Az erőforrások kímélése és a CO2-lábnyom minimalizálása szinte minden vállalat napirendjén szerepel. Az acélkerekek vezető gyártója egy intézkedést hajtott végre a lakkozás-előkezelésben az Ecoclean-DFC dinamikus térfogatáram-szabályozóval. A vállalat ezen a területen havi 12 000 euró körüli megtakarítást ér el a tápszivattyúk igény szerinti szabályozásának köszönhetően – még a beállítási szakaszban is.

A solingeni Accuride Wheels GmbH 2018 óta az amerikai Accuride Corporation része. Az Accuride Wheels Europe & Asia központja Solingenben található. A cég több hazai és nemzetközi üzemben gyárt kerekeket az autó-, haszonjármű-, mezőgazdasági és építőipari gépipar számára. A mintegy 350 alkalmazottat foglalkoztató észak-rajna-vesztfáliai telephely 2020 óta a haszonjármű-ipar
számára készült acélkerekek gyártására specializálódott. Ezt megelőzően személygépkocsi-kerekeket is gyártottak. Szinte minden teherautó-gyártó a megrendelők között van, a kerekeket a megrendelő által kért fényezésben szállítjuk. Minden helyszín saját házon belüli festési rendszerrel rendelkezik előkezeléssel, KTL alapozóval és fedőréteggel.

Festés előtt az acélfelnik egy nyolczónás előkezelő vonalon haladnak át. A DFC vezérlés integrálása az egyes zónákban jelentős energia- és üzemeltetési költségmegtakarítást tesz lehetővé.

Takarítson meg energiát csökkentse a CO2 lábnyomot

Annak érdekében, hogy legkésőbb 2038-ig CO2-semlegesen termelhessen, a társaság fokozatosan hajtja végre az áram- és gázmegtakarítási intézkedéseket. Ennek megfelelően az 1971-es festék-előkezelési rendszert energiatakarékosabbra tervezték. Nyolc permetezőzónával rendelkezik a zsírtalanítási, aktiválási, foszfátozási, passziválási és öblítési folyamatokhoz. A megfelelő technológiai közegeket szivattyúkkal szállítják 15 és 42 kW közötti teljesítménytartományban, az üzemi nyomást korábban nyomásmérővel analóg módon jelezték ki.

“Mivel az összes szivattyú szabályozatlan volt, mindig 100%- os teljesítménnyel működtek háromműszakos üzemben. Túl sok szállított közeget vezettek vissza a kihasználatlanul a bypass vezetékeken keresztül, ami azt jelentette, hogy az energiaigény jelentősen magasabb volt a szükségesnél”

– számol be Peter Fuchs, az Accuride Wheels felülettechnológiai szakértője.

„Egy szakmai folyóiratban megjelent cikkből szereztem tudomást az Ecoclean-DFC dinamikus térfogatáram szabályozásáról. Miután telefonon megkerestem, az Ecoclean munkatársa ellátogatott hozzánk, a helyszínen megvizsgálta a rendszert és rögzítette a műszaki adatokat és a korábbi  nergiafogyasztást.”

A DFC vezérlés az Ecoclean által fejlesztett hardver és szoftver megoldás. Lehetővé teszi a szivattyúk automatikus, pontos és gyors igény szerinti vezérlését a nyomás és térfogatáram mérési értékek alapján.

A mindenkori szivattyú szabályozása az aktuális igény függvényében történik – mennyi közeget és milyen nyomáson kell továbbítani. Itt három szivattyú a megfelelő fordulatszám 70%-án, egy pedig 75,4%-án működik. Az ügyfél folyamatától függően további megtakarítási lehetőségek rejlenek. Képforrás: Accuride Wheels

Potenciálelemzés, mint a döntéshozatal alapja

A folyamat, a termelés és a rendszer adatai, valamint a korábbi energiafogyasztás alapján az Ecoclean potenciálelemzést készített. Ebbe beletartozott az is, hogy a gépjárművek már nem két acél személygépkocsi- és egy teherautó-kerékkel vannak felszerelve, mint eredetileg, hanem csak teherautók két kerékével. Az elemzés az energiaigény mintegy 40 százalékos csökkenését jósolta.

„A nagy megtakarítási potenciál és az ebből adódó rövid, kevesebb, mint tizenkét hónapos amortizációs időszak miatt úgy döntöttünk, hogy a különböző folyamathordozó áramköröket DFC vezérléssel látjuk el. Számunkra az is fontos volt, hogy a rendszerünkben ne legyenek név nélküli termékek telepítve”

– mondja Peter Fuchs. Összesen nyolc DFC vezérlőt integráltak, hogy megfeleljenek az U-alakú előkezelő sor különböző zónáiban a közegszállítás folyamatspecifikus követelményeinek.

Szükség szerint szabályozható az üzemi nyomással az áramlási sebesség

A szabályozás az adott közegkörhöz meghatározott üzemi nyomáson és a megfelelő térfogatáramon alapul. Mindkettő mérése érdekében a zónák meglévő tápvezetékeibe elektronikus nyomás- és térfogatáram-érzékelőket szereltek fel, és minden tápszivattyút frekvenciaváltóval (FU) szereltek fel. Mivel az FU-kat helyhiány miatt nem lehetett beépíteni a meglévő kapcsolószekrényekbe, speciális szerelőfalakra szerelték fel. Az érzékelők által meghatározott nyomás- és térfogatáram értékeket folyamatosan továbbítják a DFC vezérlőszoftverhez, amely egyedileg lett adaptálva az Accuride Wheels-hez. A mindenkori szivattyú szabályozása az aktuális igény függvényében történik – mennyi közeget és milyen nyomáson kell továbbítani.

Mivel a frekvenciaváltókat helyhiány miatt nem lehetett a meglévő kapcsolószekrényekbe beépíteni, ezért speciális szerelőfalakra szerelték fel.

Beépítés termeléskiesés nélkül

Az Accuride Wheels előkezelő vonala három műszakban, heti öt napban termel. A szolgáltatás megszakítás nélküli integrációja érdekében számos munka, így az FU telepítése, az érzékelők telepítésének előkészítése és a kábelezés offline módban történt. A DFC-szabályozás tényleges integrálása így három hétvége alatt megtörténhet anélkül, hogy emiatt meg kellene szakítani a termelést.

„Az Ecoclean a lehető legjobb támogatást nyújtotta számunkra, a tanácsadástól a projekttervezésig és megvalósításig. A cég szakértelme és technikai támogatása minden bizonnyal előnyös számunkra”

– jegyzi meg Peter Fuchs. A felülettechnológiai szakértő további előnyt lát abban is, hogy az egyes fúvókákon jól láthatóak a nyomások és térfogatáramok.

“A rendszer bizonyos módon felügyeli magát, így ez a folyamatadatok megjelenítése a folyamatok megbízhatóságát is növeli.”

Nagy költésgmegtakarítás – már a tesztelési fázisban is

A DFC előírásokat 2022 februárja óta alkalmazzák. Kezdettől fogva a szivattyúkat a korábban megszokott teljesítmény 80 százalékára állították be. A bevonat minőségének biztosítása és a meglévő megtakarítási lehetőségek teljes kiaknázása érdekében a beállításokat fokozatosan tovább módosítják.

