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Elettrificazione GENNAIO-FEBBRAIO 2023 AUTOMAZIONE OGGI 443 | 87 batterie possono inoltre appesantire la barca, aumentando il fabbisogno di potenza. Nelle ap- plicazioni nautiche ad alte prestazioni, il motore deve azionare l’elica ad alte velocità continuando a fornire la massima potenza e coppia. Questi requisiti simultanei rappresentano delle grandi sfide per le soluzioni elettriche. Il motore deve funzionare ad alta corrente istantanea e a densità di corrente, con conseguente campo di funziona- mento vicino ai limiti termici. L’autonomia è un altro fattore critico per le applicazioni nautiche. Gli acquirenti, infatti, si aspettano che la barca stia in acqua per un giorno intero senza dover ricaricare le batterie. Questo requisito significa che il motore dovrebbe fornire performance a li- velli accettabili attraverso tutta la gamma di ten- sione della batteria, da completamente carica a completamente esaurita. Se in corrispondenza dei voltaggi più bassi la performance peggiora, la user experience sarà meno soddisfacente, sco- raggiando così l’adozione di soluzioni elettriche. Gli elementi chiave di El-Iseo Riva El-Iseo Riva è un prototipo di motoscafo ad alte prestazioni che necessita della massima potenza e coppia ad alte velocità dell’elica. Ciò richiede un’elevata quantità di corrente dal mo- tore elettrico, tale da spingere il sistema in zona di prossimità con i limiti termici. Per questo mo- tivo, Parker ha effettuato simulazioni accurate e condotto analisi di caratterizzazione, usando appositi software per identificare e selezionare un motore che potesse soddisfare questi re- quisiti. Dopo i primi test di caratterizzazione e simulazione, il team ha corretto le esigenze di progettazione per velocità, coppia e potenza. La completa conoscenza del comportamento termico del motore è stata fondamentale per il design finale del motoscafo per via della necessità di alte prestazioni. Tutto ciò ha reso indispensabile l’utilizzo degli strumenti di ca- ratterizzazione termici. Solo attraverso questo processo iterativo e mediante l’utilizzo dei sof- tware di Parker il team è stato in grado di te- stare il design e selezionare i componenti ideali. La tecnologia elettrica dietro il prototipo Riva Il prototipo utilizza un motore elettrico proget- tato da Parker per il mercato mobile. Il GVM310 ha le caratteristiche ideali per l’ambiente nau- tico, vantando il 97% di efficienza e una densità di alimentazione molto alta. Entrambe queste caratteristiche sono infatti essenziali per il set- tore, dove ai motori compatti vengono richiesti i lunghi tempi di autonomia a fronte di poco spazio occupato. Il brevettato sistema di raffred- damento riduce il rumore del motore e migliora le prestazioni e l’efficienza. I motori GVM funzio- nano in maniera costante lungo tutta l’ampia gamma di voltaggio da 24 a 8.000 Vc.c., per na- vigare sia a batteria completamente ricaricata sia completamente esaurita. Questi motori, molto leggeri e a bassa inerzia, offrono ai designer una combinazione di potenza di picco ad alte velo- cità che è essenziale per le applicazioni nautiche. La velocità massima del GVM310 è 8.000 rpm. I motori della gamma GVM di Parker sono robusti e in grado di affrontare le difficili condizioni che la navigazione impone. Questi motori resistono all’acqua salata, hanno una soglia di resistenza adatta ad alte vibrazioni e possono sopportare urti improvvisi. I motori GVMpossono operare in ambienti con temperature che vanno dai -40 °C e raggiungono anche i 140 °C. Un inverter GVI converte la corrente continua della batteria in corrente alternata per il motore. Questa tecno- logia è progettata per applicazioni mobile ad ampia tensione e per sopperire alla richiesta anche al picco di potenza del GVM310. Il sistema di raffreddamento ad acqua dell’inverter mi- gliora la sua efficienza e riduce la sua impronta sul motore. I prodotti GVI offrono un alto livello di protezione dall’ingresso di acqua e polvere. I motori GVM contengono sensori termici per la protezione dal surriscaldamento, che attivano un allarme attraverso il pannello di controllo nel caso in cui le temperature diventino troppe ele- vate e possono essere configurati per effettuare correzioni automatiche alla corrente di alimenta- zione che arriva dall’inverter. Un sensore cut-off protegge il motore da eventuali danni se i limiti della sicurezza vengono superati. La connessione meccanica Sebbene la connessione meccanica tra il mo- tore e l’elica esuli dal campo di applicazione di Parker in questo progetto, questo collega- mento fornisce un contributo critico all’affi- dabilità del sistema. Le vibrazioni eccessive originate dall’elica e riversate sull’albero mo- tore potrebbero causare danni a lungo termine o perfino guasti irreparabili. Per questa ragione, Parker ha aiutato il cliente nella scelta del mi- glior design possibile per questa applicazione. Il disegn ottimale di collegamento include le specifiche per le molle così come il posizio- namento e i diversi tipi di supporto. L’input al design di questi componenti garantisce un ef- ficiente trasferimento di potenza all’elica senza che vengano generate vibrazioni sul motore. Conclusioni El-Iseo Riva offre eccezionali performance di velocità, potenza e coppia basate sul motore GVM310 e sull’inverter GVI di Parker. La solu- zione implementata da Parker fornisce una po- tenza di uscita di 250 kWcon picco a 300 kW, con una velocità di crociera di 25 nodi e velocitàmas- sima autolimitata a 40 nodi. Le sfide dei carichi termici create dalla richiesta di alte performance sono state superate. I sensori termici incorporati segnalano quando la temperatura del motore eccede i normali limiti di utilizzo e il design del collegamento assicura anche che le vibrazioni dall’elica non impattino l’affidabilità del motore. Un prototipo che raggiunge prestazioni straor- dinarie senza limitare l’autonomia. La robustezza infatti delle soluzioni GVM310 permette fino a 10 ore di navigazione in modalità risparmio. Parker Hannifin - www.parker.com Parker ha effettuato simulazioni e analisi accurate con appositi software per identificare e selezionare un motore elettrico in grado di soddisfare tutti i requisiti richiesti dal prototipo L’elevata richiesta di potenza necessita di un’alta quantità di corrente dal motore elettrico, tale da spingere il sistema in zona di prossimità con i limiti termici