Rexroth Sytronix
Eficiência Energética na Hidráulica
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Sytronix | Eficiência energética na hidráulica
Rexroth Sytronix – Potência com
eficiência energética e redução
de custos
Investindo agora no futuro. Como resultado do aumento constante dos custos
de energia e da melhoria na relação custo-benefício dos acionamentos
elétricos com controle de velocidade, as soluções com variação de rotação
da bomba assumem a dianteira.
Sytronix | Eficiência energética na hidráulica 3
Custo dos acionamentos de velocidade variável
Custo
Custo de
energia
Custo de
acionamentos
de velocidade
variável
1995 até 2010 -75 %
02
Rexroth Sytronix – Potência com
eficiência energética e
redução de custos
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
Com os acionamentos de bombas de velocidade variável
04
Maior eficiência energética
Menor custo unitário
05
Escalonável em potência e função
06
Acionamentos de bombas de
Sytronix, a Rexroth corta os custos operacionais dos
sistemas hidráulicos desde que haja flutuação na vazão.
Empregando servoacionamentos inteligentes, o Rexroth
velocidade variável Sytronix
Sytronix regula a velocidade e portanto o consumo de
FcP 5000 e SvP 7000
potência de motores elétricos de acordo com a demanda.
Quanto maior o percentual de operação com carga parcial,
maior o potencial de economia. Desse modo, o consumo de
energia pode ser reduzido em até 80%.
07
Bombas para FcP 5000 e SvP 7000
08
Sistema de comando de velocidade
Ao mesmo tempo, a emissão de ruído é reduzida em até 20
variável de pressão e vazão
dB (A). Os gastos com medidas secundárias de redução de
DFEn 5000
ruído diminuem proporcionalmente.
O investimento, portanto, é amortizado em poucos anos.
Em muitos casos é possível dispensar a refrigeração da
unidade hidráulica, pois, devido à redução no consumo de
09
Vantagens específicas para
cada segmento
10
Máquinas operatrizes
Consequentemente, é possível utilizar um design mais
Eficiente preservação de energia
compacto,
11 Máquinas transformadoras
de plástico
Dinâmicas mais altas com
energia, o fluido hidráulico não se aquece excessivamente.
que
reduz
a
complexidade
e
os
custos
de aquisição.
Além disso, uma vez que nossos acionamentos de bombas
consumo reduzido de energia
atingem uma redução de ruído sustentável, o investimento
em medidas secundárias de proteção pessoal é reduzido. A
integração nos requisitos de automação torna-se mais fácil
e o tempo de comissionamento é menor.
12 Máquinas de fundição em molde
80 % mais eficiência energética
13 Prensas
Sempre a solução mais efetiva
14 Máquinas de processamento de madeira
e de fabricação de papel
15 Modernização
Rápido aumento de eficiência
na produção
4
Sytronix | Eficiência energética na hidráulica
Maior eficiência energética
Menor custo unitário
O consumo de energia tem um efeito significativo no custo total de propriedade
(TCO – Total Cost of Ownership) da empresa e do equipamento. Mesmo em máquinas
padronizadas, o consumo de energia representa de 20 a 30 % do custo total, sendo que,
em aplicações de consumo intenso, este percentual é consideravelmente maior.
Com uma economia de energia de 30 a 80%, o investimento
em eficiência energética se paga rapidamente. Ao mesmo
tempo, o baixo consumo de energia reduz as emissões de
CO2, tão prejudiciais ao meio ambiente.
Desse modo, ajudamos inúmeras empresas a reduzirem
Vantagens:
Alto potencial de economia de energia
Significativa redução dos custos operacionais.
significativamente suas emissões de carbono.
Notável redução de ruído
Os acionamentos de bombas de velocidade variável
Sytronix da Rexroth também contribuem para a redução
De acordo com as diretrizes da UE.
Menos medidas secundárias.
dos custos operacionais. Além disso, baixam o nível de
Esforços de refrigeração claramente reduzidos
emissão de ruído das unidades de potência hidráulica em
Menor investimento. Menor necessidade de espaço.
até 20 dB (A). Com isso, as complexas e caras medidas de
isolação acústica das unidades de potência tornam-se
desnecessárias.