„A nyomás és az áramlási sebesség minden változása után SEM-képekkel ellenőrizzük az előkezelés minőségét. Miután az egyik zónához beállítottuk a paramétereket, továbblépünk a következőre. Mivel ezeket a módosításokat a napi üzleti és egyéb projektekkel párhuzamosan hajtják végre, ez némi időt vesz igénybe”

– magyarázza Peter Fuchs.

„De már most is körülbelül havi 12 000 eurós megtakarítást érünk el.” Ez vezetett ahhoz is, hogy a projektet a második németországi helyszínen, Ronneburgban is bemutatták. “És amint itt teljesen telepítettük a rendszert, kísérleti projektként szeretnénk bemutatni más helyeken, például Franciaországban”

– teszi hozzá Peter Fuchs.

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post Esettanulmány Ecoclean GmbH / Accuride Wheels appeared first on Műszaki Magazin.

„Az autóversenyzés öt perccel a második autó megépülése után kezdődött.”

Az alkalmazkodóképesség és az autók kéz a kézben járnak, de a precíziós alkatrészeket gyártó Don Schumacher Motorsports (DSM) ezt az ötletet pole-pozícióba vitte. A vállalat nyer a versenypályán, elnyerte az ISO 9001:2015 minősítést, és olyan szerteágazó iparágba terjeszkedett, mint a repülőgépipar és a védelem – az elmúlt két évben. Ehhez azonban megfelelő szerszámgépekre van szüksége, ezért fordult a Sandvik Coromanthoz.

Szeptemberben Matt Hagan a Don Schumacher Racing (DSR) 350. győzelmét szerezte meg a Lucas Oil National Hot Rod Association (NHRA) Summernationals utolsó fordulójában az amerikai Indiana államban, Brownsburgben a Lucas Oil Raceway pályán.

Hagan győzelemre vitte gyorsulási Funny Car autóját, amely 3,7 másodperc alatt képes nulláról 528 km/h-ra gyorsulni. Győzelme véletlenül egybeesett Don Schumacher cégalapító saját legendás győzelmének 50. évfordulójával, amelyet 1970-ben szerzett Indianapolisban.

Ma a DSR megerősítette pozícióját az autósport egyik elitcsapataként. A DSR mind a négy Dodge Charger SRT Hellcat-pilótája legalább két győzelmet aratott a 2020-ban eddig megrendezett kilenc futamon. A DSR az egyetlen csapat az NHRA történetében, amely egyetlen sorozatban 12 egymást követő futamon veretlen maradt (még 2019 októberében). Korábban a DSR a 2017-es szezonban állította be a 10 egymást követő versenyen, egy osztályban szerzett győzelemrekordot, ugyanazokkal a pilótákkal.

Eközben a DSR a kulisszák mögött is győzelmet aratott, különösen a szintén Brownsburgben található DSM Precision MFG-nél. Nemrég új mérföldkövet értek el, amikor 2018-ban a vállalat minőségirányítási és fenntarthatósági kezdeményezéseinek elismeréseként megszerezte az ISO 9001:2015 minősítést. Az ellenőrzés azt is bizonyítja, hogy a vállalat működése illeszkedik az ENSZ fenntarthatósági céljaihoz.

Az üzlet másik győzelme a COVID-19 kihívásaival szembeni győzelem volt. Mindössze két év alatt a 2005-ben kizárólag a vállalat gyorsulásiverseny-programjának támogatására alapított műhely sikeresen diverzifikálódott számos új ágazatba. Ide tartoznak védelmi, repülőgépipari és kereskedelmi alkalmazások.

A diverzifikáció valódi cél a gyártók számára 2020-ban. A Pricewaterhouse Coopers (PwC) nemrég megjelent COVID-19: Mit jelent az ipari gyártás számára? jelentése azt javasolja a vállalatoknak, hogy terjeszkedjenek új iparágakba – és használják ki az új bevételi források előnyeit – vagy azért, mert a megszűnő piacok erre kényszerítik őket, vagy azért, mert egyszerűen lehetőséget látnak.

Chad Osier, a DSM alelnöke szerint a brownsburgi műhely az egyetlen a maga nemében a Közép-Nyugaton, amely ilyen magas fokú precíziós mérnöki munkát kínál, ennyire különféle ágazatokban.

„A szívünkben mindannyian versenyzők vagyunk”

– mondta Osier.

„A versenyzők mérnökök, és a precíziós mérnöki munka kiterjed mindenre, amit csinálunk. Ez a szakértelem és a megfelelő eszközök lehetővé teszik számunkra, hogy elérjük a szükséges pontosságot és minőséget, amikor 11 000 lóerőt előállító nitroblokkokat építünk gyorsulási versenyekhez.”

„Most ugyanezt a pontosságot tudjuk elérni a versenyképes minőségű és méretezhető megoldások terén a védelmi, a repülőgépipar, kereskedelmi ágazat, a motorsportok és az autóipar számára.”

Henry Ford biztosan büszke lenne. De hogyan érte el mindezt a DSM ilyen rövid idő alatt, és mit tanulhat belőle a többi gyártó? Mint kiderült, a válasz nagy része abban rejlik, hogy a DSM milyen szerszámgépeket választott. Kiválasztott szerszámpartnerük neve a 2017-es versenyszezontól kezdve díszíti Hagan Funny Car autójának oldalát, és most a Top Fuel dragsteren látható, amellyel Hagan csapattársa, Tony Schumacher – Don Schumacher fia – versenyez. A szponzor a Sandvik Coromant az Okuma America gépgyártóval társulva.

„Nyilvánvalóan a versenyzéssel foglalkozunk – mondja Osier –, de emellett a profitszerzéssel is foglalkozunk. A szerszámkopás ennek jelentős tényezője. Biztosítani akarjuk, hogy a lehető legjobban minimalizáljuk a hulladékot és a selejteket. A Sandvik Coromant által biztosított szerszámok és felszerelések tökéletesen illeszkednek az üzletvitelünkhöz.”

Pontossági verseny

A DSM kapcsolata Sandvik Coromanttal 2012-ig nyúlik vissza. A sikeres projektek közé tartozik, hogy az ügyfél az alumínium motorblokkok gyártását házon belülre szervezhette. Ez lehetővé tette, hogy pontosabb és jobban teljesítő komponenseket állítson elő, amelyek győzelmet aratnak olyan eseményeken, mint a Gatornationals.

A DSM ezután segítséget kért a Sandvik Coromanttól azzal a céllal, hogy Osier által „teljes körű általános mérnöki műhelyet” alakíthassanak ki. Vagyis olyat, amely projekttermékeket képes felépíteni a kis speciális rögzítőelemektől és a megfelelő tömegű nitro motorblokkoktól kezdve a védelmi és repülőgépipari célú alumínium alkatrészekig. A gyors prototípus-készítéstől a tömeggyártásig.

„Ha bármiben külső partnerre támaszkodunk, felmerül a bizalom kérdése”

– mondja Osier.

„A Sandvik Coromant következetes termékekkel rendelkezik, amelyek kiváló minőségűek és tartósak. Mérnöki támogatást nyújt bármilyen projekthez.”

