FAG Active Magnetic Bearing

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1 FAG Active Magnetic Bearing Ganzheitliche Systemlösung aus einer Hand

2 UNTERNEHMEN Globale Präsenz Schaeffler als Lösungsanbieter Schaeffler ist mit seinen Produktmarken INA, LuK und FAG ein weltweit führender Anbieter von Wälz- und Gleitlagerlösungen, Linear- und Direktantriebstechnologie sowie ein renommierter Zulieferer der Automobilindustrie. Mit mehr als Mit arbeitern und rund 170 Standorten in 49 Ländern verfügen wir über ein weltweites Netz aus Produktionsstandorten, For schungs- und Entwicklungseinrichtungen, Vertriebsgesell schaften, Ingenieurbüros sowie Schulungszentren. Kundennähe ist dabei einer unserer wichtigsten Erfolgsfaktoren: Engineering, Produktion und Service bieten wir in der Region für die Region. Gemeinsam mit Kunden werden marktspezifische Lösungen entwickelt und vor Ort produziert. Just in sequence. Ein Beispiel ist das FAG Active Magnetic Bearing. Reduzierte Stillstandzeiten Erhöhte Unwuchtkompensation Schmiermittelfreiheit Parametrisierbarkeit der Leistungselektronik 2

3 PRODUKTNUTZEN Innovatives Komplettsystem Aktives Magnetlager als Systembaukasten Mit dem FAG Active Magnetic Bearing bieten wir ein standardisierte Komplettsystem: Die Einheit besteht aus Fanglagern, aktivem Magnetlager, der passenden Leistungselektronik und Condition-Monitoring-Systemen. Unser Systembaukasten umfasst aufeinander abgestimmte Magnet- und Fanglager und ermöglicht dadurch ein optimiertes Maschinendesign. Die Leistungs- und Steuerungselektronik bietet die Möglichkeit, Parametersätze entsprechend den Anforderungen des Maschinenbetriebs anzupassen. Zugehörige Service-Module runden das Leistungs- und Angebotsspektrum aus einer Hand ab. Optional Condition Monitoring» Weitere Kundenvorteile Optimierung des Anlagenprozesses durch die Leistungselektronik des FAG Active Magnetic Bearing Praktisch keine Geschwindigkeitsbegrenzung, da berührungs loses Magnetfeld Gesteigerte Leistungsdichte = höhere Leistung bei gleichem Bauraum Verbesserung der Total Cost Of Ownership (TCO) und Overall Equipment Effectiveness (OEE) durch höhere Systemzuverlässigkeit Vibrationsdämpfung und Geräuschminimierung 3

4 SYSTEMLÖSUNG Alles aus einer Hand Der Aufbau des modularen Systems Aktives Magnetlager Das Funktionsprinzip des aktiven Magnetlagers ist denkbar einfach: Die Welle wird durch geregelte Magnetfelder zum Schweben gebracht und kann über den Maschinenantrieb in Rotation versetzt werden. Sensoren messen dabei die Abweichungen der Welle von ihrer Referenzlage und die Leistungs- und Steuerungselektronik stellt die notwendigen Magnetkräfte ein, um die Welle stabil zu betreiben. Fanglager Jede Magnetlagerung verfügt über ein Sicherheitssystem die Fanglager. Sie dienen zur Ablage des Rotors bei ausgeschalteten Magnetlagern und zur Sicherheit für die Maschine, falls beispielsweise unerwartete Prozesskräfte oder auch ein Netzausfall zu einem Versagen der Magnetlager führen. Aktives Magnetlager Berührungslose Lagerung (magnetische Felder) Keine mechanischen Reibungsverluste Schmiermittelfreiheit Positionsregelung des Rotors im Luftspalt des Fanglagers Luftspalt zwischen Magnetlager und Rotor im Bereich von 0,4 bis 2,1 mm Fanglager Sicherheitssystem des aktiven Magnetlagers in Anlagen mit Wellengewichten über 9 Tonnen Vermeidung von Maschinenschäden durch kontrolliertes und sicheres Herunterfahren des Systems Fanglager hält mehreren Touchdowns (Wellenabwürfen) stand Schnelle Überprüfung des Lagerzustandes nach Touchdown durch Condition Monitoring Kundenorientiertes Engineering, abgestimmt auf technische Anforderungen Schaeffler-Komplettlösung: FAG Magnet- und Fanglager aus einer Hand 4

5 Steuerungs- und Leistungselektronik Der Einsatz langjährig erprobter und standardisierter Steuerungs- und Leistungselektronik ermöglicht eine leichte Integration der aktiven Magnetlager-Signale in die Maschinenarchitektur. Die Betreiber der magnetgelagerten Maschinen erhalten somit ein in jeder Hinsicht optimiertes Gesamtsystem: Der Gebrauch von Wälz-Fanglagern, die erprobte Steuer- und Leistungselektronik sowie die hohe Ersatzteilverfügbarkeit reduzieren Aufwand und Kosten und erhöhen Leistungs fähigkeit und Zuverlässigkeit. Steuerungs- und Leistungselektronik Standard-Hardware-Module Integration kundenindividueller Parametersätze anwendungs spezifisch möglich Leistungselektronik bis zu 540V/150A An Kundenbedürfnisse angepasste Benutzeroberfläche Condition Monitoring der Anlage durch Ströme und Positionen Erhöhte Unwuchtkompensation 5