O Sytronix baseia-se em componentes que são produzidos
em massa e que se harmonizam perfeitamente, com alta
disponibilidade. As opções de diagnóstico ampliadas
Redução do espaço requerido
Menor investimento. Menor necessidade de espaço.
Componentes hidráulicos e elétricos padronizados
Confiabilidade operacional. Alta disponibilidade.
destes acionamentos controlados em malha fechada,
oferecem opções adicionais para prevenir as custosas
Segurança do sistema
paradas de máquina, graças ao monitoramento. Um cálculo
De acordo com as diretrizes de máquinas.
que vale a pena: maior eficiência energética - menor
custo unitário.
Tecnologia orientada no futuro
De acordo com as diretrizes da UE.
Facilidade na integração de funções de verificação flexíveis
Redução das custosas paradas de máquina.
Sytronix | Eficiência energética na hidráulica 5
Escalonável em potência e função
Os acionamentos de bombas de velocidade variável Sytronix consistem em um amplo kit
construtivo com bombas, dispositivos de comando, motores e software, que atendem a
uma grande variedade de requisitos. Dependendo das características e dos valores do
ciclo, os acionamentos de bombas de velocidade variável Sytronix alcançam em
muitas aplicações uma economia de energia de até 80%.
Desde o estágio de engenharia, a Rexroth dá suporte aos
fabricantes de máquinas, no dimensionamento e na seleção
do sistema mais adequado, através de modelos de
Sytronix
simulação. A fina escalabilidade em potência e função
sempre resulta em soluções otimizadas.
FcP 5000
Desempenho básico
Utilize apenas a quantidade de energia realmente exigida
Dinâmica básica
pelo processo. Ao contrário dos acionamentos de bombas
que não são controlados em malha fechada, o Sytronix
Precisão básica
opera estritamente em função da demanda.
No modo de sustentação de pressão ou na operação em
Eficiência energética
carga parcial, o dispositivo de comando reduz a velocidade
para poupar energia. Com as bombas de engrenamento
interno desenvolvidas especialmente para operação variável
DFEn 5000
Desempenho avançado
com SvP 7000 e FcP 5000, as velocidades podem ser
reduzidas para representativos 200 rpm, sem perdas na
Dinâmica avançada
pressão da operação.
Precisão avançada
Com o FcP 5000, motores convencionais assíncronos
Eficiência energética
comandam as bombas de engrenamento interno ou
externo. São indicados como sistema de pressão constante
para inúmeras unidades hidráulicas padrão, por exemplo,
em máquinas operatrizes. O sistema DFEn 5000 consiste de
SvP 7000
Alto desempenho
uma bomba de pistões axiais de deslocamento variável,
Alta dinâmica
Alta precisão
Eficiência energética
comandada por um motor assíncrono convencional com
inversor de frequência. Esta combinação garante uma boa
relação de custo e desempenho, especialmente no caso de
grandes potências. Os servoacionamentos de bombas
variáveis SvP 7000 utilizam a alta dinâmica dos motores
síncronos e, portanto, atingem substancial economia de
energia, por exemplo, em máquinas de processamento de
plástico e prensas.
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Sytronix | Eficiência energética na hidráulica
Acionamentos de bombas de
velocidade variável Sytronix
FcP 5000 e SvP 7000
Com os sistemas hidráulicos convencionais, uma bomba de deslocamento variável
trabalha em conjunto com um motor elétrico a uma rotação nominal de 1750 rpm.
A necessidade variável de óleo do sistema hidráulico é regulada através
dos mecanismos de ajustes internos da bomba. Em contrapartida, com o FcP 5000
e o SvP 7000, a demanda de vazão do sistema hidráulico é atendida por meio
de uma bomba fixa e ajuste de velocidade de um motor elétrico.