Brian Flores, a Sandvik Coromant egyesült államokbeli csatornavezetője egyetért:

„Többféle módon segítjük a DSM-et, a helyi értékesítési mérnökök támogatásától kezdve a DSM autóipari és folyamatfejlesztési szakértőinek segítéséig. Ez magában foglalja a szoros együttműködést a speciális programozói csoporttal olyan precíziós alkatrészek kifejlesztésében, mint a dugattyúfejek vagy a motorblokkok nehezen megmunkálható tömör alumíniumtömbökből.”

„Ezek a megmunkálási folyamatok nagyon összetettek”

– magyarázza Flores.

„A Sandvik Coromant szerszámait az Okuma America általunk használt esztergáiban és marógépeiben alkalmazzuk, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy a megmunkált alkatrészeket a szükséges minőségi előírásokhoz igazítsuk. Itt bizonyulnak kritikus fontosságúnak a strapabíróbb szerszámok.”

Ezeknél az alkalmazásoknál a DSM a CoroMill® 390 derékszögű sarokmaróhoz hasonló szerszámokat használ, amelyeket a sokoldalúságot szem előtt tartva terveztek különféle gyártási helyzetekhez. A nagy teljesítményű CoroMill® 390 lágyan forgácsoló lapkageometriái kis forgácsolóerőkkel jellemezhetők, és rezgésmentes, minden anyag esetén biztonságos megmunkálásokra lettek kifejlesztve.

Ezek a tulajdonságok különösen előnyösek az alumínium megmunkálásakor, amely hajlamos mozogni, ha agresszív, mély radiális fogásokat alkalmaznak nagy sebességgel – az anyag magas mechanikai feszültsége miatt. A Sandvik Coromant széles körben dolgozik a DSM CAD-tervezőivel.

„Ez valójában a minőségre és a részletekre való odafigyelésről szól, akár egy motorblokk tervrajzáról, akár egy repülőgépipari alkatrészről van szó,”

– mondja Osier.

„Ez biztosítja, hogy meg legyen az a mérnöki szakértelmünk, amely biztosítja a repülőgépipar számára szükséges minőséget. Ehhez megfelelő felszerelésre és szerszámokra is szükségünk van.”

A selejtek minimalizálása

Ezzel biztosított a minőség és a pontosság, de mi van a fenntarthatósággal? Az ISO 9001:2015 szabványnak való megfelelés érdekében a vállalatnak két fő területen kell bemutatnia képességeit. Először is azt a képességet, hogy folyamatosan olyan termékeket és szolgáltatásokat nyújt, amelyek megfelelnek az ügyfeleknek és az alkalmazandó törvényi és szabályozási követelményeknek.

A második az ügyfél-elégedettség növelése a rendszer alkalmazásával. A műhely szintjén ez eredendően kapcsolódik a DSM minőségirányítási rendszeréhez, de a fenntarthatósággal is egyenértékű.

Ehhez a DSM a nagy pontosságú munkára tervezett CoroMill® 790 marót is használja az ISO N-anyagokhoz. A CoroMill® 790 maró egy „szupereltávolító”, amelynek hatékony forgácseltávolítása szerves részét képezi a megmunkált termék minőségének.

„Olyan szerszámokat keresünk, amelyek következetes és megismételhető alkatrészeket állítanak elő, és minimalizálják a hulladékot és a ciklusidőt”

– magyarázza Osier.

„Tehát a fenntarthatóság terén az a legnagyobb dolog, hogy miként tudjuk maximalizálni a teljesítményünket és csökkenteni az anyaghulladékot az automatizált folyamatokban.”

„Ez igazi kihívás az alumínium versenymotorok gyártásakor”

– teszi hozzá Flores.

„Az eltávolított anyag mennyisége valóban elképesztő. Nagyon intenzív és specifikus programozási módszereket és pályákat igényel. Úgy gondolom, itt tűnik ki igazán a Sandvik Coromant, segítve a DSM-et abban, hogy megtalálja a legeredményesebb módszert ezen alkatrészeknek a megközelítéséhez.”

A DSM csúcstechnológiás műhelyként megérti, hogy a szerszámkopás túlmutat a szerszámokon, és hatékony felügyeletre van szükség a szerszámok legjobb felhasználása érdekében.

Ennek elérése érdekében a DSM a Sandvik Coromant CoroPlus® Machining Insights platformját használja, amely a vállalat CoroPlus csatlakoztathatósági szoftvercsomagjának kibővítése. A platform célja, hogy a gyártók jobban átláthassák a CNC-szerszámgépeket és a megmunkálási folyamatokat. Ezenkívül a műhely zökkenőmentesen integrálhatta a rendszert meglévő vállalati erőforrás-tervezési (ERP) rendszerébe.

„Képesek vagyunk nyomon követni a szerszámok teljesítményét, ami szintén fontos”

– mondta Osier.

„A szerszámok és a berendezések az automatizálásunkkal és technológiánkkal együtt dolgoznak.”

Előre vetett tekintet

Ez a csúcstechnológiás megközelítés nem csak a szerszámokra terjed ki, hanem az oktatásra is. 2016 óta a Sandvik Coromant 5000 négyzetméteres oktatási létesítményt működtet a DSM műhelyében, amely szimbolizálja a két vállalat kapcsolatát. A gyakornokok gyakorlati tapasztalatokat szereznek a modern megmunkálásról, szerszámokról és technikákról, a DSM pedig a Sandvik Coromant regionális ügyfeleit látja vendégül.

„Kiváló partnerség, és kölcsönösen előnyös mindkét vállalat számára – ideértve a repülőgépipari, az autóipari és a védelmi ipari terjeszkedést is”

– mondta el Osier.

„Emellett megismertette a nagy, 1. szintű ügyfeleinket a Sandvik Coromanttal, hogy ők első kézből tapasztalhassák meg a Sandvik Coromant termékek előnyeit és értékét.”

Osier becslései szerint a DSM gyártása nagyjából fele-fele arányban oszlik meg versenyzési kötelezettségei és általános precíziós mérnöki szerződései között. A gyártó a továbbiakban is erre épít, ideértve a 3D fémnyomtatókba történő beruházást is. Képzési és oktatási központját a versenyzésen és az autóiparon kívüli új iparágakkal is bővíteni kívánja. Ez magában foglalja képzési lehetőségeinek adaptálását a COVID-19-hez, valamint a Webex-konferenciák vagy -videók lehetőségeinek feltárását.

„Mindig új módszereket keresünk ügyfeleink és szponzoraink kielégítésére”

– mondja Osier.

„Az ISO 9001:2015 akkreditáció valóban ajtókat nyitott meg előttünk, de nem állunk meg itt, és megszerezzük az AS9100 szabványosított minőségirányítási rendszert a repülőgépipari terjeszkedéshez. Ez nagymértékben az ISO 9001:2015 kiterjesztése a fenntarthatóság szempontjából, és ezt a Sandvik Coromant folyamatos támogatása teszi lehetővé.”

„A Sandvik Coromant következetes, piacvezető termékekkel rendelkezik, és mérnöki támogatást kínál, hogy bármilyen projektet kivitelezhessünk”

– mondja Osier.

„A precizitás és a minőség kritikus fontosságú mindenben, amit csinálunk, és a Sandvik Coromant szerszámait arra használjuk, hogy kielégítsük ezeket a precíziós igényeket, mind a motorsportok területén, mind a többi iparágban, ahol dolgozunk”

– magyarázza Osier.

