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Cos'è un azionamento a velocità variabile?

Nel 1994 Atlas Copco è stata pioniera nello sviluppo dell'azionamento a velocità variabile (VSD) per il settore dei compressori. I compressori VSD sono riconosciuti come i più efficienti dal punto di vista energetico oggi a disposizione e Atlas Copco vanta l'offerta più ampia del mercato. Ma in cosa consiste l'azionamento a velocità variabile? Come funziona e quali sono i vantaggi?

Il compressore più efficiente dal punto di vista energetico di Atlas Copco, il GA VSD+


Un compressore con azionamento a velocità variabile (VSD), "regolatore di velocità" o "a frequenza controllata" regola automaticamente la velocità del proprio motore rispetto al fabbisogno d'aria. Al contrario, un compressore a velocità fissa o "compressore con funzionamento a vuoto" o "compressore di carico e scarico" funziona alla velocità massima, altrimenti si spegne. Basti pensare alle automobili: un "compressore con funzionamento a vuoto" deve andare a 100 km per un'ora oppure si arresta. Questo va bene nel caso in cui l'applicazione richieda un'erogazione di aria compressa a pieno carico o senza carico. Ma la maggior parte delle applicazioni si caratterizza per un fabbisogno di aria variabile, ed è qui che il compressore VSD fa la sua parte. Un compressore con azionamento a velocità variabile regola semplicemente la velocità del motore e dei suoi elementi per soddisfare il fabbisogno.



I vantaggi sono evidenti: un azionamento a velocità variabile funziona solo alla velocità richiesta, facendo risparmiare considerevoli quantità di energia. Se paragonato a un compressore con funzionamento a vuoto, il compressore VSD consente un risparmio medio del 35%, mentre il GA VSD+ addirittura del 50%. Simili risparmi sono importanti:

il 70% del costo di un compressore è costituito dall'energia
L'investimento iniziale o le spese di manutenzione di un compressore non reggono il confronto con i costi per l'energia. La produzione di aria compressa può costituire oltre il 40% della bolletta elettrica di un impianto. Gli studi mostrano che molti stabilimenti produttivi hanno fabbisogni d'aria variabili, ma che tutte potrebbero trarre vantaggio da un compressore VSD. Potete fare i calcoli voi stessi per la vostra installazione di compressori oppure calcolare i risparmi energetici con il nostro strumento online. Naturalmente potete affidare il compito ad Atlas Copco: ogni tecnico di vendita dispone delle competenze e degli strumenti per misurare il vostro fabbisogno di aria compressa e della vostra installazione.

L'azionamento a velocità variabile offre maggiori vantaggi
I risparmi in termini di energia sono l'aspetto più notevole della tecnologia VSD, ma ci sono anche altri motivi per scegliere un compressore VSD o VSD+:
  • Un compressore VSD è in grado di avviarsi e arrestarsi alla massima pressione del sistema, senza la necessità di scaricare, risparmiando in questo modo tempo ed energia.
  • Assenza di tempi di inattività, assenza di scarico in normali condizioni operative
  • Con un VSD si evitano le correnti di picco all'avvio e, pertanto, anche le penali imposte dalla maggior parte delle compagnie elettriche.
  • Grazie alla minore pressione del sistema, le perdite sono minimizzate.

Come funziona un compressore VSD?

Il cuore del GA VSD+: la trasmissione


Il segreto è nella trasmissione, nella combinazione di motore ed elemento. La tecnologia dell'azionamento a velocità variabile funziona al meglio con i compressori rotativi a vite, dal momento che la loro portata e il loro consumo di energia sono praticamente proporzionali alla velocità che producono. Pertanto, quando il motore si adatta alla velocità, anche gli elementi a vite fanno lo stesso e, di conseguenza, la quantità di aria compressa erogata . Il motore elettrico è progettato specificamente per il lavoro che deve svolgere, con un'attenzione particolare ai requisiti di raffreddamento e all'efficienza per tutta la gamma di velocità.

