Efficienza energetica secondo la classe IE5+: Motore sincrono a magneti permanenti compatto che amplia l'intervallo di regolazione e riduce il costo totale di propriet�

LEWA ecodos LED3 con PMSM (Fonte: LEWA GmbH) / LEWA ecodos LED3 con PMSM (Fonte: LEWA GmbH)

I PMSM recentemente inseriti nel portafoglio si distinguono, tra l’altro, per un intervallo di regolazione di 1:200, consentendo di coprire un più ampio spettro di applicazioni con lo stesso motore o pompa. (Fonte: LEWA GmbH)

Il PMSM presenta inoltre una coppia costante, cioè tutta la coppia può essere richiamata a 0 giri/min. Ciò garantisce un avvio del sistema particolarmente dolce e delicato, poiché ogni processo può essere avviato con una portata del 1 percento invece del solito 10 percento. (Esempio: dosaggio di acidi grassi omega 3 nella produzione di alimenti per bambini) (Fonte: Adobe Stock)

Il momento costante del PMSM consente, a differenza dell'ASM rappresentato, un funzionamento continuo a basse velocità. Una sovradimensione per la coppia di avviamento necessaria alla pompa è diventata superflua grazie alla elevata capacità di sovraccarico del PMSM. (Fonte: LEWA GmbH)

A differenza degli ASM mostrati, il momento torcente costante del PMSM consente un funzionamento continuo a basse velocità. È diventato inutile sovradimensionare per il momento torcente di avviamento della pompa richiesto grazie alla elevata capacità di sovraccarico del PMSM. (Fonte: LEWA GmbH)

Come il motore asincrono, il PMSM può essere controllato tramite un convertitore di frequenza standard (NORD, Danfoss, ecc.) con una parametrizzazione speciale, in modo che gli utenti possano utilizzare parti comuni. (Fonte: Getriebebau NORD GmbH & Co. KG)

Anche queste soluzioni decentralizzate, in cui il convertitore di frequenza è installato direttamente sul PMSM, sono già possibili con i PMSM scelti da LEWA. (Fonte: Getriebebau NORD GmbH & Co. KG)

Anche queste soluzioni decentralizzate, in cui il convertitore di frequenza è installato direttamente sul PMSM, sono già possibili con i PMSM scelti da LEWA. (Fonte: Getriebebau NORD GmbH & Co. KG)

Già nel 2020, LEWA ha eseguito i primi test funzionali con il prototipo PMSM NORD e una pompa ecodos sul banco di prova delle pompe. Soprattutto nella gamma di basse velocità, il PMSM ha dimostrato con successo i vantaggi del momento torcente costante: la pompa di prova ecodos poteva essere azionata in un intervallo di 1:480 fino a 5 bar. (Fonte: LEWA GmbH)

In molte applicazioni, ad esempio nella dosatura di ingredienti nell'industria farmaceutica o alimentare, sono necessari pompe che non solo possano essere controllate con precisione in termini di portata e intervallo temporale, ma che trasportino anche gli ingredienti in modo particolarmente delicato. Per consentire ai collaudati gruppi pompa della serie ecodos della LEWA GmbH di svolgere questa complessa funzione in modo ancora più flessibile ed efficiente dal punto di vista energetico, il produttore amplia il suo portafoglio con una nuova forma di regolazione della velocità di rotazione a gamma estesa (WBR). Oltre ai motori asincroni e ai motori servo, ora vengono impiegati anche motori sincroni a magneti permanenti, abbreviati PMSM. Si distinguono per alta efficienza energetica e un intervallo di regolazione superiore a 1:200. Ciò amplia notevolmente lo spettro di applicazioni. Si può evitare l'uso di più pompe per diverse portate o di una sovradimensione del motore asincrono a basse velocità. Poiché il PMSM può essere progettato senza ventole, rimane compatto e facile da pulire. Quest'ultimo lo rende ideale per applicazioni igieniche. L'elevato rendimento su tutto l'intervallo di regolazione, secondo la classe di efficienza energetica IE5+, riduce anche i costi energetici e garantisce un minor Total Cost of Ownership (TCO).

