Kartonkikoneen sähkökäyttöjen päivitys valta-akselin poiston yhteydessä

Abstract

Opinnäytetyö tehdään Stora Enson Imatran tehtaille Kartonkikoneelle 1. Kartonkikoneella on käytössä valta-akseli, joka antaa mekaanisen käyttötehon koneen kahdeksalle käytölle. Työn tarkoituksena on perehtyä valta-akselikäytön päivittämiseen teknisesti nykypäivän tarpeiden mukaisesti sähkökäyttöjen osalta. Sähkökäyttöjen päivityksessä otetaan huomioon koneen nopeuden nosto nykyisestä 430 m/min nopeuteen 600 m/min. Nopeuden nostosta johtuen myös koneen muiden käyttöjen tehontarve arvioidaan uudelleen. Työssä esitellään miten kartonkikoneen sähkökäytöt tulisi mitoittaa ja millaisia vaatimuksia käytöt asettavat moottoreille ja niiden syöttölaitteille.

Työssä selvitetään erilaisien moottorityyppien soveltuvuutta uusittaville käytöille. Vaihtoehtoina sähkökäyttöjen moottoreiksi ovat tasavirtamoottori, vaihtovirtamoottori sekä kestomagnetoitu tahtimoottori. Moottoreiden syöttölaitteistoon perehdytään taajuusmuuttajien ja linjakäytön osalta. Sähköenergian hinnan kallistumisen myötä pohditaan myös sähkömoottoreiden energiatehokkuutta ja selvitetään moottoreiden hyötysuhteen merkitystä niiden elinkaaren aikana.

Nopeuden noston myötä moottoreiden kasvavaa tehontarvetta on arvioitu aikanaan kuivausryhmien inertiaan perustuvan laskentaohjelman avulla. Laskentaohjelmalla on saatu tarvittavat käyttöpisteiden mitoitustehot käytöille.

Työssä on esitelty kolme erilaista moottorityyppiä kartonkikoneelle. Vertailujen perusteella sähkökäytöiksi ehdotetaan oikosulkumoottoreita ja kestomagnetoituja tahtimoottoreita linjakäyttöperiaatteella. Molemmat moottorityypit sopivat hyvin kartonkikoneen käytöille.

This final year project was made in Stora Enso´s Imatra Mills to the board machine 1, BM1. The BM1 has a power shaft which gives mechanical power to the eight drives. Five of these are the drying group’s drives and three press group’s drives. The purpose of this final year project was to design a technical upgrading to the power shaft drives. Increasing machine speed from 430 m/min to 600 m/min is taken into account in the upgrading process. When the speed is increased, also other drives´ power demand must be estimated again. This thesis shows the design principle of drives and what kind of requirements the drives set on motors and their control devices.

This thesis presents how suitable the different types of engines are for upgrading the drives. Motors are direct current motors, induction motors and permanent magnet synchronous motors and also motors´ control devices, drives (fre-quency converter) and multi drives. Engine efficiency is an important issue in the selection of the engine. Energy is expensive and thus it is economically to use high efficiency motors. The thesis presents graphically the effect on the cost efficiency of motors.

Power growth has been estimated several years ago with spreadsheet program. Capacities are based on the determination of the drying cylinders´ inertia. Calculated capacities of drives are rated power.

In the thesis are presented three different types of the motors for the board machine 1. The comparison shows that electrical drives can be proposed for the induction motors and permanent magnet synchronous motors with multi drive system. Both are well suited to board machine 1 drives.