„Kiváló minőségű és hosszú éltartamú szerszámaik és támogatásuk fenntarthatóságot jelentenek számunkra. Enélkül nem tudnánk eleget tenni az ügyfelekkel szembeni kötelezettségeinknek.”

Az autóversenyzés öt perccel a második autó megépítése után kezdődhetett. De a folyamatos vállalkozói érzékkel, az ISO 9001:2005 megszerzésével és a Sandvik Coromant szerszámozási megoldásaival úgy tűnik, hogy a DSM az elkövetkező években is folytatja az élvonalbeli versenyzést számos iparágban.

The post Győzelem, több szempontból – esettanulmány appeared first on Műszaki Magazin.

Boldog Zoltán a PI-METÁL Fémipari Kft. tulajdonosa.

Két fő tevékenységünket a szerkezetlakatos, és a CNC lemezmegmunkálási területet a vevői igények is szegmentálják, így dolgozunk az építőipar kis, közép és nagy szereplőinek, ugyanakkor a gépipar, élelmiszeripar számos területére is.

Szerkezeti munkáink a gépvázaktól a csarnok építésig terjednek méreteiben, ugyanakkor finom rozsdamentes, alumínium és acél termékeket is gyártunk. A szerkezeteket felület kezelve és festve adjuk át, volumenben az egyeditől a közép sorozatokig, a finommegmunkálástól a több tonnás szerkezetekig valósítunk meg igényeket, részegységeket és végtermékeket egyaránt. Saját gépeinkkel tudjuk a csarnok vázszerkezeteket felállítani, azokat panelozni, szegő lemezelni, és minden elemét le tudjuk a fémszerkezetnek, burkolatnak gyártani, de nem vagyunk klasszikus értelemben vett építőipari cég, azaz munkáink a fémszerkezet építésre koncentrálnak. Gyakorlatunk van csarnok vázszerkezetek, alumínium kupolák, rozsdamentes konyhai berendezések, gépvázak, lámpaoszlopok, liftaknák, aknafedelek, korlátok kivitelezésében, mindemögött rugalmas és hatékony gyártókapacitásunkat érzékelteti, hogy a régióban valószínűleg mi rendelkezünk a legnagyobb keresztmetszetet átvágni képes fűrésszel, de található nálunk szinte ékszeripari finomságú rajzolatokat gravírozni képes kis fiber lézer gravírozó gép is. Munkáink volumenükben is változatosak, gyártunk kis sorozatú vagy egyedi gyártású precíziós elemeket, pl. alumínium szerkezeteket is, de nagy darabszámban állítunk elő hintaállványokat, vagy épp ipari légkondicionáló berendezés propellereit is.

Fenti tevékenységek sokszínűségét gépparkunk teszi lehetővé. Szinte valamennyi lemezmegmunkálási technológiával rendelkezünk széles mérettartományok mellett. Cégünket nyolc főből álló tervezői csapat és kiváló minőségű CNC vezérlésű gépek teszik alkalmassá arra, hogy a legkülönfélébb igényekkel érkező ügyfeleket is ki tudjuk szolgálni. 3Kw-os fiber lézerrel, vízzel, CNC lyukasztópréssel, CNC lemezollóval szénacél, rozsdamenetes, alumínium lemezeket vágunk 1-70 mm vastagságig, 4000 mm hosszig, majd ezeket szintén CNC gépekkel hajlítjuk (80 – 320 tonnás paraméterek között), hengerítjük, íveljük, pemeljük, csaphegesztjük, ponthegesztjük, illetve kiváló német MIG-MAG hegesztőinkkel kész termékké, komplex szerkezetekké állítjuk össze.

Több lábon állás

Ahogy a tevékenységünk szét van választva lemezmegmunkálásra és szerkezetlakatos munkákra, úgy a piacaink is sok részből tevődnek össze. Ez mindenképpen szükséges a több lábon állásához. Elsősorban az építőipar, a gépipar, az élelmiszer és a könnyűipar szereplői a partereink, de dolgoztunk már a bányaipar számára, és energetikai cégek más szereplőinek is. Például plazmavágó gépvázat ugyanúgy gyártunk, mint babahinta vázat, rozsdamentes uszodai játékokat élményfürdőkbe, vagy légtechnikai rendszerbe propellereket.

Az elmúlt időszakot nézve –teszi hozzá Boldog Zoltán- április közepéig három műszakban mentek CNC gépeink, de a járvány miatt leesett a termelésünk egy műszakra a lemezmegmunkálás vonalon. Ezzel párhuzamosan tudatosan erősítettük a szerkezetlakatos vonalat, ahol nagy beruházóknak dolgozunk, ami stabilitást adott a cégnek azokra a hónapokra is, amelyek a gépipar, autóipar számára nehezek voltak. Épp ezért fontos a több lábon állás. Az építőipar még fut, 2021 végéig látunk egy jó hullámot, ezen igyekszünk rajta lenni. Lemezmegmunkálási területen augusztus közepére visszajöttünk két műszakra, és épp most állunk vissza három műszakra. A koronavírusnak tehát ugyan volt hatása ránk is, de rugalmasan átszerveztük kapacitásunkat, senkit nem küldtünk el, és éves árbevételünk 25-30%-kal idén is nőni fog.

A közeljövőben tovább bővülünk, a most meglévő 1400m2-es csarnokok mellé új 2000m2-es csarnok, gyártóhely kapacitás épül. Az új csarnokoknak köszönhetően a teljes gyártási folyamatot átalakítjuk, valamint új raktárat is kialakítunk. A termelési folyamatok optimalizálásához tervezzük valamennyi CNC gépünket egy helyre tenni, ami két szempontból fontos. Egyrészt a jelenlegi 70 tonna/hónap feldolgozási kapacitásainkat a fejlesztések eredményeként megduplázzuk, és ennek folyamatmenedzsment oldalát, a rendezett termelés feltételeit így tudjuk megteremteni. Másrészt felszabadul jelentős felület a szerkezetlakatos feladatok számára, még jobban el tudjuk különíteni a szénacél, a rozsdamentes és az alumínium szerkezetek gyártását, illetve a műanyag lemez megmunkálást. Mi bérmunkával foglalkozunk, hogy sikeresek legyünk, jó minőséggel, jó árral, gyorsan kell dolgoznunk, ehhez kell egy megfelelő alapanyagkészlet. A csarnokbővítés, és a kapacitásnövekedés igényt teremt a növekvő alapanyag és késztermék tárolásra, ezt korszerű, felfelé építkező raktárban képzeljük.

 „A több lábon állás a jó üzleti modell jelenleg, akár több iparágban is képviselni kell egyszerre magunkat.” – Boldog Zoltán, PI-METÁL Kft.

Saját gyártás majd bérgyártás

A PI-METÁL Kft. 1999-ben kezdte működését. 2007-ben vásároltam meg, működő nyomdaként, és oly módon fejlesztettem, hogy nem csak nyomatokat, hanem kiállítási eszközöket és üzletberendezéseket is gyártottunk. A nyomdával párhuzamosan, a több lábon állás jegyében, két különálló cég formájában kiállítástechnikai és egy LED-fal technikai céget is felépítettem. Szép munkákat valósítottunk meg, pl. a veszprémi és a győri kézilabda csarnok ledfalainak kivitelezését, de a Groupama Aréna első meccsén is mi üzemeltettük a LED-falakat.