Le pompe dosatrici a membrana della serie LEWA ecodos sono particolarmente adatte per applicazioni nell'industria alimentare o farmaceutica. Tutti i materiali fluidi a contatto con le parti in movimento delle pompe soddisfano i requisiti FDA, USP Classe VI e le direttive UE per l'industria alimentare. Ad esempio, la testa della pompa in versione igienica è realizzata in PP o acciaio inossidabile elettropolito con una rugosità superficiale < 0,5 µm. Ciò facilita la pulizia delle superfici a contatto con il prodotto.

Con le tecnologie motore finora utilizzate, devono essere fatte delle concessioni: "Con i motori asincroni classici, il cui rotore è costituito da un rotore a corto circuito, l'intervallo di regolazione è limitato a 1:10 (1:50 sono possibili in casi eccezionali). Con un feedback del trasduttore di posizione, è possibile un'estensione significativa", spiega Maurice Wirkner, Application Manager presso LEWA. "Inoltre, l'azionamento fuori dalla velocità nominale – soprattutto a basse velocità – è relativamente inefficiente. Ciò richiede un sovradimensionamento dell'azionamento e aumenta i costi operativi." I motori servo sono ottimizzati per requisiti altamente dinamici e coprono anche l'intero intervallo di regolazione (1-210 giri della pompa). Tuttavia, sono più costosi e richiedono anche un inverter servo per il controllo.

WBR con motore sincrono a magneti permanenti amplia il campo di applicazione

LEWA ha ampliato il proprio portafoglio con una tecnologia di azionamento che non presenta queste carenze. "A differenza del motore asincrono, il rotore di questo azionamento è costituito da magneti permanenti e gira in modo sincrono, cioè senza slittamento dipendente dal carico", spiega Wirkner. "Si distingue, tra l'altro, per il suo intervallo di regolazione estremamente ampio, il che spesso rende superfluo l'uso di più pompe per diverse portate." In questo modo, si può evitare un'ulteriore regolazione manuale (HHV) o elettrica (EHV) e la portata desiderata può essere realizzata semplicemente tramite la regolazione della velocità. Il PMSM presenta inoltre una coppia costante. L'intera coppia può essere quindi disponibile dalla velocità del motore di 0 giri/min (fermo) fino alla velocità nominale del motore. Ciò garantisce un avviamento particolarmente dolce e delicato sul prodotto, poiché ogni processo può essere avviato con una portata dell'1% invece del solito 10%.

È anche garantita una elevata capacità di sovraccarico a breve termine, il che permette di progettare l'azionamento senza sovradimensionamento per il momento di avvio. Di conseguenza, si possono realizzare dimensioni più piccole e più economiche rispetto ai motori tradizionali. "Come il motore asincrono, anche il PMSM può essere controllato tramite un inverter di frequenza standard, consentendo all'utente di utilizzare parti di ricambio standard", spiega Wirkner. "Al contrario, con un motore servo sarebbe necessario acquistare costosi inverter servo." Inoltre, l'azionamento compatto, grazie alla sua configurazione senza ventole, è facile da pulire e ha un alto grado di protezione IP. Su richiesta, può essere sottoposto anche a un trattamento superficiale con nsd tupH. Questo processo rende la superficie estremamente resistente e ancora più facile da pulire. È quindi ideale per applicazioni con elevati requisiti igienici, come l'aromatizzazione negli alimenti o l'aggiunta di additivi nel settore farmaceutico.

IE5+-PMSM consente riduzione dei costi e soluzioni decentralizzate

L'unica limitazione attuale del PMSM utilizzato è l'impiego in aree non esplosive. "Attraverso la WBR con IE5+-PMSM, possiamo soddisfare le crescenti esigenze dei clienti di un intervallo di regolazione più ampio e di costi energetici e complessivi inferiori", riassume Wirkner. "In particolare, il tema dell'efficienza energetica sta diventando sempre più importante per i nostri clienti. Anche una soluzione decentralizzata, in cui l'inverter di frequenza è installato direttamente sul PMSM, può ora essere realizzata con Getriebe NORD GmbH & Co. KG, partner di LEWA per i motori PMSM."