I motori delle unità VSD standard sono a induzione, accoppiati agli elementi a vite mediante ingranaggi, ma il nostro VSD+ è caratterizzato da un motore a magneti permanenti interni, un design rivoluzionario realizzato nei nostri stabilimenti. Il motore condivide un rotore con gli elementi a vite, pertanto è ad azionamento diretto, eccezionalmente silenzioso e, soprattutto, particolarmente efficiente dal punto di vista energetico. Scoprite di più sul funzionamento di un motore a magneti permanenti. L'intera trasmissione del VSD+ è a circuito chiuso, al cui interno il motore e gli elementi sono entrambi raffreddati ad olio: un altro modo per risparmiare energia. Guardate il principio di funzionamento del VSD+.

La velocità del motore di un compressore VSD è tenuta sotto controllo da un invertitore di frequenza e dal controller incorporato, l'Elektronikon®, elettronica che misura la pressione del sistema e regola la velocità del motore rispetto al fabbisogno effettivo di aria.

La tecnologia VSD per ogni applicazione

I compressori a vite a iniezione di olio sono sempre stati il modello più ovvio di compressori su cui montare un VSD. Gli elementi a vite rotativi sono particolarmente adatti ad essere controllati dal VSD. Poiché alcune applicazioni richiedono aria oil-free, abbiamo una soluzione dedicata anche in questo caso.

Ecco le tecnologie per le quali sono disponibili le varianti VSD:

1. Compressori a vite a iniezione di olio: GA VSD e GA VSD+
La soluzione per qualsiasi applicazione generica che richieda aria compressa di alta qualità. Dalle officine più piccole alle aziende automobilistiche di maggiori dimensioni, a bordo di navi e in tutti i tipi di impianti di assemblaggio. Disponibili in dimensioni che variano da 5 a 315 kW (7,5 – 200 CV)

2. Compressori a camme oil-free, ZT/ZR VSD
L'elemento di compressione a camme doppio dei ZR/ZT non richiede alcun tipo di lubrificazione. Questi compressori sono particolarmente adatti per tutte le applicazioni oil-free critiche quali la verniciatura a spruzzo, nonché per i laboratori e le applicazioni mediche e farmaceutiche, per gli stabilimenti alimentari e delle bevande. Anche gli impianti di produzione di componenti elettronici prediligono i vantaggi della tecnologia completamente oil-free. Disponibili in dimensioni comprese tra 22 e 55 kW (30 – 75 CV)

3. Compressori a vite ad iniezione d'acqua, AQ VSD
Invece di usare olio, questi compressori sono raffreddati e lubrificati ad acqua. L'AQ contiene elementi a vite poli-ceramici e i cuscinetti sono lubrificati ad acqua, per questo la trasmissione è al 100% priva di olio… e quindi, anche l'aria compressa. Questi compressori possono essere utilizzati in qualsiasi applicazione oil-free, ma sono generalmente scelti per impieghi particolari quali la verniciatura a spruzzo, lo stampaggio ad iniezione e per far funzionare robot industriali e telai a getto. Disponibili in dimensioni comprese tra 15 e 55 kW (20 – 75 CV)

4. Compressori a vite oil-free, Z VSD, ZS VSD
Disponibile in versione ridotta (ZE e ZA VSD) e media (ZR e ZT VSD), il compressore a vite oil-free Z offre la gamma più ampia possibile di compressori a vite oil-free dotati di tecnologia VSD. Per qualsiasi richiesta superiore a 55 kW (75 CV), è disponibile un compressore a vite oil-free. Con tutte le gamme combinate, Atlas Copco offre soluzioni per i settori alimentare e delle bevande, farmaceutico, medico e della componentistica elettronica, in tutte le forme e dimensioni. Disponibili nelle dimensioni comprese tra 22 e 900 kW (30 – 1253 CV)

5. Soffianti a vite e centrifughe oil-free, ZB VSD e ZS VSD
Il modello ZS utilizza una vite rotativa oil-free, il modello ZB è una soffiante centrifuga, entrambe erogano aria compressa oil-free a bassa pressione. Sono utilizzate nel trasporto pneumatico e nelle miniere, inoltre sono perfette per gli impianti di trattamento delle acque reflue. Disponibili in dimensioni comprese tra 22 e 355 kW (30 – 475 CV)