6 SERVICE Weltweites Servicenetz Das Dienstleistungsangebot von Schaeffler Expertennetzwerk Als Lösungsanbieter für Magnet- und Fanglagerapplikationen bietet Schaeffler neben Entwicklung und Fertigung der Magnet- Fanglager-Systeme auch alle relevanten Dienst leistungen an von der Inbetriebnahme bis hin zur elektronischen und mechanischen Überwachung. Zu diesem Zweck steht unseren Kunden ein weltweit agierendes Expertennetzwerk zur Seite. Konfiguration, Aufbau, Inbetriebnahme und Wartung der Anlage durch Schaeffler-Ingenieure weltweit Engineering Technische Beratung und Support Kundenorientiertes Engineering, abgestimmt auf technische Anforderungen Systemsimulation und -auslegung Programmierung von Parametersätzen Trainingsprogramm und Schulungen Erstinstallation des Magnetlagersystems Fernüberwachung durch Condition Monitoring Berechnung und Auslegung des Systems unter Verwendung von Schaeffler- Plattformen und kommerziell verfügbaren Tools Zustandsüberwachung Das Condition-Monitoring-System FAG ProCheck erlaubt in Verbindung mit dem bei Schaeffler vorhandenen Know-how über Systemverhalten und Analyse Aussagen und Empfehlungen zum Weiterbetrieb der Anlage. Dies führt nach einem Absturz der Welle in die Fanglager zur Reduzierung von Stillstandzeiten und zur Vermeidung von Lager- und Maschinenschäden. Damit bietet Schaeffler ein wirtschaftliches Komplettsystem, das selbst schwierigste Anforderungen erfüllen kann. Auf Wunsch: Condition Monitoring mit dem FAG ProCheck im Bedarfsfall sprechen unsere Experten eine Empfehlung über den Weiterbetrieb der Anlage aus 6

7 EINSATZGEBIETE Mögliche Anwendungsfelder Einsatzgebiete für aktive Magnetlager Öl und Gas FAG Active Magnetic Bearings sind eine effiziente Lösung für den Einsatz in Anlagen zur Gewinnung, Speicherung und Transport von Öl und Gas. Typische Einsatzgebiete in dieser Branche sind Kompressoren, Expander oder Elektromotoren. Die Schaeffler- Lösung zeichnet sich dabei durch Nachhaltigkeit aus; durch die Ölfreiheit werden Umweltauflagen erfüllt, wodurch sie sich auch zum Einsatz in Naturschutzgebieten eignet. Die Verwendung von Condition Monitoring reduziert in diesen Fällen Stillstandzeiten und Produktionsausfälle. Power Generation Im Bereich der Energieerzeugung finden aktive Magnetlager aufgrund ihrer hohen Effizienz und Zuverlässigkeit beispielsweise Anwendung in Gas- und Dampfturbinen, Mikrogasturbinen, ORC-Anlagen, Kühlmittelpumpen und Speisewasserpumpen. Durch den Einsatz von FAG Active Magnetic Bearings in Kraftwerken wird das Brandrisiko reduziert, da keine Öltanks zur Kühlung der Lager benötigt werden und somit keine brennbare Masse im Gefahrenbereich der Turbine vorhanden ist. Mit Hilfe der Magnetlagersensoren wird der Zustand der Maschine überwacht und Wartungsarbeiten, beispielsweise an der Turbinenschaufel, sind planbar. Weitere Industrieanwendungen Turbogeneratoren und -motoren, Kältekompressoren (HVAC), Gebläse für die Wasserwiederaufbereitung Produktionsmaschinen, Zentrifugen und Separatoren, Schwungmassenspeicher Durch die Verwendung der schnelldrehenden FAG Active Magnetic Bearings wird eine extreme Steigerung der Leistungsdichte erzielt. Dadurch sind kompaktere Maschinentypen realisierbar, die aufgrund der Berührungsfreiheit praktisch wartungsfrei sind. 7

8 MATNR / PMB / D-D / / Printed in Germany by kraus Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG Georg-Schäfer-Straße Schweinfurt magnetic-bearing@schaeffler.com In Deutschland: Telefon Telefax Aus anderen Ländern: Telefon Telefax Alle Angaben wurden sorgfältig erstellt und überprüft. Für eventuelle Fehler oder Unvollständigkeiten können wir jedoch keine Haftung übernehmen. Technische Änderungen behalten wir uns vor. Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG Ausgabe: 2014, November Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit unserer Genehmigung.