E cégeknek volt egy fémes igénye, tartószerkezeteket kellett a nyomatok, ledek, kiállítási falak mögé tenni. Adódott a lehetőség, hogy elkezdtünk mi magunk fémszerkezeteket gyártani a nyomdatechnika, a kiállítástechnika és a LED-falak számára. Ezzel kezdődött és mára fő pillérré vált a fémszerkezetek készítése számunkra.

A jövő a technológiai fejlődés számunkra, új csarnokainkba már robotokat tervezünk, első lépcsőben a hegesztés területén kollaboratív, emberrel együttműködő robotok beszerzését tervezzük folyamataink automatizálásához, majd CNC gépeinket adagolórendszerrel fogjuk társítani.

Kiállítástechnikai cégként sokszor kellett követ, műanyagot, fát, üveget, vágni, ezért az első nagygépünk az OMAX első generációs vízvágója volt. A mi komplex igényeinket a vizesvágó tudta akkor a legjobban kiszolgálni, és ma is számos megrendelést az OMAX vízvágóval teljesítünk. Míg korábban a saját reklámipari tevékenységből kezdtünk el fejlődni, egyre inkább kezdtünk kilépni a saját termelésből az ipari bérmunkák felé. A vízvágó nagyon jó speciális anyagokra, például olyan fémekre, amelyeket hőhatás nem érhet (edzett és ötvözött anyagok), vagy nem szerencsés hogy ér, pl. alumínium, ugyanakkor gyakorlatilag bármilyen anyag vágható vele.

A vízsugaras vágásról

A vízvágás során a levágott él minősége nagyon jó és általában nem igényel további simító, sorjázó megmunkálást. A vízsugaras vágás technológiai folyamata: a direkt hajtású nagynyomású pumpa által előállított ~3450 bar nyomású víz a vágófejben egy kis átmérőjű fúvókán áthaladva rendkívül nagy sebességű vízsugárrá alakul. A vízsugárba kevert abrazív homok koptató hatása által történik a vágás. A vízsugaras megmunkálás hideg eljárás, ami nem görbíti el, edzi vagy terheli (a hőtágulás által) az anyagot a vágás során. Mivel nincsenek hő által deformálódott területek vagy vágási karcolások, a vízsugárral vágott anyagok pontosan illeszthetők egy munkadarabra.

Az OMAX Maxiem Waterjet 2040 vízsugaras vágóval tiszta, pontos vágás érhető el akár márványlapoknál is.

Lamitec kapcsolat

A Lamitec Kft.-vel és a cégcsoporton belüli korábbi márkakereskedővel, a Ge-Co Kft.-vel kiváló, baráti a viszonyunk, és a közeljövőben tervezzük új OMAX vízvágó beszerzését, egy újabb technológiát, amelynek már „3D-s feje” van. Az 5 tengelyes megmunkálásnak jelentős szerepe van nagy keresztmetszetű anyagok vágásánál, ahol megfigyelhető az úgynevezett szoknyásodás, amikor a függőleges vágás a vágandó anyagban kissé oldalra kitér, ez a 3D-s fejjel tökéletesen kiküszöbölhető. Másik nagy előny, hogy az új géppel akár 120mm vastagságban, tetszőleges letöréssel, akár egyenes vonalon, akár ívek mentén tudunk vágni. Ez a régión belül egyedi kapacitás lesz, és tágabb földrajzi környezetben is meg tudunk jelenni összetett szolgáltatásainkkal.

Omax Maxiem Waterjet 2040 vízsugaras vágó

Omax Maxiem Waterjet 2040 vízsugaras vágó, munkaméret: 4000×2000 mm, mérettűrés: ±0,025 mm.

Vízsugárral vágható anyagok

•  Fém (szénacél, rozsdamentes, inox nikkel, réz, alumínium, Alloy, Hardox stb.)
•  Kerámia (karbidok, timföldkerámiák)
•  Kompozit (FRP, szénszálas laminátum,, stb)
•  Üveg (boroszilikát, kvarcüveg)
•  Műanyag, gumi, hab
•  Kő (márvány, gránit, mészkő, pala, stb.)

www.lamitec.hu, www.pi-metal.com

The post Önállóság és több lábon állás appeared first on Műszaki Magazin.

Napjainkban a villamosenergia minőségének kérdése egyre hangsúlyosabbá válik. A minőségi mutatók közül kiemelt figyelmet érdemelnek a felharmonikusok. A fogyasztói struktúra átalakulásával egyre több olyan berendezés kapcsolódik a villamos hálózatokra, melyek úgynevezett nemlineáris fogyasztóknak tekinthetők. Ezen eszközök közös jellemzője, hogy nem tisztán 50Hz-es szinuszos áramot vesznek fel a hálózatból. Ennek következtében visszahatnak a táphálózat feszültségére, eltorzítva annak jelalakját. A felharmonikusok által okozott problémákat hamar felismerték, több megközelítés is létezik az általuk okozott hatások mérséklésére. A felharmonikusok szűrésének módszereit két nagy csoportra szokás osztani: passzív és aktív szűrés. A következőkben ez utóbbival szeretnénk foglalkozni, néhány esettanulmány segítségével bemutatva a lehetséges alkalmazási területek sokféleségét.

Kulcsszavak: felharmonikusok, felharmonikus szűrés, aktív felharmonikus szűrők

1 Bevezetés

A minőségi villamosenergia ellátás a problémát végletekig leegyszerűsítve a fogyasztók folyamatos ellátását jelenti névleges 50 Hz-es frekvenciájú, névleges effektív értékű és tisztán szinuszos jelalakú feszültséggel. Az ettől való bármilyen eltérés az ellátás csökkent minőségét eredményezi. Az egyik legfontosabb energiaminőségi jellemző napjainkban a feszültség (illetve az áram) felharmonikus tartalma, azaz az ideális szinuszos jelalaktól való eltérése.

A kisferekvenciás, vezetett zavarjelenségek közé sorolható felharmonikusok forrásai elsődlegesen az úgynevezett nemlineáris fogyasztók (bár a napjainkban rohamosan terjedő, a hálózatra valamilyen inverteren keresztül csatlakozó egységek a termelési oldalon is megjelenítik a nemlineáris jelleget). A fogyasztók egy része a szinuszos hálózati feszültségre kapcsolva azzal megegyező jelalakú áramot vesz fel. Ők a lineáris fogyasztók. A fogyasztók másik része azonban a szinuszos hálózati feszültségtől eltérő áramfelvétellel jellemezhető (1. ábra).

A nemlineáris fogyasztók áramát a frekvenciatartományban megvizsgálva (melybe időtartományból a Fourier transzformáció segítségével juthatunk) láthatjuk, hogy abban nemcsak a hálózati alapharmonikusnak megfelelő frekvencián, hanem annak az egész számú többszörösein is megfigyelhetünk összetevőket.

