storie di successo

I motori Franklin Electric manovrano un sottomarino a 1000 metri sotto il livello del mare

24/07/2020

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Il sottomarino LULA1000, tecnicamente unico nel suo genere, è il cuore della Fondazione Rebikoff-Niggeler (FRN), un’organizzazione no-profit per la ricerca marina con base sull’isola di Faial nelle Azzorre (Portogallo). A bordo ci sono 5 motori Franklin Electric 4" che permettono sia i movimenti principali che quelli su tutti gli assi. 

L‘interno ha un‘ergonomia speciale per il massimo comfort durante le lunghe immersioni con una durata media di cinque ore. Ha una manovrabilità eccellente, anche su terreni sottomarini difficili.Prima che LULA1000 si immerga, vengono eseguiti sondaggi sonar multidirezione per creare mappe batimetriche, che possono poi essere usate per identificare le aree di particolare interesse.LULA1000 è una piattaforma di lavoro stabile creata secondo le regole di classificazione della società Germanischer Lloyd (DNV-GL), che annualmente svolge ispezioni e test. Questi parametri sono davvero ridigi e sono stati stabiliti per garantire un funzionamento sicuro.

Ricercando un motore affidabile e con un buon rapporto qualità-prezzo per manovrare i propulsori di posizionamento del sottomarino, i progettisti si sono rivolti nel 2009 a Franklin Electric. Sebbene l‘utilizzo sia ben lon tano dall‘usuale campo di applicazione per cui il motore è stato concepito, gli ingegneri di Franklin Electric hanno colto la sfida di vedere una loro creazione installata a bordo di un sottomarino. Con modifiche minime, il motore sommerso Franklin Electric 4" ora fa parte di una storia di 11 anni di successo.  

LULA1000

Il LULA1000 può accogliere 3 persone a 1000 m di profondità. Il sottomarino è equipaggiato con un‘ampia finestra di 1,4 m di diametro e con le ultime tecnologie per raccogliere dati oceanografici e campioni. È perfettamente attrezzato per girare video e registrazioni audio in alta qualità sulla vita e sul comportamento sottomarini.  

Motori Franklin Electric a bordo

LULA1000 è manovrato da 5 motori sommersi da 2,2 kW ciascuno. Gli avvolgimenti elettrici sono stati modificati per adattarsi alla tensione a bordo del sottomarino, mentre la meccanica è rimasta pressoché invariata. Come i motori sommersi standard, questi motori sono stati testati in fabbrica prima di venir spediti al cantiere navale. Dopo più di 180 immersioni andate a buon fine, questi motori verranno ora sostituiti in occasione di una revisione generale del sottomarino.

I motori Franklin sono utilizzati per le manovre principali e per quelle su tutti gli assi. Il LULA1000 utilizza un ingranaggio planetario marino per manovrare un’elica di grande diametro. Questo costituisce l’unità principale di propulsione e permette al sottomarino di accelerare e fermarsi rapidamente. Piccole eliche ad azionamento diretto sono utilizzate per gli spostamenti laterali e verticali.

Dimezzare il consumo di energia di 6" Sistema ad alta efficienza

28/04/2020

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In tempi di aumento dei costi energetici, i nuovi sistemi pongono sempre più attenzione alla migliore efficienza possibile. Qui, Franklin Electric ha stabilito un nuovo punto di riferimento con i suoi Sistemi ad alta efficienza (HES) con potenze fino a 150 kW. Rispetto ai motori asincroni standard, in numerosi sistemi installati è stato raggiunto un risparmio energetico di oltre il 20%.

Questo esempio di applicazione presso un’associazione di acquedotti in Germania ha dimostrato che, con il nuovo metodo di funzionamento con un sistema 6", il consumo di energia è stato addirittura dimezzato. La riduzione, ottenuta grazie alla tecnologia del motore, deriva da un buon rendimento costante su tutta la gamma delle prestazioni e da componenti elettronici perfettamente bilanciati.

Franklin Electric ha installato e messo in funzione un sistema Franklin Electric ad alta efficienza 6" da 15 kW, costituito da un motore sommerso sincrono NEMA 304SS (3000 l/min), un convertitore di frequenza IP66 (VFD) e un filtro in uscita IP54 du/dt.

Situazione iniziale:

  • Pompa sommersa (10 stadi, 60 m³/h) con motore sommerso asincrono installato a 31 m di profondità
  • Pozzo: diametro 400 mm e profondità 50 m, con filtro OBO continuo
  • Il flusso di raffreddamento minimo lungo il motore è garantito una camicia di raffreddamento supplementare
  • L’installazione è gestita da remoto
  • Per esigenze di fabbisogno e caratteristiche geologiche (qualità dell’acqua, buon rendimento, ecc.) la pompa deve erogare costantemente 40 m³/h in un tubo collettore. A seconda dei pozzi aggiuntivi collegati, la prevalenza varia tra 57 e 91 m. Poiché questi punti di lavoro richiesti non si trovano direttamente sulla curva Q/H, il volume deve essere regolato meccanicamente.
  • In due anni di osservazione, la pompa funzionava in media 200 ore al mese con potenza in ingresso P1= ~20 kW (v. grafico 1).

Nuova installazione:

  • Pompa sommersa esistente (5 stadi, 60 m³/h) con Sistema ad alta efficienza (HES) Franklin Electric installato a 31 m di profondità, inclusa camicia di raffreddamento esistente.
  • A causa dello spazio ristretto i componenti elettronici (VFD IP66 e filtro du/dt IP54) sono stati installati a parete all’esterno della cabina esistente.
  • Ad una velocità di rotazione di 48,2 Hz, la pompa selezionata soddisfa esattamente il punto di lavoro I di 40 m³/h a 91 m (v. curva verde continua).
  • La velocità di rotazione verrà regolata dal riferimento di processo preimpostato a 40 m³/h (letto dall’esistente unità di controllo del flusso) in caso di condizioni operative/prevalenze di pompaggio variabili. Punto di lavoro II a 39,7 Hz per 40 m³/h a 57 m (v. curva blu continua).
  • Grazie alla ridotta velocità di rotazione, la curva di efficienza “si sposta” a sinistra con conseguente miglioramento dell’efficienza idraulica rispetto al carico nominale (v. curva blu tratteggiata).
  • Questi due punti di lavoro possono ora essere raggiunti con una potenza in ingresso P1 rispettivamente di 9,5 e 16,2 kW (v. grafico 2).

Risparmio energetico attraverso un sistema altamente efficiente:

Grazie a questo nuovo metodo di funzionamento, la pompa funziona ora con una potenza media di P1 = ~ 10,3 kW. Pertanto, il consumo di energia viene dimezzato (circa l’80% di riduzione attraverso il controllo della velocità e il 20% grazie alla nuova tecnologia del motore).

I risparmi derivanti dalla tecnologia dei motori sono dovuti principalmente alla costanza dell’elevata efficienza sull’intera gamma di prestazioni e ai componenti elettronici perfettamente abbinati (v. grafico 3).

La messa in servizio del sistema è stata e senza intoppi grazie al software VFD progettato su misura appositamente sviluppato da Franklin Electric.

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