Quando si valuta il consumo energetico del sistema idraulico, la maggior parte degli ingegneri si concentra sulla richiesta di potenza di picco. Ma nelle operazioni industriali reali, la fase di standby - e non la fase di lavoro - offre la maggiore opportunità di risparmio energetico.
Durante le fasi di lavoro attive (chiusura della pinza, iniezione, pressatura), qualsiasi sistema idraulico consuma una potenza significativa, indipendentemente dalla tecnologia di azionamento. La differenza di energia tra il funzionamento a velocità-costante e il funzionamento a velocità-variabile durante il lavoro a pieno-carico è relativamente modesta. La vera divergenza si verifica durante lo standby.
In un tipico ciclo di stampaggio a iniezione, la fase di mantenimento della pressione-può durare 30-60 secondi, durante i quali la pompa idraulica mantiene la pressione del sistema solo per compensare le perdite interne attraverso i giochi delle valvole e gli spazi delle guarnizioni. Durante il funzionamento a velocità-costante, il motore continua a funzionare a pieno regime - tipicamente 1450 o 1750 giri/min - mentre il piatto oscillante della pompa si trova ad un angolo vicino allo zero. Ciò spreca quasi tutta la potenza nominale per produrre un flusso utile minimo.
La tecnologia di azionamento a velocità variabile cambia completamente questa equazione. Durante il mantenimento della pressione, il motore rallenta fino a una frazione della velocità nominale - spesso 200-400 giri/min - mantenendo un flusso appena sufficiente a sostenere la pressione. Poiché la potenza della pompa varia con la velocità e le perdite interne in un sistema ben mantenuto sono piccole, l'energia richiesta per il mantenimento della pressione diminuisce drasticamente. I dati sul campo confermano un risparmio energetico pari o superiore all'80% durante questi periodi di standby.
Questo principio si applica a tutti i tipi di pompe idrauliche. Le pompe a ingranaggi, le pompe a ingranaggi interni e le pompe a pistoni assiali traggono tutte vantaggio dalla riduzione della velocità durante le fasi di bassa-domanda. Specificamente per le pompe a pistoni assiali - come i modelli a cilindrata variabile Rexroth Tipo A4VSO - la combinazione del controllo della velocità con la regolazione dell'angolo del piatto oscillante (approccio DFEn) massimizza l'efficienza durante l'intero ciclo operativo.
Per i progettisti di sistemi idraulici e i responsabili della manutenzione, il punto pratico è chiaro: quando si calcola il potenziale risparmio energetico derivante dagli azionamenti a velocità variabile, concentrarsi sul profilo del ciclo di lavoro. I sistemi con lunghi periodi di attesa o di mantenimento della pressione-- comuni nelle applicazioni di stampaggio a iniezione, pressofusione e presse - offrono il massimo ritorno sull'investimento. I sistemi che funzionano quasi a pieno carico registrano continuamente guadagni percentuali inferiori.
La prospettiva del costo del ciclo di vita rafforza questo concetto: con costi operativi che rappresentano l'80-95% del costo totale di proprietà nell'arco della vita utile di un sistema idraulico, anche una riduzione del 30-50% del consumo energetico in standby si traduce in sostanziali risparmi cumulativi.