1. ábra: Lineáris (balra) és nemlineáris (nemlineáris) fogyasztók összehasonlítása jelalakok alapján [1]

Az adott felharmonikus frekvenciájának meghatározására használt jellemző a rendszám, mely megmutatja, hogy az adott frekvencia hányszorosa az alapharmonikus értéknek. A jelek felharmonikus tartalmának leírására többféle mérőszámot alkalmaznak a szakirodalomban. Ezek közül talán a két legelterjedtebb az egyedi (1) és a teljes felharmonikus torzítás (2) mutatója. Előbbi megmutatja az adott h rendszámon megfigyelhető komponensnek az arányát az alapharmonikushoz képest, míg utóbbi a jel eredő felharmonikus tartalmát viszonyítja az alapharmonikushoz. A két mutatószám analóg módon határozható meg feszültségre és áramra egyaránt.

Az áram teljes harmonikus torzításának értékét gyakran adják meg viszonyszám helyett Amper dimenzióban, vagy alkalmaznak eltérő viszonyítási alapot, mint például egy berendezés (például transzformátor) névleges árama, vagy egy fogyasztó legnagyobb áramfelvétele (hasonlóan az IEEE519 szabvány által definiált TDD-hez).

A magas felharmonikus tartalomnak számos negatív hatása is lehet, mint például a transzformátorok és forgógépek túlmelegedése, nullavezetők túlterhelődése, fázisjavító kondenzátorok meghibásodása, stb. A felharmonikusok által okozott problémák könnyen vezethetnek akár a termelési költségek növekedéséhez, vagy szélsőséges esetben a termelés volumenének vagy minőségének csökkenéséhez is.

A felharmonikusok által okozott problémákat korán felismerték. Ennek megfelelően számos szabvány foglalkozik a felharmonikusok megengedhető szintjével. Ezek egy része a nemlineáris fogyasztókra, mint berendezésekre vonatkozó kibocsájtási norma. Ilyen például az IEC 61000-3-2, mely a 16 A alatti kisfeszültségű berendezések harmonikus áramaival foglalkozik, vagy az IEC 61000-3-12 mely a 16-75 A tartományt szabályozza. Másik oldalról közelítik meg a problémát azok a szabványok, melyek a hálózaton szolgáltatott villamosenergia minőségével szembeni elvárásokat fogalmaznak meg. Ilyen például a hazánkban is érvényes MSZ EN 50160, mely a kis- és középfeszültségű elosztóhálózatokon szolgáltatott villamosenergia minőségi követelményeivel foglalkozik. A szabvány a felharmonikusok tekintetében előírásokat tesz a hálózati csatlakozási ponton mérhető teljes felharmonikus torzítás értékére vonatkozóan, valamint az egyedi feszültség felharmonikusok tekintetében is a 25-ös rendszámig. A fogyasztók áramfelvételével kapcsolatban azonban nem definiál határértékeket. Nemzetközi viszonylatban gyakran találkozhatunk az IEEE 519 jelzésű szabvánnyal is, mely kissé más megközelítést alkalmaz. A feszültségre vonatkozó határértékek mellett megkötéseket tesz a fogyasztók által a hálózatba táplált harmonikus áramra vonatkozóan is. Ezen felül gyakran kerül említésre a G5/4 műszaki előírás is. A leírás azonban messze nem teljes, számos további szabványt, előírást lehet említeni a harmonikus kibocsájtási és kompatibilitási szintekkel kapcsolatban.

2 Felharmonikus szűrés, aktív felharmonikus szűrők

A felharmonikusok szintjének csökkentésére több megoldás létezik. Ezek közé sorolható például magasabb ütemszámú egyenirányítók alkalmazása, megfelelően választott kapcsolási csoportú transzformátorok használata, a hálózat megerősítése, stb. A legáltalánosabban alkalmazott megoldások azonban a különböző felharmonikus szűrők. Ezeket a berendezéseket két fő csoportra szokás osztani: passzív és aktív szűrők. Előbbi csoportba olyan eszközök tartoznak melyek passzív elemek (kapacitások, induktivitások és ellenállások) célszerű kapcsolásával valósítják meg a szűrés feladatát. Utóbbiak teljesítményelektronikai eszközök segítségével látják el feladatukat. A szakirodalomban emellett találhatunk hivatkozásokat hibrid kialakítású szűrőkre is.

Leegyszerűsítve a problémát, a passzív szűrők lényegében a szűrendő harmonikusokra hangolt rezgőkörök. Alkalmazásuk gondos tervezést igényel, a hálózat és a fogyasztók jellemzőinek beható ismerete szükséges hozzá. A tervezés során figyelembe kell venni, hogy a szűrő könnyen túlterhelődhet a szennyezett háttérfeszültség következtében, valamint többlet harmonikus terhelés hatására. Bizonyos esetekben problémás lehet a magasabb frekvenciák, valamint a dinamikusan változó fogyasztók szűrése. Több frekvencia egyidejű szűrése esetén emellett a szűrők kapcsolási sorrendjére is ügyelni kell.

Az aktív szűrők egyre inkább a figyelem középpontjába kerültek a frekvenciaváltós hajtások mind széleskörűbb elterjedésével, valamint az energiaszolgáltatók valamint a fogyasztók által az energiaminőségre szentelt figyelem növekedésével. Az aktív szűrés gondolata nem újkeletű.

Az elméleti alapokat már az 1970-es években lefektették. A terület kutatása igazán a 90-es években vett lendületet, amikor a kereskedelmi forgalomban is megjelent számos ilyen berendezés [1].

Felépítésüket tekintve soros és sönt kialakítású aktív szűrőkről beszélhetünk. A soros kialakítás esetében a szűrő speciális transzformátoron keresztül kapcsolódik a hálózathoz, feszültségforrásként funkcionál. Előnyeként tartják számon azt a képességét, hogy a feszültség felharmonikus tartalmát közvetlenül is képes befolyásolni, valamint a feszültségesések hatásait is képes kompenzálni. Hátránya a speciális, bonyolult kialakításából fakadó magas költségekben rejlik. Emellett nehezen illeszthető meglévő hálózati struktúrákba, retrofit alkalmazásokba, nehezen skálázható. A piacon kaphat szűrők szinte kizárólag sönt kialakításúak, így a soros kialakítás csupán elméleti jelentőséggel bír [1][2].

A sönt kialakítású szűrők vitathatatlan előnye a könnyű alkalmazhatóságuk. Könnyedén illeszthetők a meglévő hálózati infrastruktúrába, valamint párhuzamos jellegük miatt egyszerűen bővíthetők. Működésükhöz megfelelőek a hagyományos áramváltók. A sönt kialakítású szűrők harmonikus áramforrásként működnek. A feszültséget csak indirekt módon, a felharmonikus áramok kiszűrésével képesek befolyásolni.

2. ábra: Soros kialakítású aktív szűrő [3]

A szűrendő hálózat típusát valamint a szűrő kialakítását tekintve a napjainkban a piacon elérhető, háromfázisú hálózatra szánt típusok két csoportba sorolhatók: 3 és 4 vezetékes kialakítás. Előbbi lényegében olyan ipari fogyasztók szűrését képes megvalósítani, ahol nincs nullavezető. A 4 vezetékes kialakítás ezzel szemben képes a zérus sorrendű harmonikusok szűrésére is, ezáltal a nullavezetőben folyó áramra is hatással van [1][2].