O sistema SvP 7000 consiste de uma bomba fixa otimizada
especial do servo-conversor. Aqui, o controlador de pressão
para operação com velocidade variável, um servomotor
tem um efeito limitador sobre a velocidade da bomba. A
síncrono, um servo-conversor apropriado e acessórios. Para
bomba
aplicações com exigências de dinâmica menos rigorosas, é
especificamente para operação com velocidade variável,
usado um motor assíncrono convencional com o sistema FcP
com baixos índices de vazamento, apresentando alta
5000. Em ambos os sistemas, a vazão resulta da velocidade
eficiência geral e baixa emissão de ruído. O comando
e do deslocamento da bomba de engrenamento interno.
exigido e os valores reais de pressão e fluxo podem ser
Um transdutor de pressão mede a pressão hidráulica, que é
intercambiados com o comando de nível superior da
controlada de forma descentralizada por um software
máquina via sinais analógicos (0 - 10V) ou via fieldbus.
de
engrenamento
ee Sistema SvP 7000
interno
é
otimizada
cc Sistema FcP 5000
Sytronix | Eficiência energética na hidráulica Bombas para FcP 5000 e SvP 7000
Nas aplicações em circuito aberto, a combinação de um
motor convencional e um inversor de frequência com
bombas de engrenamento interno ou externo atende
inúmeras aplicações. A família de bombas PGH, PGF e
AZPF,
desenvolvida
especificamente
para
operações
variáveis, sempre fornece a potência hidráulica requerida.
Em conjunto com bombas de pistões axiais ou bombas de
engrenamento externo, o SvP 7000 realiza uma operação de
4 quadrantes em malha fechada, oferecendo uma variedade
grande de funções de comando elétrico e eletrohidráulico.
Os sistemas SvP 7000 também são apropriados para
comandar eixos diretamente e, portanto, substituem as
válvulas que costumavam ser necessárias no passado.
Mesmo para valores de potência elevados no campo da
construção civil, a Rexroth oferece soluções sob medida
para uma eficiência energética ainda maior. Em sistemas de
cascata, diversos sistemas Sytronix juntos geram o deslocamento necessário de acordo com a demanda. Desse modo,
a Rexroth garante alta eficiência de desempenho geral.
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Sytronix | Eficiência energética na hidráulica
Sistema de comando de velocidade
variável de pressão e vazão
DFEn 5000
O acionamento de bomba de velocidade variável DFEn 5000 baseia-se no sistema
de comando de pressão e vazão DFE, de eficiência comprovada. Uma bomba de
pistões axiais com comando eletrohidráulico é controlada por um acionamento
de velocidade variável. Devido ao uso de motores padrão, este sistema
de comando oferece uma excelente relação entre preço e desempenho.
A eletrônica digital integrada computa a velocidade ideal para
Em máquinas não cíclicas, pouco antes de ser necessária
todo o sistema de acionamento. Trazendo a bomba de deslo-
uma vazão maior (ex.: troca de lotes), pode-se fechar um
camento variável de volta ao modo de sustentação de pres-
contato para acelerar a uma velocidade mínima, para que a
são, o deslocamento e as cargas que atuam sobre o motor
dinâmica
são reduzidos. A velocidade ideal de sustentação de pressão
necessário. Interfaces mecânicas idênticas permitem que o
situa-se entre 300 e 400 rpm, dependendo da pressão. Em
DFEn 500 seja modernizado como substituto de um DFEE. O
máquinas de operação cíclica, pode-se aplicar um processo
sistema de comando está disponível para bombas da família
de troca de informações para que o sistema seja acelerado
A10, podendo, portanto, ser utilizado em muitas aplicações.
em tempo hábil, antes que a demanda de vazão aumente.
total
da
bomba
esteja
disponível
quando
Sytronix | Eficiência energética na hidráulica 9
Vantagens específicas para
cada segmento
O Sytronix muda as condições gerais dos sistemas hidráulicos e abre novas opções
de design para soluções eficientes.
Um fator importante são os componentes perfeitamente harmonizados e o profundo
know-how da Rexroth.
