Eristyslinjan ruuvipuristimien sähkökäyttöjen modernisointi

Abstract

Työn lähtökohtana oli Prysmian Group Finland Oy:n Pikkalan tehtaan eristyslinjan käyttövarmuuden parantaminen sekä eristyslinjan ekstruusioprosessin ruuvipuristimien sähkökäyttöjen huoltotarpeen optimointi ja energiatehokkuuden parantaminen. Työn tavoitteena oli mitoittaa korvaavat sähkökäytöt ja laatia kustannusarviot investoinneista takaisinmaksuaikoineen. Vaihtoehtoina korvaaviksi moottoreiksi oli oikosulku- tai tahtireluktanssimoottori.

Työssä tutkittiin ekstruusioprosessin toimintaa ja sen asettamia vaatimuksia sähkökäytöille. Työssä selvitettiin tasavirta-, oikosulku ja tahtireluktanssimoottorikäyttöjen vahvuuksia ja heikkouksia sekä vertailtiin niitä keskenään. Työssä selvitettiin myös vaihtosähkömoottoreiden säätömenetelmiä ja käyttösovelluksia. Moottorien mitoituksen periaatteita tutkittiin kiertokenttäkoneiden osalta.

Investointien kustannusarvioita varten mitattiin nykyisten sähkökäyttöjen ottamat sähköiset tehot sekä selvitettiin niiden nimellisarvot. Näiden perusteella selvitettiin sähkökäyttöjen hyötysuhteet. Investointien takaisinmaksuaikojen arviointia varten selvitettiin korvaavien sähkökäyttöjen hyötysuhteet nykyisten sähkökäyttöjen vastaavissa kuormitustilanteissa ABB:n Ecodesign -palvelusta. Kustannusarviota varten laadittiin ja lähetettiin tarjouspyyntö sähkökäytöistä.

Työn keskeiset tavoitteet saavutettiin ja sähkökäyttöjen mitoitus sekä investoinnin kustannusarviot saatiin laadittua. Modernisoitavien sähkökäyttöjen energiatehokkuuden parantamiseksi keksittiin kehitysideoita.

The basis of the thesis was to improve the dependability of the insulation line of Prysmian Group Finland Oy's Pikkala plant, as well as to optimize the need for maintenance of the electrical drives of the extruder of the insulation lines extrusion process and to improve energy efficiency. The goal of the thesis was to size electrical drives and make cost estimates for investments with payback periods. Alternatives for replacement motors were induction or synchronous reluctance motors.

The thesis investigated the operation of the extrusion process and the requirements it sets for electrical drives. In the work, the strengths and weaknesses of DC, induction and synchronous reluctance motor drives were investigated and compared to each other. In the work, the control methods and operating applications of AC motors were also investigated. The principles of engine sizing were studied for rotating field machines.

For the cost estimates of the investments, the electrical powers taken by the current electrical drives were measured and their nominal values were determined. Based on these, the efficiency ratios of electric drives were determined. In order to evaluate the payback times of the investments, the efficiencies of the replacement electric drives in similar load situations of the current electric drives were studied from ABB's Ecodesign service. For the cost estimate, a request for quotation for electrical drives was prepared and sent.

The main goals of the thesis were achieved and the dimensioning of the electrical drives and cost estimates of the investment were prepared. Development ideas were invented to improve the energy efficiency of modernized electric drives.