|
En finländsk 'success story':
Frekvensomvandlare
FÖR
HELA VÄRLDEN
Kan man reglera varvtalet hos en kortsluten
asynkronmotor, sparar man energi och pengar. Ingenjörerna
vid Strömberg i Helsingfors utvecklade frekvensomvandlare
som blev en världssuccé ? och ett av ABB:s strategiska
kärnområden.
Att reglera varvtalet hos likströms-motorer
är relativt enkelt. Där-för blev de i tiden populära
i många industriella tillämpningar. Motorer som arbetar
med växelström, d.v.s. billigare kortslutna asynkrona
motorer, är däremot besvärliga, eftersom de roterar
i takt med nätfrekvensen.
 I slutet av 1960-talet
konstaterade man att likströmsdriften var utvecklad så
långt det var möjligt. Vid Strömberg kom man
då på idén att titta på kortslutna växelströmsmotorer,
som redan var standard. Det fanns hundra gånger fler växelströmsmotorer
än likströmsmotorer i bruk.
"Lyckas vi reglera varvtalet hos en dylik standardmotor,
öppnas enorma marknader inom de mest varierande branscher",
säger DI Martti Harmoinen, ABB Industrys produktutvecklingschef.
"Med facit i hand kan man konstatera att idén var
god."
Harmoinen har varit med om utvecklingen av frekvensomvandlare
från första början. Som ett tack för sina
insatser förlänades han professorstitel år 1995.
Ännu i slutet av 1960-talet publicerade forskarna inom
industrin rätt öppet sina resultat i facktidningarna.
Strömbergs produktutvecklingsgrupp ? då på tre
personer ? läste flitigt och valde ett sätt att gå
vidare. Valet föll på den s.k. PWM-tekniken (Pulse
Width Modulation, modulering av pulsbredden). Det visade sig
vara ett gott val, eftersom tekniken bygger på halvledarkomponenter,
som redan då utvecklades dramatiskt.
Metron mognadsprov
Helsingfors metro i slutet av
1970-talet var enligt Harmoinen en verklig utmaning, allting
var nytt. Inga liknande projekt med växelströmsmotorer
hade gjorts tidigare. Exempelvis spårvagnarna i staden
byggde helt på 'klumpig' likströmsteknik och där
fanns ingenting att hämta.
 "Vi var tekniskt sett
hårt pressade", säger Harmoinen. "Listan
över fel var lång, när det första så
kallade förtåget provades. Men genom att systematisera
felavhjälpningen gick det relativt snabbt att ta fram bättre
lösningar. När det sedan gällde de slutliga leveranserna,
fungerade allt som det skulle. Inte enbart förtåget,
utan hela tågsetet."
Trots det påfrestande projektet med metron insåg
utvecklingsgruppen att majoriteten av de möjliga tillämpningarna
måste finnas inom industrin och samhället i övrigt.
Så gott som alla växelströmsmotorer, oberoende
av om de används för vattenpumpning, luftkonditionering
eller varför inte pappersmaskinsdrift, fyller sitt ändamål
bättre och blir energisnålare när deras rotationsfrekvens
kan regleras. Dessutom sparas själva maskineriet från
slitage och det finns inget behov av att investera i t.ex. energislösande
strypflänsar eller andra bromsande lösningar.
Mindre, men effektivare
Liksom på andra områden
där halvledartekniken utgör basen i produkterna, har
utvecklingen av inverterteknik lett till mer kompakta och effektiva
produkter. Dagens moderna frekvensomvandlare från ABB innehåller
även den senaste IGBT-tekniken (Insulated Gate Bipolar Transistor),
som gör att samma omvandlingsteknik kan utnyttjas i olika
tillämpningar, t.ex. pumpar, fläktar, bandtransportörer,
kompressorer, extrudermaskiner och centrifugar upp till flera
megawatt.
Nyast är det tills vidare något hemliga projektet
med IGBT-modulerna Eco4&5, som innebär att frekvensomvandlarna
kommer att bli mycket kompakta jämfört med tidigare
varianter.
"Vi integrerar kraftkällan och styrlogiken i samma
enhet, som blir kärnkomponenten i vår produkt. Vi
levererar ju inte enbart frekvensomvandlare, utan ett koncept
för att reglera elmotordrivna processer", säger
Martti Harmoinen.
ABB Industrys produktutvecklare i Finland är inte längre
ensamma. Medverkande i projekt Eco är sju tillverkare av
specialkomponenter och vissa av ABB:s övriga enheter. Alla
specifikationer görs här i Finland och de diskuteras
med alla tillverkare.
"Invertertekniken är ännu i sin linda och på
intet sätt färdigutvecklad. Säkert är också
att storleken på apparaterna ytterligare kommer att minska
samtidigt som effekten ökar. Datorteknikens utveckling skapar
nya möjligheter, t.ex. när det gäller användar
vänliga verktygför styrning och kontroll av industriella
eller andra processer."
Lyckad fusion
På 1980-talet blev det problem för Strömberg.
Kunnande fanns det tillräckligt av på deteltekniska
området, men beträffande marknadsföringen var
situationen besvärlig, eftersomkanalerna inte var speciellt
välutvecklade. Företaget var för litet för
att på egen hand klara denglobala marknaden.
Efter ett kort mellanspel med Kymmene som ägare övertog
svenska Asea hela företaget år 1986. Året därpå
fusionerades Asea och schweiziska Brown Boveri och världen
begåvades med ABB.
"Fusionen var en nödvändighet och en stor lättnad
för oss som höll på med frekvensomvandlare",
säger Harmoinen. "Vi fick tillgång till ett globalt
distributionsnät."
Köpet av Strömberg var på inget sätt
fy skam för ABB. Den finländska grenen har redan under
ett flertal år gjort bäst ifrån sig och tagit
hem de största vinsterna, relativt sett.
Bjarne Nyman
Produktutveckling och marknadsföring
av nya produkter är inte alltid gravallvarlig verksamhet.
Det finns även humoristiska inslag som speciellt i efterhand
förgyller tillvaron och vållar munterhet i den grå
vardagen.
Marknadschef Mauri Peltola erinrar sig en utställning
i Hannover i slutet av 1970-talet. Strömberg var på
plats och demonstrerade hur frekvensomvandlaren Sami kunde spara
energi vid pumpning av vatten. Det gjorde man åskådligt
genom att pumpa vatten från en cistern till en annan. Allt
gick väl, men en morgon var det förkylt. Föregående
natt hade en skämtare ? kanske konkurrent ? varit
framme och hällt tvättmedel i den ena av cisternerna.
När de första besökarna skulle testa systemet
skummade cisternerna över och hela golvet i montern fylldes
med skum. Muntert? Inte för Strömbergs representanter,
som inför en intresserad mässpublik fick hålla
på med moppar och
hinkar för att städa upp.
En annan oförglömlig incident inträffade på
en mässa i Göteborg. Bland besökarna fanns en
elingenjör från en stor svensk cellulosafabrik. Han
kände till de dåvarande frekvensomvandlarnas svaga
punkter och handlade med elakt uppsåt. Han slog på
och av huvudkontaktorn så många gånger att
Sami brakade samman. Sedan gick han leende bort. Snopet för
utställarna.
Ett år senare försökte sig den illvillige
ingenjören på samma trick. Han fick tji, för
produktutvecklarna hade under det gångna året rättat
till problemet. Glädjen blev om möjligt ännu större
hos utställarna, när den humoristiske ingenjören
berättade att han precis utfört samma 'test' med Aseas
frekvensomvandlare. Den brakade samman.
BN
|
