Please use another Browser

It looks like you are using a browser that is not fully supported. Please note that there might be constraints on site display and usability. For the best experience we suggest that you download the newest version of a supported browser:

Internet Explorer, Chrome Browser, Firefox Browser, Safari Browser

Продолжать использовать текущий браузер

Технологии приводов

Открытие Вернером фон Сименсом принципа динамо-машины и разработка первых электродвигателей помогли добиться прорыва в машиностроении и ускорить процессы производства. Сегодня компания «Сименс» поставляет приводы практически любого назначения. 

Первый электрический пассажирский лифт на промышленной выставке Пфальцгау в Мангейме, 1880 год
Первый электрический пассажирский лифт на промышленной выставке Пфальцгау в Мангейме, 1880 год

1880 год: первый электродвигатель лифта

В 1879 году Вернер фон Сименс построил первую электрическую железную дорогу. Электропитание для поезда подавалось через рельсы. В том же году у него возникла идея создания электрического лифта. В письме своему брату Карлу Вернер говорил о своей уверенности в том, что динамо-машина, используемая в качестве электродвигателя поезда, также «очень подходит» для управления лифтами и поворотными кругами сортировочных станций. Вскоре у него появилась возможность воплотить свою идею в жизнь. 

В апреле 1880 года организаторы промышленной и сельскохозяйственной выставки Пфальцгау в Мангейме спросили его, может ли компания «Сименс» создать «электрический лифт» – первый в мире – для их мероприятия. Вернер фон Сименс принял заказ, но работа заняла больше времени, чем планировалось, и в июле выставку пришлось открыть без этого технического чуда. Электрический лифт удалось установить в Мангейме только в конце августа. Электродвигатель размещался под полом и толкал лифт вверх с помощью зубчатой передачи. Лифт вызвал огромный интерес публики: с сентября по середину ноября более 8 000 человек опробовали новое средство перемещения, чтобы насладиться видом Мангейма с высоты птичьего полета. 

image
Кран в порту Гамбурга, 1891 год

1891 год: первый привод подъемного крана

В 1891 году на одной из пристаней в порту Гамбурга был введен в эксплуатацию первый электрический поворотный кран. Хотя сам кран построила гамбургская фирма «Нагель и Кемп» (Nagel & Kaemp), электрическое оборудование для него поставила компания «Сименс и Гальске». Грузоподъемность крана составляла 2,5 тонны, а скорость подъема – 1 м/сек. Высокоэффективный привод возвращал электроэнергию по мере опускания тяжелых грузов и сохранял ее в аккумуляторной батарее. После устранения некоторых проблем на начальном этапе устройство исправно работало более трех десятков лет.

 

А в 1894 году в новом порту Рийнхавен в Роттердаме компания «Сименс» вместе с тем же партнером построила сначала шесть, а затем еще семь кранов. Электрические подъемные краны с центральным управлением вытеснили использовавшиеся до того паровые механизмы. К 1900 году был введен в эксплуатацию уже 21 кран грузоподъемностью до 4 тонн каждый. Новая технология была настолько успешна, что на все новые краны, которые требовались для дальнейшего расширения порта Рийнхавен, в обязательном порядке устанавливались электрические приводы.

image
Реверсивный электродвигатель прокатного стана на сталелитейном заводе в г. Георгсмариенхютте вблизи Оснабрюка, 1906 год

1906–07: первый в мире реверсивный электрический привод

В 1906–07 годах компания «Сименс» создала первый в мире реверсивный электрический привод для линии блюминга на сталелитейном заводе в г. Георгсмариенхютте вблизи Оснабрюка. Максимальная мощность электродвигателя составляла 6 550 кВт.

 

Двухъякорный реверсивный электродвигатель служил для прокатывания стальных слитков весом около 5 тонн. Он имел два якоря, создающих крутящие моменты до 100 тонн на общем валу при максимальной скорости вращения 60 об/мин. Поскольку в электродвигателе было две части, диаметр якоря и его центробежную массу можно было существенно уменьшить. Это позволяло быстро менять направление вращения электродвигателя, что требовалось для проката, а также сокращало энергопотребление.

 

Управление осуществлялось с помощью контроллера маховика, состоящего из четырех одинаковых двигателей постоянного тока, каждый из которых был соединен с усиленным маховиком. В отличие от паровых прокатных станов, использовавших для торможения системы встречный поток пара, линию с электрическим приводом можно было затормозить практически без потерь. Электродвигатель мог менять направление линии до 28 раз в минуту, что существенно превышало реальную потребность во время нормальной работы. 

Умный электродвигатель Simodrive Posmo A, 1999 год
Умный электродвигатель Simodrive Posmo A, 1999 год

1999 год: Simodrive Posmo A

Первоначально приводная техника располагалась в шкафах управления, то есть управлялась централизованно. Лишь в 90-х годах ХХ века системы управления начали постепенно делать распределенными (децентрализованными). Для этой цели были разработаны «умные» приводы, подходящие, в частности, для выполнения сложных задач. 