A szűrők mindegyike impulzusszélesség modulációs eljárással állítja elő a kívánt jelalakot. A bennük lévő teljesítményelektronika típustól függően rendszerint 2 szintű vagy 3 szintű NPC invertereket tartalmaz. Utóbbi kialakítás kedvezőbb veszteségi viszonyokat, valamint kimeneti jelalakot is eredményez a szűrők esetében [1][2].

3. ábra: Sönt kialakítású aktív felharmonikus szűrő és működési elve [3]

A jelenlegi trendeknek megfelelően egyre több gyártó alakít ki moduláris rendszerű szűrőket, melyek rendkívül egyszerűvé teszik az adott alkalmazás igényeihez való illesztést, valamint az esetleges jövőbeni bővítést [1]. A jelenlegi kapható szűrők a páros- és páratlan rendszámú felharmonikusok szűrésére egyaránt alkalmasak. A szűrők ISZM modulációs frekvenciája nagyjából a 10-20 kHz tartományba esik, előfordulnak ettől eltérő értékek is. A modern berendezések válasz-ideje közelítőleg 100 µs. A szűrők alkalmazása során tekintettel kell lenni a berendezés veszteségeire, valamint a működéssel járó zajra is.

A gyártók a berendezéseik szűrési képességét rendszerint a névleges árammal adják meg. Az adott applikáció esetében szükséges szűrési képesség meghatározása ennek megfelelően az igényelt eredő szűrőáram megadásával történhet [5]. Ennek megállapítása során figyelembe kell venni az összes szűrendő felharmonikust, valamint minden egyéb feladat áram-igényét, például az alapharmonikus meddő áramot is.

Mindez előre vetíti, hogy az aktív szűrők kiválasztása kevésbé időigényes, odafigyelést igénylő folyamat, mint a passzív felharmonikus szűrők méretezése. A berendezések működését nem befolyásolja a szennyezett háttérfeszültség, nem terhelik túl a hálózaton jelen lévő felharmonikusok. Talán ez az egyik oka, hogy az ilyen kialakítású aktív szűrőkre sokan „konyhakész” megoldásként tekintenek, melyek gondolkozás nélkül alkalmazhatók minden esetben.

A helyzet azonban ennél árnyaltabb, a szűrők kiválasztása során nem lehet teljesen figyelmen kívül hagyni a hálózatot, illetve a beépítendő szűrőnek arra gyakorolt hatását [2]. A szűrők működésének hatására például rendszerint megemelkedik a nemlineáris terhelések által létrehozott harmonikus áramok nagysága, melyet figyelembe kell venni a méretezés során. Emellett a szűrő működését befolyásolhatják a feszültségben megjelenő tranziens zavarok is, illetve a terhelés dinamikus változásai.

3 Aktív felharmonikus szűrők gyakorlati alkalmazási lehetőségei

A következőkben az aktív felharmonikus szűrők néhány alkalmazási lehetőségét szeretnénk bemutatni, esettanulmány jelleggel.

Az esetek mindegyikében, bár eltérő teljesítménnyel, ugyanaz az aktív felharmonikus szűrő típus került beépítésre: a Schaffner által gyártott EcoSine Active Sync típus. Ezek a szűrők, a mai trendeknek megfelelően moduláris kialakításúak. Egy szűrő modul 60 A kompenzáló áram előállítására képes és gyakorlatilag tetszőleges számú modul párhuzamos alkalmazása lehetséges. A berendezés egészen az 50-es rendszámig képes a felharmonikusok szűrésére, beleértve a páros rendszámokat is. A berendezés 100 µs alatti reakció ideje alkalmassá teszi dinamikus kompenzációs feladatok elvégzésére is. z teljesítményelektronika tekintetében 3 szintű NPC topológiát alkalmaznak az optimális működés és az alacsonyabb veszteségek elérésének érdekében.

Az alkalmazott modulok mindegyike kivétel nélkül 4 vezetékes kialakítású, képes a zérus sorrendű áramok szűrésére is.

3.1 Felharmonikus szűrés – Élelmiszeripari üzem

Bár az aktív felharmonikus szűrők kialakításukból fakadóan számos feladat ellátására képesek, akár egyidejűleg is, elsősorban az áram felharmonikus tartalmának csökkentésére lettek kifejlesztve. Erre a célra került alkalmazásra egy aktív felharmonikus szűrő berendezés egy magyarországi, élelmiszeripari üzemben.

A vizsgált létesítmény a középfeszültségű hálózatra csatlakozik. A kisfeszültségű fogyasztókat ellátó egyik transzformátor (2000 kVA, 6%) esetében az üzemeltetés során kimagasló felharmonikus tartalom került rögzítésre a transzformátor által ellátott kisfeszültségű elosztóban. A transzformátor elsősorban a gyártástechnológiához illetve gépészethez tartozó berendezéseket látja el energiával. Ezek között túlnyomó többségben vannak a frekvenciaváltós villamos hajtások.

Az előzetes mérések során 12-15% közötti feszültség felharmonikus torzítás értékek is regisztrálásra kerültek. Külön problémát okozott emellett, elsősorban a nyári időszakban, a meglehetősen nagy arányban kiterhelt transzformátor jelentős melegedése mely a megfelelő védelmek többszöri kioldását is eredményezte.

A felharmonikus szűrő berendezés beépítésének elsődleges célja a fogyasztók áramának felharmonikus tartalmának a csökkentése volt, elsősorban az alacsonyabb rendszámokon (legjelentősebb komponensek az 5-ös és 7-es rendszámok esetében voltak megfigyelhetők, az előzetes várakozásoknak megfelelően). Ennek következtében várható volt a feszültség felharmonikus torzításának jelentős csökkenése is. További pozitív hatása a központilag elhelyezett szűrésnek a transzformátor felé folyó harmonikus áramok csökkenése, mely némileg hozzájárul a transzformátor melegedésének mérsékléséhez is: a transzformátorok melegedését ugyanis a felharmonikus áramok jelentősen befolyásolhatják, frekvenciától függő mértékben.

A létesítmény fogyasztói jó közelítéssel szimmetrikus, 3 fázisú berendezések, így terhelés szimmetrizálás itt nem került szóba.

A meddőteljesítmény kompenzálásának feladatát egy hagyományos, mágneskapcsolók segítségével működő automatikus fázisjavító berendezés látja el. A berendezés fojtózott kivitelű, 14%-os fojtási tényezővel került kialakításra. Ennek megfelelően az aktív szűrővel párhuzamosan való alkalmazása nem jelent komolyabb problémát.

Az elosztóban előtte is üzemelt egy aktív felharmonikus szűrő berendezés, ennek kompenzálási képessége azonban kevésnek bizonyult a tényleges igényekhez képest. Az átalakítás során ez a berendezés egy célszerűen kiválasztott leágazásra került kihelyezésre. Az fogyasztók kompenzálására beépítésre került egy összesen 420 A szűrési képességű berendezés.

A harmonikus szűrés eredményeit az 2. Táblázat foglalja össze. Az eredményeken szembetűnő az áram és a feszültség harmonikus tartalmának csökkenése. A csökkent harmonikus tartalom a transzformátor áramának effektív értékében is tetten érhető (1. Táblázat). A szűrés előtt és után rögzített spektrumokat a 6. ábra és a 9. ábra hasonlítja össze feszültségben, illetve áramban.