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Sytronix | Eficiência energética na hidráulica
Máquinas operatrizes
Eficiente preservação de energia
Fornecendo somente a potência exigida pelo processo – a geração de pressão
conforme necessidade com os acionamentos de bombas de velocidade variável
reduz a solicitação de energia da hidráulica em máquinas operatrizes, em até 70%.
Mais ainda, o booster KST, desenvolvido exclusivamente pela Rexroth, transfere estas
vantagens ao sistema de alimentação de lubrificante refrigerante de alta pressão.
Potência inovadora
Principalmente nas funções de fixação, a hidráulica oferece
uma vantagem única, pois não necessita de potência
adicional para a função de sustentação de pressão. Nessa
fase, os acionamentos de bomba de velocidade variável
Sytronix reduzem significativamente a solicitação de
energia. O FcP 5000, que consiste na combinação de um
motor padrão e um inversor de frequência é particularmente
eficiente para reduzir o consumo de energia da hidráulica
entre 30 e 70%, dependendo das características do ciclo.
Ao mesmo tempo, com um deslocamento inalterado, as
bombas com um volume de fluxo menor e capacidade de
refrigeração reduzida são suficientes.
Além disso, a combinação de um booster KST da Rexroth
para alimentação do lubrificante refrigerante de alta
pressão de acordo com a demanda, baixa a necessidade de
energia desta função em quase 90%. Nesse caso, o Sytronix
gera o fluxo do circuito de lubrificante refrigerante de alta
pressão através de uma bomba de cilindro adicional.
A bomba convencional de parafuso e o motor elétrico são,
portanto, desnecessários.
Inversor de
frequência
Redução de ruído
Acionamentos de
bomba de velocidade
variável Sytronix
Booster para
instalação na linha
Eficiência energética
Sytronix | Eficiência energética na hidráulica 11
Máquinas transformadoras de plástico
Dinâmicas mais altas com consumo
reduzido de energia
Automação consistente, maior dinâmica e alta precisão – os acionamentos de
servobombas variáveis combinam a mais alta eficiência com consumo de energia e
emissão de ruído consideravelmente mais baixos em máquinas de transformação
de plástico. O DFEn 5000 baseia-se no sistema de comando DFE, de eficiência
comprovada, reduzindo as perdas na sustentação de pressão durante as pausas
e na operação com carga parcial.
Graças à sua aceleração, que é duas vezes mais rápida,
comparada às das bombas de deslocamento variável, o SvP
7000 aumenta a dinâmica das máquinas de processamento
de plástico, reduzindo os tempos de ciclo para uma maior
produtividade. O comando digital de velocidade garante
alta repetibilidade e um ponto zero estável. As perdas por
vazamento relacionadas à pressão são compensadas. Com
o comando de pressão em uma malha fechada, são
possíveis tempos de comutação de pressão muito curtos.
Uma dinâmica elevada e o sofisticado sistema de comando
Comparação do consumo de energia de máquinas
de plástico 50 t, 30 s
41,4 %
Acionamento de bomba de
velocidade variável Sytronix
2.2 kW
10000
1.3 kW
5000
0
30000
comutações
para
dinâmica. Ele oferece uma boa relação custo-benefício,
para máquinas processadoras de plásticos com média
especialmente para potências mais altas e longos tempos
de sustentação de pressão. O SvP 7000 e o DFEn 5000 são
equipadas com DFEE.
Acionamento de bomba de
velocidade variável Sytronix
8.4 kW
Bomba eletrohidráulica de
deslocamento variável com
velocidade constante
5.6 kW
Economia de energia
20000
10000
0
nas
opções ideais para economizar energia em máquinas
70000
40000
cavitação
Economia de energia
50 t
33,1 %
a
Além do SvP 7000, também pode-se usar um DFEn 5000
kWh/a
50000
evita
baixas pressões.
Bomba eletrohidráulica de
deslocamento variável com
velocidade constante
IMM 160 t, tempo de ciclo 15 s
60000
minimizam os picos e oscilações. Além disso, uma função
especial
kWh/a
15000
permitem a implementação de controles precisos, que
160 t
Além disso, reduzem a introdução de calor no óleo e
baixam significativamente as emissões de ruído. Isto
minimiza os esforços de uma isolação acústica secundária.
