Siemens, büyük rotor çaplarına sahip yüksek güçlü makineler için yeni bir manyetik rulman sistemi olan Simotics AMB’yi geliştirdi. Bu yeni teknoloji, başarısı kanıtlanmış standart elektronik bileşenlere dayanıyor. Büyük rotorların kullanıldığı makinelerin tasarımını, bakımını ve operasyonunu optimize ediyor ve rulmanlarından gelen verileri bir kurulumun BT ortamına entegre ediyor.

Siemens’in yeni manyetik rulman sisteminin kontrollü manyetik alanları, 10 tonluk rotorları, herhangi bir fiziksel temas olmaksızın rulmanların ortasında tutmayı başarıyor. Dahası bu rotorlar, maksimum hızda dönerken dahi merkezden bir saç teli kalınlığı kadar bir mesafe bile sapmıyor. Aktif manyetik rulman (AMB) teknolojisine dayalı olan Siemens’in yeni Simotics AMB sistemi, normalde takım tezgahı uygulamalarında elektrikli motorları kontrol etmek için kullanılan denenmiş ve başarısı kanıtlanmış standart elektronik bileşenleri kullanıyor. Simotics AMB teknolojisi 2016 Hannover Messe’de tanıtıldı. Ana uygulama alanları arasında büyük elektrikli makineler, gaz ve petrol endüstrisi için kompresörler ve buhar türbinleri bulunuyor. İlk üniteler sahada kullanılmaya başladı bile.



 

►İlginizi Çekebilir: Hava Yoğunluğunun Rüzgar Türbinleri Güç Eğrisi Üzerindeki Etkisi

Siemens bu teknolojiyi, "Tam Entegre Otomasyon ve Entegre Sürücü Sistemleri"ne dahil etti. Böylece, bir güç aktarım organının tüm bileşenleri standart bir şekilde yapılandırılabiliyor ve aynı kontrol mimarisine entegre edilebiliyor. Buna ek olarak, bir makinenin durumu hakkında manyetik rulmanlardan alınan bilgiler, Siemens Dijital Servisler aracılığıyla veri tabanlı analizlerde (örn. uzaktan takip faaliyetleri) kullanılabiliyor. Motor dönüştürücü ve manyetik rulman kabininin aynı kontrol bileşenleri ve kullanıcı arayüzlerine dayalı olmaları nedeniyle, güç aktarım organının operasyon ve hizmet konsepti sadeleşiyor.


 

Aktif manyetik rulmanlar (AMB), bir rotoru manyetik olarak kaldırmak için elektromıknatıslar kullanıyor. Manyetik kuvvetler, konum sensörleri tarafından belirlendiği şekilde, rotorların konumuna uygun olarak ayarlanıyor. Rulmanlar hiçbir sürtünmeye maruz kalmadıkları için gres yağı kullanımına gerek kalmıyor. Dolayısıyla, yangınları önlemek veya çevreyi korumak için özel güvenlik önlemleri uygulamak zorunda olan endüstriler için cazip hale geliyor. Üstelik manyetik rulmanlar hemen hemen hiç bakıma ihtiyaç duymuyor. Teknoloji, özellikle yüksek çevresel hızlara sahip uygulamalar, hızlı dönen, geniş çaplı rotorlara uygun olarak öne çıkıyor. Bir rotorun konumunun aktif kontrolü, her türlü rotor titreşimini azaltmayı mümkün kılıyor. Geleneksel rulmanlarda, belirli rpm (dakika devir sayısı) aralıklarında rotor rezonansı oluşuyor ve bu nedenle söz konusu aralıklardan hızlı bir şekilde kaçınılması gerekiyor. Öte yandan manyetik rulmanlar, rotasyon hızlarının kademesiz ayarlanmasını mümkün kılıyor.

Bir fabrikada dokuz tonluk bir rotor için radyal rulman

Simotics AMB teknolojisi halen 17.000 rpm rotasyon hızına sahip iki metrik tonluk rotorlardan 6.000 rpm’de dönen 17 metrik tonluk rotorlara kadar olan ürünlerde kullanılabiliyor. Rulman sensörleri, rotorun konumunu saniyede 16.000 defa kayıt ediyor. Maksimum hızda dönerken bile, rotorlar belirlenen konumlarının bir saç teli mesafesi – yaklaşık 0,03 milimetre – içerisinde kalıyorlar. Standart dönüştürücüler, rotor ve rulman arasında 1-2 milimetre genişliğinde bir hava boşluğu sağlamak için yeterli enerji sağlıyor. Bu da ayrı ayrı bileşenleri hizalamayı çok daha kolay hale getiriyor ve ayrıca sistemi daha sağlam kılıyor. Manyetik rulmanlar çoğunlukla reaktif enerji çektikleri için, geleneksel sade rulmanlara kıyasla enerji verimlilikleri daha yüksek oluyor.


 

Manyetik rulmanlar aynı zamanda endüstriyel süreçlerin dijitalleştirilmesi için de faydalar sağlıyor. Geleneksel rulmanlar sadece rotorun konumu hakkında bilgi temin ederken, manyetik rulmanların dijital kontrolü aynı zamanda rotora etki eden kuvvetler gibi ek operasyon parametreleri hakkında da veri sağlıyor. Bu veriler, aktarım organı, enerjinin aktarıldığı makine ve sonraki işlemlerdeki en küçük değişimleri bile görünür kılıyor; makinelerin durumunu takip etme imkanı veriyor; önleyici bakımın da yardımıyla arıza sürelerini en aza indirgemeyi mümkün kılıyor.

Simotics AMB teknolojisi Almanya’nın Groningen doğalgaz sahasında 6300 rpm’de çalışan 23 megavatlık (MW) kompresör aktarım organlarında ve yine Almanya’da bulunan Jänschwalde enerji santralinde 5700 rpm’de çalışan 10-MW buhar türbininde halen kullanılıyor.




Yazar: Dr. Christine Rüth

Kaynak: