Elektrik motorları her gün zorlu koşullarda çalışıyor. Ancak çok azı, ortam basıncının ezici seviyelere ulaşabildiği derin deniz operasyonları kadar ekstrem koşullara maruz kalıyor. Bu ortamlarda güvenilirlik bir seçenek değil, zorunluluktur. Uygulamalar, ekipmana bakım yapılmasının veya ekipmana erişimin mümkün olmadığı uzun süreli operasyonlar boyunca kusursuz şekilde çalışacak, özel olarak tasarlanmış motor çözümleri gerektiriyor.
IKM Subsea Motor Solutions AS, bu alandaki uzmanlığıyla tanınıyor. Şirket, 25 yılı aşkın süredir özellikle su altı uygulamaları için motorlar tasarlıyor ve her yeni nesli saha deneyimlerinden ve müşterilerle yakın iş birliğinden elde edilen bilgiler doğrultusunda geliştiriyor. Su altı sistem mimarileri değişmeye başladığında ise IKM'nin yıllar içinde oluşturduğu bu güvenilirliği koruyacak yeni bir yaklaşıma ihtiyacı doğdu.
Zorluk
Geleneksel su altı motorları, yüzeydeki gemilerden uzun besleme kabloları aracılığıyla çalıştırılır. Standart çözüm, yüksek gerilimli asenkron motorlar olmuştur. Ancak yeni sistem mimarileri farklı bir yaklaşım gerektiriyor.
Daha fazla platformun batarya ile çalışmaya başlamasıyla birlikte, düşük gerilimli sabit mıknatıslı motorların verimliliği büyük önem taşıyor. Ancak bu değişim bazı kısıtlamaları da beraberinde getiriyor. Motorun kompakt ve verimli olması gerekiyor. Maliyet hedeflerini karşılaması ve yıllık nispeten yüksek üretim adetlerini desteklemesi gerekiyor. En önemlisi de, dış basıncın yaklaşık 400 bara ulaştığı, 4.000 metreye varan derinliklerde gerçekleştirilen uzun süreli operasyonlar sırasında güvenilir şekilde çalışması gerekiyor.
IKM, yüksek gerilimli motorlar için kendi bünyesinde sargı tasarımı ve üretimi gerçekleştirirken su altı uygulamalarında kullanılacak daha küçük, düşük gerilimli ve yüksek performanslı motorlar için motor mimarisini tamamlayacak bir çözüm ortağı arayışındaydı.
Çözüm
IKM mühendisleri, mevcut motor platformlarını değerlendirmek üzere Kollmorgen mühendisleriyle yakın iş birliği içinde çalıştı. Sonuç olarak KBM Serisi gövdesiz doğrudan tahrikli motorlar, yeni bir sabit mıknatıslı su altı motorları serisinin temelini oluşturacak şekilde uyarlandı.
Gövdesiz yapı, mekanik yapıya doğrudan entegrasyon olanağı sağlayarak boşluk veya ek arıza noktaları oluşturabilecek dişli kutuları, kayışlar ve kaplinlere olan ihtiyacı ortadan kaldırdı. Ayrıca yükün doğrudan bağlanması, tepki verme kabiliyetini iyileştirirken mekanik bileşen dizilimini de basitleştirdi.
Kollmorgen'ın yüksek performanslı stator ve rotorları, farklı üretim adetlerinde tutarlı elektromanyetik performans ve tekrarlanabilirlik sağladı. KBM platformu ayrıca, tamamen özel bir tasarım gerektirmeden hedefe yönelik modifikasyonların yapılmasına olanak tanıdı. IKM, elektromanyetik çekirdeği ve yüksek çözünürlüklü bir geri besleme cihazını sahada kendini kanıtlamış su altı muhafazasına entegre ediyor. Her motor daha sonra sıkı su altı kalite standartlarına uygun olarak monte ediliyor, test ediliyor ve onaylanıyor; böylece hiçbir ödün verilmeden güvenilirlik sağlanıyor. Bu iş birliğinin sonucunda, su altı hareket kontrolü ve diğer derin deniz uygulamalarında kullanıma hazır, paslanmaz çelik gövdeli bir su altı servo motoru ortaya çıktı.
Sonuçlar
Yeni motor yaklaşımı, IKM'nin geleneksel yüksek gerilimli ürün portföyünü tamamlayarak 4.000 metre derinlikte, 400 bar ortam dış basıncı altında kullanılan, batarya ile çalışan su altı sistemleri için verimli düşük gerilimli çalışma olanağı sunuyor.
Ekip, ortaklaşa geliştirilen uyarlamalarla halihazırda kendini kanıtlamış bir motor kitini temel alarak, tamamen özel bir sabit mıknatıslı tasarımın beraberinde getireceği belirsizlikleri ve uzun teslim sürelerini ortadan kaldırdı. Bu yaklaşım, dar montaj alanlarına uygun kompakt bir tasarım, aşırı basınç altında güvenilirlik ve seri üretime uygun bir maliyet yapısı sağladı. Ayrıca mimari, enerji tüketiminin azaltılmasına olanak tanıyarak sistemin kullanım ömrü boyunca işletme maliyetlerinin düşürülmesini sağlıyor.
Su altı sistemleri gelişmeye devam ederken bu yaklaşım, en derin noktalarda dahi güvenilir hareket çözümleri sunmak için net bir ilerleme yolu ortaya koyuyor.
"Yeni nesil derin deniz motorlarının kompakt, verimli ve tamamen güvenilir olması gerektiği bizim için açıktı. Kollmorgen ile gereksinimlerimizi anlayan ve teknolojisiyle bunları eksiksiz şekilde karşılayabilen bir çözüm ortağı bulduk."
- Tore Aarsland, Teknik Müdür