Devido à economia de energia de até 70% e a uma maior
produtividade, os acionamentos de bombas de velocidade
variável Sytronix são rapidamente amortizados.
12
Sytronix | Eficiência energética na hidráulica
Máquinas de fundição em molde
80 % mais eficiência energética
Acionamentos de servobombas variáveis abrem potenciais extremamente elevados de
economia de energia também em máquinas de fundição em molde em câmaras quentes e,
ao mesmo tempo, simplificam o circuito hidráulico.
A hidráulica robusta com sua alta densidade de potência e
capacidade de sustentação de carga, mostrou-se bem
sucedida nas severas condições ambientais das máquinas
de fundição em molde. A experiência prática obtida com as
máquinas de série mostra o uso do SvP 7000 com
servomotor síncrono, servoacionamento inteligente, bomba
de
engrenamento
funcionalidades
interno,
de
software
assim
como
necessárias,
todas
as
cortam
o
consumo de energia da hidráulica em câmaras quentes de
máquinas de fundição em molde em mais de 80%.
Em um circuito de comando fechado, o SvP 7000 compara
os valores de comando com os valores reais de pressão e
velocidade e corrige os desvios. Além disso, o software
dispõe de outras funcionalidades específicas da hidráulica
como
calibração
de
desvio
do
sensor
de
pressão,
compensação de vazamentos e opções de sistemas de
bombas múltiplas. Além disso, nas modernas máquinas de
fundição em molde, o SvP 7000 também simplifica os
circuitos hidráulicos, quando comparado com as versões
Comparação de consumo de energia de máquinas de fundição
em molde. Máquina de fundição em molde 50 t, tempo de ciclo 7,5 s
Acionamento de bomba
de velocidade variável Sytronix
80000
83,2 %
10,1 kW
40000
Bomba de deslocamento fixo
com velocidade constante
(motor 11 kW)
20000
Economia de energia
0
1,7 kW
comandadas em circuito aberto para alta e para baixa
pressão, sendo que agora um sistema SvP 7000 é
kWh/a
60000
anteriores. No passado eram necessárias duas bombas
50 t
suficiente, pois graças à sua funcionalidade, o mesmo pode
substituir até algumas válvulas de resposta rápida e ainda
alimentar um circuito de carga de acumulador para o
cilindro de fundição.
Sytronix | Eficiência energética na hidráulica 13
Prensas
Sempre a solução mais efetiva
Seja pela eficiência energética na geração de pressão ou como elemento de comando na
operação em dois ou quatro quadrantes, nosso sistema ampliável oferece uma eficiência
energética significativamente maior e uma consistente automação de prensas.
Comparação de consumo de energia de uma prensa
17,6 kW: potência elétrica
Acionamento de bomba de
velocidade variável Sytronix
0,019 kWh
ca. 44 %
Sistema convencional
Economia de energia
0,034 kWh
kWh
0,000
0,005
0,010
0,015
0,020
0,025
0,030
0,035
Devido as interfaces abertas a todos os fieldbuses comuns
obtém-se um alto grau de liberdade para soluções flexíveis
e aos protocolos Ethernet em tempo real, os acionamentos
e eficazes.
de bombas de velocidade variável Sytronix integram-se
perfeitamente nos projetos de automação de prensas. Na
Além da economia de energia proporcionada pelo comando
variante simples, um FcP 5000 produz a vazão necessária
de velocidade, os acionamentos de bombas de velocidade
com total eficiência. Esta opção também atende todos os
variável melhoram a eficiência, uma vez que as perdas por
circuitos de segurança hidráulica. No estágio de média
estrangulamento nos setores de comando são coisa do
extensão, o acionamento de bomba realiza adicionalmente
passado, a vazão necessária de óleo pode ser dosada com
funções inteligentes de eixo. No estágio de extensão mais
precisão e o motor elétrico é desligado quando a prensa
alta, o SvP 7000 atinge dinâmicas e precisão extremamente
não solicita fluxo ou pressão. Especialmente em caso de
altas.
