Ao avaliar o consumo de energia do sistema hidráulico, a maioria dos engenheiros concentra-se na demanda de potência de pico. Mas em operações industriais reais, a fase de espera - e não a fase de trabalho - oferece a maior oportunidade de poupança de energia.
Durante as fases ativas de trabalho (fechamento da pinça, injeção, prensagem), qualquer sistema hidráulico consome energia significativa, independentemente da tecnologia de acionamento. A diferença de energia entre a velocidade-constante e a velocidade-variável durante o trabalho com-carga total é relativamente modesta. A verdadeira divergência ocorre durante o modo de espera.
Em um ciclo típico de moldagem por injeção, a fase de retenção-de pressão pode durar 30-60 segundos, durante os quais a bomba hidráulica mantém a pressão do sistema apenas para compensar vazamentos internos através de folgas de válvulas e lacunas de vedação. Sob operação de velocidade-constante, o motor continua funcionando a RPM total - normalmente 1.450 ou 1.750 RPM - enquanto o swashplate da bomba fica em um ângulo próximo de zero. Isso desperdiça quase toda a potência nominal para produzir um fluxo útil mínimo.
A tecnologia de acionamento de velocidade variável muda totalmente esta equação. Durante a manutenção da pressão, o motor desacelera para uma fração da velocidade nominal - geralmente 200-400 RPM - enquanto mantém o fluxo suficiente para sustentar a pressão. Como a saída da bomba aumenta com a velocidade e o vazamento interno em um sistema bem conservado é pequeno, a energia necessária para a manutenção da pressão cai drasticamente. Os dados de campo confirmam poupanças de energia de 80% ou mais durante estes períodos de espera.
Este princípio se aplica a todos os tipos de bombas hidráulicas. Bombas de engrenagens, bombas de engrenagens internas e bombas de pistão axial se beneficiam da redução de velocidade durante fases de baixa-demanda. Para bombas de pistão axial especificamente - como modelos de deslocamento variável Rexroth Tipo A4VSO - combinar controle de velocidade com ajuste de ângulo de placa oscilante (a abordagem DFEn) maximiza a eficiência em todo o ciclo operacional.
Para projetistas de sistemas hidráulicos e gerentes de manutenção, a conclusão prática é clara: ao calcular a economia potencial de energia de acionamentos de velocidade variável, concentre-se no perfil do ciclo de trabalho. Sistemas com longos períodos de espera ou de retenção de pressão-- comuns em aplicações de moldagem por injeção, fundição sob pressão e prensagem - oferecem o maior retorno sobre o investimento. Os sistemas que funcionam quase com carga total apresentam continuamente ganhos percentuais menores.
A perspectiva do custo do ciclo de vida reforça isto: com os custos operacionais representando 80-95% do custo total de propriedade durante a vida útil de um sistema hidráulico, mesmo uma redução de 30-50% no consumo de energia em modo de espera se traduz em poupanças cumulativas substanciais.
