione del motore non riuscita, cali di tensione, disturbi ad altre apparecchiature, scatti di protezione e coppia di avviamento insufficiente.

Anche la progettazione dei cavi è importante. I cavi motore lunghi introducono una caduta di tensione e una caduta di tensione eccessiva può influire sia sul consumo di corrente che sulla coppia motore disponibile.

Un errore comune: “La macchina ha 110 kW di motori, quindi ne servono solo 110 kW”

Il dimensionamento elettrico non dovrebbe essere affrontato in questo modo.

Consideriamo una macchina per il riciclaggio dotata di due motori da 55 kW, che forniscono 110 kW di potenza motore totale installata.

Semplicemente calcolando:

55kW×2 = 110kW

non dimostra che l’infrastruttura elettrica esistente sia sufficiente.

La valutazione ingegneristica dovrebbe inoltre considerare se i motori si avviano simultaneamente o in sequenza, il metodo di avviamento, la corrente nominale del motore, la corrente di avviamento consentita, i carichi esistenti sul trasformatore, la capacità di riserva del trasformatore, la lunghezza del cavo e la caduta di tensione che l'impianto può tollerare.

In altre parole, l’impianto elettrico deve essere valutato come un sistema e non semplicemente leggendo il valore dei kW sul preventivo.

Cosa succede se la fabbrica non ha abbastanza capacità elettrica?

Una capacità insufficiente non significa necessariamente che il progetto debba essere annullato.

Il punto importante è identificare la limitazione prima che inizi la produzione.

Opzione 1: rivedere il metodo di avviamento del motore

A seconda delle caratteristiche della macchina e del carico, è possibile prendere in considerazione l'avviamento stella-triangolo, gli avviatori statici o gli azionamenti a frequenza variabile.

Un soft starter può ridurre lo stress elettrico durante l'accelerazione, mentre un VFD controlla sia la tensione che la frequenza per fornire un'accelerazione più controllata.

L'analisi di Schneider Electric sull'avviamento di motori di grandi dimensioni illustra che l'avviamento DOL, graduale a tensione ridotta e l'avviamento VFD possono produrre correnti di avviamento sostanzialmente diverse e corrispondenti cadute di tensione.

Esiste però una limitazione importante:

Un soft starter o un VFD non possono creare capacità elettrica che la fabbrica non possiede.

Potrebbe ridurre la domanda di avvio, ma se la capacità disponibile del trasformatore è insufficiente anche durante il normale funzionamento della macchina, la sola modifica del metodo di avvio non risolverà il problema fondamentale.

Opzione 2: avvio sequenziale dei motori di grandi dimensioni

Per le macchine dotate di più motori principali, il costruttore può valutare se l'avviamento sequenziale è tecnicamente possibile:

Il motore 1 si avvia e si stabilizza → Il motore 2 si avvia

Ciò può impedire che si verifichino più picchi di corrente di avviamento esattamente nello stesso momento.

Questo però va valutato in base all'impianto idraulico e alla logica di funzionamento. Gli acquirenti non devono modificare la sequenza di avvio in modo indipendente dopo l'installazione.

Opzione 3: aggiornare il trasformatore o il sistema di distribuzione

Se la normale domanda operativa è già vicina o superiore alla capacità disponibile dell'impianto, la soluzione pratica può comportare l'aumento della capacità del trasformatore, l'installazione di un trasformatore dedicato o l'aggiornamento dell'alimentatore, del quadro o dei cavi in ​​ingresso.

Tale lavoro dovrebbe normalmente coinvolgere un ingegnere elettrico locale qualificato poiché le condizioni dell'utilità, i requisiti di protezione, i livelli di cortocircuito e le normative elettriche locali variano da un progetto all'altro.

Opzione 4: riprogettare l'attrezzatura attorno alla fornitura disponibile

Quando l'aggiornamento della rete di fabbrica è proibitivo, l'acquirente può fornire la massima corrente disponibile al produttore della macchina e studiare una configurazione alternativa.

Possibili modifiche possono includere una diversa combinazione di motori, una sequenza di avviamento ottimizzata, un metodo di avviamento alternativo, un obiettivo di produzione rivisto o una distribuzione dei carichi su alimentazioni elettriche separate.

Ma gli acquirenti dovrebbero essere cauti riguardo a una soluzione apparentemente semplice:

Ridurre la potenza del motore solo per soddisfare il limite di corrente in ingresso aspettandosi esattamente le stesse prestazioni di produzione.

In una macchina idraulica la potenza del motore, la portata della pompa, la pressione idraulica, il tempo di ciclo e la capacità produttiva sono interconnessi. La riduzione della potenza di azionamento disponibile può ridurre la velocità operativa o impedire all'apparecchiatura di raggiungere le prestazioni di progettazione originali.

Informazioni elettriche che gli acquirenti devono fornire prima di ordinare

Un'utile lista di controllo elettrica pre-acquisto include:

Se la corrente in ingresso disponibile non è nota, l'acquirente può chiedere a un elettricista locale di controllare l'interruttore principale, la targhetta del trasformatore e i carichi esistenti dell'impianto, quindi condividere le specifiche o le foto pertinenti con il fornitore dell'apparecchiatura.

Perché questa discussione dovrebbe avvenire prima della produzione

Per i macchinari industriali pesanti, adattare l’impianto elettrico non è semplicemente una questione di “cambiare la spina”.

Diverse condizioni di tensione, frequenza e alimentazione del sito possono influenzare motori, quadri elettrici, interruttori, contattori, avviatori statici o VFD, dimensioni dei cavi, strategia di protezione e progettazione del controllo.

Quanto più tardi viene scoperta una discrepanza, tanto più costosa può diventare.

L'individuazione del problema durante la valutazione tecnica consente all'acquirente di confrontare il costo dell'aggiornamento dell'infrastruttura elettrica della struttura con le implicazioni in termini di costi e prestazioni derivanti dalla modifica della configurazione della macchina.

Riscontrare lo stesso problema dopo l'arrivo dell'apparecchiatura può significare ritardi nell'installazione, ulteriore lavoro di progettazione e interruzione del programma di produzione dell'acquirente.

Una raccomandazione pratica per gli acquirenti

Prima di ordinare una pressa per rottami metallici, una cesoia idraulica, una cesoia a portale, una bricchettatrice o una grande macchina per il riciclaggio dei metalli, non fermatevi a chiedere:

"Di quanti kilowatt ha bisogno questa macchina?"

Fai la domanda più utile:

"Questa macchina può avviarsi in sicurezza e funzionare continuamente con la capacità elettrica attualmente disponibile nel nostro stabilimento?"

Prima di firmare l'ordine, il fornitore della macchina e l'ingegnere elettrico locale dell'acquirente dovrebbero verificare idealmente la tensione di alimentazione, la frequenza, la corrente operativa nominale, il metodo di avviamento, la corrente di avviamento prevista, la capacità del trasformatore e i carichi dell'impianto esistente.

Per un grande progetto industriale, il problema elettrico meno costoso è quello scoperto prima della costruzione della macchina.