modernização de prensas existentes, a utilização do
O
as
Sytronix pode claramente melhorar o uso da capacidade da
propriedades positivas da tecnologia de acionamento
conceito
inovador
de
acionamento
combina
máquina, ao mesmo tempo que reduz consideravelmente
elétrico e hidráulico. Graças à integração funcional do fluxo
os custos de energia e o nível de ruído.
dinâmico e do controle de pressão, assim como o controle
de processos dinâmicos, de posições e de pressões,
14
Sytronix | Eficiência energética na hidráulica
Máquinas de processamento de madeira e
de fabricação de papel
Da linha de corte totalmente automatizada até o bobinamento do papel pronto,
os acionamentos de bombas de velocidade variável Sytronix também são apropriados
para condições ambientais severas e processos contínuos.
Especialmente nos processos contínuos de fabricação de
papel, o Sytronix oferece grandes vantagens em particular
em relação à eficiência energética. Por exemplo, no
bobinamento as funções de sustentação de pressão são
fundamentais. Aqui, uma velocidade reduzida de modo
inteligente economiza diretamente até 60% de eletricidade
em comparação com unidades de potência com motores de
deslocamento fixo não controlados. Ao mesmo tempo, os
acionamentos de bomba de velocidade variável Sytronix
alcançam
velocidades
mais
altas
com
um
tamanho
construtivo menor, reduzindo a solicitação por capacidade
de
refrigeração.
O
resultado:
custos
de
operação
significativamente reduzidos e menor ocupação de espaço
no pavilhão. Também em aplicações não cíclicas do
processamento de madeira, o usuário pode obter uma
economia significante. Nenhuma árvore é igual à outra e
uma
grande
variedade
de
acionamentos
nas
linhas
inteiramente automatizadas adapta-se flexivelmente às
dimensões individuais. Com uma pressão inalterada, o
processo requer uma vazão constantemente variada, que os
acionamentos de velocidade variável Sytronix podem
fornecer com flexibilidade. Durante os intervalos de
produção, o software integrado reduz a velocidade a zero,
sem afetar a pressão da operação. O Sytronix mantém a
robustez e a densidade da potência hidráulica e a combina
com a flexibilidade dos acionamentos elétricos.
Sytronix | Eficiência energética na hidráulica 15
Modernização
Rápido aumento de eficiência na produção
A alta modularidade da hidráulica também oferece opções econômicas às instalações e
máquinas existentes, substituindo, com pouco esforço, as unidades de potência de
deslocamento fixo por acionamentos de bombas de velocidade variável Sytronix.
Reduzir o consumo de energia na produção de forma
um planejamento baseado em uma abrangente experiência,
rápida e duradoura, sem ter que investir diretamente em
os especialistas da rede mundial de assistência ao cliente
novas
de
da Rexroth executam a instalação e o comissionamento
velocidade variável Sytronix, que são finamente escaláveis
diretamente no local. Interfaces abertas a todos os
em função e potência, permitem soluções de modernização
fieldbuses comuns e aos protocolos Ethernet simplificam
com eficiência energética sem muito esforço, uma vez que
a integração.
máquinas.
Os
acionamentos
de
bombas
os circuitos hidráulicos existentes em muitos casos podem
permanecer inalterados.
E, mais ainda, além de uma modernização sob medida e
planejada, a Rexroth une forças com um fabricante de
A Rexroth dá suporte a operadores de máquinas durante
máquinas de liderança mundial para desenvolver um kit de
todo o processo de modernização. Programas de simulação
modernização padrão para máquinas de série. Isto reduz
desenvolvidos especificamente determinam antecipada-
um esforço adicional e garante rápido aumento de
mente as possíveis economias da aplicação concreta. Após
eficiência e produção.
Bosch Rexroth Ltda.
Av. Tégula, 888
12952-820 - Atibaia - SP - Brasil
Tel.: +55 11 4414.5600
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