1. Táblázat: Transzformátor áramai – Élelmiszeripari létesítmény

2. Táblázat: Teljes harmonikus torzítások – Élelmiszeripari létesítmény

4. ábra: Feszültség jelalakok az aktív szűrő üzembehelyezése előtt – Élelmiszeripari üzem

5. ábra: Áram jelalakok az aktív szűrő üzembehelyezése előtt – Élelmiszeripari üzem

6. ábra: L1 fázis feszültségének spektruma ki- és bekapcsolt szűrő mellett – Élelmiszeripari üzem

7. ábra: Feszültség jelalakok az aktív szűrő üzembehelyezését követően– Élelmiszeripari üzem

8. ábra: Áram jelalakok az aktív szűrő üzembehelyezését követően– Élelmiszeripari üzem

9. ábra: L1 fázis áramának spektruma ki- és bekapcsolt szűrő mellett – Élelmiszeripari üzem

3.2 Meddőteljesítmény kompenzálás – Logisztikai központ

A meddőteljesítmény kompenzálás tradicionálisan a fogyasztók által a hálózatból felvett induktív jellegű meddőteljesítmény ellensúlyozását jelentette. Napjainkban azonban egyre többször lehet találkozni olyan létesítményekkel, ahol a korszerű, energiatakarékos fogyasztók eredőben kapacitív meddőteljesítmény felvételt eredményeznek. Ennek a meddő teljesítmények a kompenzálására a hagyományos kialakítású fázisjavító berendezések nem képesek.

Egy logisztikai központ esetében az üzemeltetők azt tapasztalták, hogy a létesítmény (beleértve a világítástechnikai, irodatechnikai, épületgépészeti fogyasztókat éppúgy, mint a terhelés döntő hányadát képező szállítórendszereket működtető hajtásokat) jelentős kapacitív meddő teljesítményt vesz fel a hálózatból.

Figyelembe véve az áramokban megfigyelt jelentős felharmonikus tartalmat, valamint a fogyasztás változásának dinamikáját az a döntés született, hogy egy aktív felharmonikus szűrő kerüljön beépítésre, mint meddőkompenzáló berendezés.

A létesítmény főelosztójában telepítésre került egy ilyen eszköz, mely összesen 300 A kompenzáló áram előállítására képes. A létesítmény kisfeszültségen kapja az energiát. A betáplálási megszakító beállított áramértéke 800 A.

A telepített felharmonikus szűrő az elosztóban eredetileg elhelyezett hagyományos kialakítású fázisjavító berendezés helyére került beépítésre. Ennek áramváltója nem volt megfelelő a szűrő számára, így új, rogowski tekercses eszközök kerültek utólagosan beépítésre, az elosztó átalakítása nélkül.

A szűrő fő feladata az alapharmonikus meddő teljesítmény kompenzálása. A telepített berendezésen egyelőre csupán ez a funkció került aktiválásra. A berendezés a beállításainak megfelelően a létesítmény eredő meddőteljesítmény felvételét úgy szabályozza, hogy az egy megadott teljesítménytényező tartományban legyen. Ezek a célértékek induktív 0,98-0,99 voltak. A meddőteljesítmény kompenzálással elért eredményeket a 10. ábra és 11. ábra szemléltetik. Az első ábra a kompenzálás nélküli esetet mutatja, melyen jól látható a kapacitív (negatív) meddő teljesítmény. A teljesítménytényező átlagos értéke a bemutatott időszakban 0,71 volt. A kompenzálás üzembehelyezését követő állapotot bemutató ábrán a meddő teljesítmény végig induktív jellegű (pozitív), az alapharmonikus teljesítménytényező értéke átlagosan 0.995 volt.

Az imént ismertetett megoldás iskolapéldája lehetne az aktív felharmonikus szűrők retrofit jellegű alkalmazásának.

10. ábra: Alapharmonikus hatásos és meddő teljesítmények a kompenzálás beüzemelése előtt – Logisztikai központ

11. ábra: Alapharmonikus hatásos és meddő teljesítmények a kompenzálás beüzemelését követően – Logisztikai központ

3.3  „Teljesítmény formálás” – Textilipari gyártócsarnok

Mint az a korábbi szakaszokban említésre került, az aktív felharmonikus szűrők számos funkció ellátására képesek, egy eszköz segítségével. A következő példában egy komplex alkalmazás kerül bemutatásra.

Egy textil ipari létesítmény esetében a karbantartó személyzet észlelte, hogy az egyik al-elosztóról ellátott gépek esetében kimagaslóan magas az üzemzavarok, meghibásodások aránya. Előzetes vizsgálatok alapján a zavarok egyik lehetséges okát a magas felharmonikus tartalomban jelölték meg. Ennek következtében úgy döntöttek, hogy kísérleti jelleggel egy aktív felharmonikus szűrőt telepítenek a kérdéses elosztóba.

Csupán egyetlen modul – 60 A – került telepítésre, azonban az érintett fogyasztók relatíve kis teljesítménye miatt jelentős kihasználatlan kapacitás maradt elérhető a szűrőben. Ezt a rendelkezésre álló többletet a meddőteljesítmény kompenzálására, valamint a terhelés szimmetrizálására is fel lehetett használni. Az érintett fogyasztók túlnyomó része ugyanis egyfázisú, ezért jelentős aszimmetria volt megfigyelhető az áramfelvételben. Mindez együtt járt a nullavezetőben megjelenő viszonylag nagy árammal.

Az eredményeken jól látszik a felharmonikus tartalom mérséklődése mellett a nullavezető áramának nagyarányú csökkenése is. Ez részben a zérus sorrendű harmonikusok kiszűrésének, nagyobbrészt viszont a terhelés szimmetrizálási funkció működésének tudható be.

3. Táblázat: Teljes harmonikus torzítás a három fázisfeszültségben és fázisáramban – Textilipari létesítmény

4. Táblázat: Terhelés-szimmetrizálás hatása – Textilipari üzem

12. ábra: Áram jelalakok szűrés nélkül – Textilipari létesítmény (I4 a nullavezető árama)

13. ábra: Áram jelalakok a szűrő bekapcsolása után – Textilipari létesítmény (I4 a nullavezető árama)

4 Összefoglalás

A villamos energia műszaki minősége, azon belül is a felharmonikusok értéke egyre nagyobb figyelmet kap napjainkban. A felharmonikusok csökkentésének korszerű módja az aktív felharmonikus szűrő berendezések alkalmazása. Ezek az eszközök azonban felépítésüknél fogva egyidejűleg több funkció elvégzésére is képesek, így a felharmonikus szűrés helyett egy komplex, „teljesítmény formálási” feladatot ellátva.

Az előző szakaszban az aktív felharmonikus szűrők alapvető tulajdonságainak áttekintését követően néhány esettanulmány bemutatásával próbáltuk illusztrálni ezen eszközök alkalmazási lehetőségeinek sokféleségét. A bemutatott esetek rávilágítottak ezen eszközök alkalmazhatóságára felharmonikus szűrés, meddőteljesítmény kompenzálás, valamint terhelés szimmetrizálás céljára egyaránt.

Kiss József, KRL Kontrol Kft.
www.krl.hu

The post Aktív felharmonikus szűrők alkalmazásának lehetőségei appeared first on Műszaki Magazin.