 

Важной вехой в развитии этой технологии стало создание позиционного привода Simodrive Posmo A, представленного компанией «Сименс» в 1999 году. Его управление было встроено непосредственно в сам электродвигатель. Это позволило применять так называемые «электронные валы» без использования дополнительных механизмов. А отдельные электродвигатели получили возможность «общаться» друг с другом, например для координации скоростей. В результате при использовании подобных приводов износ оборудования снижался, а эффективность производства повышалась. 

image
Золотой прииск Паракату в Бразилии, 2009 год

2008 год: первая в мире рудоизмельчительная мельница с функцией встряхивания застывшей шихты

В 2008 году «Сименс» осуществил пуск первой в мире рудоизмельчительной мельницы с функцией встряхивания застывшей шихты (Frozen Charge Shaker) на золотом прииске Паракату в Бразилии, принадлежащем канадской корпорации «Кинросс Голд» (Kinross Gold Corporation). При помощи этого решения, интегрированного в безредукторный привод стана Simine Mill GD, налипшую на внутренние стенки мельницы шихту можно удалять по мере необходимости, защищая тем самым мельницу от повреждений из-за неконтролируемых обвалов кусков этой шихты и значительно сокращая время технического обслуживания. При себестоимости производства в несколько тысяч долларов США в час использование данного решения позволило исключить многомиллионные потери в результате каждого перерыва на техническое обслуживание. 
 

При проведении технического обслуживания рудоизмельчительные мельницы, используемые в горной промышленности, останавливаются на несколько часов или дней. За это время оставшаяся внутри шихта легко может затвердеть и прилипнуть к стенкам мельницы, превратившись в так называемую застывшую шихту. При повторном запуске мельницы возникает опасность, что застывшая шихта не отвалится от стенок сразу же, а сначала будет вращаться вместе с барабаном и затем упадет с большой высоты. В результате это может привести к серьезным повреждениям оборудования. С помощью встроенной в приводную систему Simine Mill GD функции встряхивания застывшей шихты такие отложения можно легко отделить, включив специальный режим работы мельницы.

Integrated Drive Systems (IDS) для управления и автоматизации складского оборудования, 2014 год
Integrated Drive Systems (IDS) для управления и автоматизации складского оборудования, 2014 год

2013 год: интегрированные приводные системы

В 2013 году компания «Сименс» представила новое решение в сфере приводной техники – «Интегрированные приводные системы» (Integrated Drive System, IDS). Оно было основано на тройной технологической интеграции. Горизонтальная интеграция означает, что компоненты системы подбираются из огромного ассортимента редукторов, муфт, электродвигателей и инверторов «Сименс» для оптимального выполнения конкретных задач на производстве. 

 

Вертикальная интеграция, означающая интеграцию приводной системы в архитектуру соответствующего производственного процесса, осуществляется за счет включения IDS в TIA, что позволяет обеспечить наилучшую связь и контроль над компонентами. 

Третьим аспектом IDS является интеграция жизненного цикла. Компания «Сименс» предлагает комплексные решения для управления жизненным циклом производственных систем. Будь то проектирование, планирование, инженерно-технические и пусконаладочные работы, эксплуатация или сервисное обслуживание, IDS позволяет использовать потенциал оптимизации максимально эффективно.

image
Конвейерная система с прямым приводом на руднике Куахоне в Перу, 2015 год

2015 год: крупнейшая в мире конвейерная система с прямым приводом

Антапачай и Лас-Бамбас – первые медные рудники в Перу, на которых в 2012–13 годах были установлены безредукторные приводы. Спустя два года компания «Сименс» создала крупнейшую в мире конвейерную систему с прямым приводом для рудника Куахоне в Перу, принадлежащего мексиканской горнодобывающей компании «Саузерн коппер корпорейшн» (Southern Copper Corporation, SCC). Конвейер заменил рельсовые пути, по которым руда транспортировалась на фабрику.

В дополнение к традиционным приводам в этом проекте компания «Сименс» использовала интегрированные приводные системы (IDS) с прямыми приводами. Поскольку в них было меньше подверженных износу деталей, таких как шестерни, муфты и подшипники, они отличались высоким уровнем эксплуатационной готовности. Кроме того, использование в конструкции прямых приводов позволило создать конвейер непрерывного действия, что в свою очередь поспособствовало минимизации времени простоя, сокращению расходов и объема технического обслуживания.
 

В этом конвейере – три отдельных сегмента, оснащенных в общей сложности пятью интегрированными приводными системами. На самом большом сегменте используются два прямых привода, каждый мощностью 6000 кВт. Две подающие и забирающие ленты меньшего размера работают от двух низковольтных электроприводов мощностью 500 кВт и одного высоковольтного – мощностью 1200 кВт.