Projeto de Retrofit de Servo para Prensa de Extrusão de Alumínio

Um grande fabricante de extrusão de alumínio precisava atualizar suasprensas de extrusão de alumínio de 1400T e 1250Tpara reduzir o consumo de energia e melhorar a estabilidade da produção.

O sistema original utilizavamotores assíncronos trifásicos com bombas hidráulicas, que operavam em velocidade constante, independentemente das condições de carga.

Isso causou perdas significativas de energia durante as fases de não extrusão.

• Alto consumo de eletricidade

• Perda de energia por transbordamento hidráulico

• Motores operando em velocidade constante

• Baixa eficiência em estágios ociosos

• Alta temperatura de operação

A perda de energia em sistemas hidráulicos tradicionais pode atingir25% a 35% da potência de saída do motor.

Cada prensa de extrusão era equipada com:

Energia CA
   │
Partidor Estrela-Triângulo
   │
Motor Assíncrono
   │
Bomba Hidráulica
   │
Prensa de Extrusão

Como a velocidade do motor era fixa, o sistema hidráulico dependia deválvulas de transbordamento para regular a pressão, o que resultava em grandes perdas de energia.

Para melhorar a eficiência do sistema, os motores e painéis de controle originais foram substituídos porsistemas hidráulicos acionados por servomotor.

Energia CA
   │
Servo Drive
   │
Servomotor Refrigerado a Óleo
   │
Bomba Hidráulica
   │
Prensa de Extrusão

O servomotor ajusta a velocidade com base na demanda hidráulica em tempo real da máquina de extrusão.

Isso permite que o sistemaentregue apenas a potência necessária, eliminando o consumo de energia desnecessário.

O sistema servo fornececontrole de potência sob demanda.

Sistema tradicional:

Velocidade constante do motor
→ fluxo constante da bomba de óleo
→ pressão regulada por válvula de transbordamento
→ energia convertida em calor

Sistema servo:

Demanda de carga detectada
→ servo drive ajusta a velocidade do motor
→ fluxo hidráulico corresponde à demanda real
→ perda mínima de energia

Essa estratégia de controle melhora significativamente a eficiência do sistema hidráulico.

Ciclo típico de prensa de extrusão:

Alta potência é necessária apenas durante afase de extrusão, mas os motores tradicionais operam em velocidade máxima durante todo o ciclo.

O controle servo elimina essa ineficiência.

Economia anual de eletricidade:

22 kW × 24 h × 319 dias
= 168.432 kWh

Economia anual de custo de eletricidade:

≈ 128.000 RMB

Economia anual de eletricidade:

160.776 kWh

Economia anual de custo de eletricidade:

≈ 122.000 RMB

Além da economia de energia, o retrofit com servomotor também melhora o desempenho da produção.

A produção aumentou em aproximadamente2%.

Sistemas servo proporcionam:

• controle preciso de velocidade

• pressão de extrusão estável

• desaceleração suave no final da extrusão

Isso melhora aqualidade e consistência do produto.

Os benefícios incluem:

• redução de choque hidráulico

• menor temperatura do óleo

• maior vida útil do equipamento

• redução dos custos de manutenção

O sistema inclui funções completas de proteção, como:

• proteção contra sobrecarga

• proteção contra sobrecorrente

• proteção contra sobretemperatura

• proteção contra curto-circuito

• sistema de alarme e intertravamento

Todo o projeto elétrico está em conformidade comnormas IEC.

O projeto de retrofit com servomotor atualizou com sucesso as prensas de extrusão hidráulicas tradicionais para umsistema de controle servo de alta eficiência.

• Economia de energia: cerca de 20%

• Economia anual de eletricidade: até 168.000 kWh

• Aumento da produção: cerca de 2%

• Retorno do investimento: cerca de 17–18 meses