Il progetto Pieter Schelte - Ansaldo Sistemi Industriali

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Before its implementation, these solution
have been qualified by means
of specific vibration test, performed
in accordance with Lloyd's Register
regulations. The tests concerned the
power module, the control system
panel and crow-bar rack.
In order to satisfy the EMC requirements
in terms of compatibility and
emissions we revised the position of
components inside the auxiliary and
control cabinet. The control cabinet has
been segregated by rest of the converter
with a special EMC gasket installed
on the internal part of the door.
Again specific EMC tests have been
performed to qualify this solution before
its implementation.
In order to satisfy the most stringent
IP54 requirements concerning the degree
of protection and considering the
maximum ambient temperature of 50
°C degrees, we designed a special water-air
heat exchanger certified according
to Lloyd's Register Classification,
able to remove the power losses generated
inside the converter.
The IP54 protection does not allow
any opening to drive the heated air
out of the converter, so the heat ex-
Ettore Merli
changer cools the heated air and puts
it back into circulation by using forced
air path inside the converter itself.
In addition, to ensure an high life-cycle
service of the components and to
avoid the fan to work always at full
speed, we decided to control its rota-
tion depending on the need for heat
exchange. A system of special sensor
can detect any water leakage inside
the heat exchanger and a special filter
(mazing filter) prevents that the water
gets in touch with the electric components
in particular in the medium
voltage sections.
The main constraints for the heat exchanger
were that it was compact and
suitable to the position already identified
for power modules.
Furthermore it is designed to be used
also for the industrial applications. In
this case the structure is the same, but
the installation of the internal components
is easier since it is not necessary
for the heat exchanger to meet
specific requirements in terms of resistance
to vibration.
The delivery and return system of the
main stainless steel pipes for the internal
cooling circuit and its distribu-
tion to the power modules and to
other devices with flexible pipes and
fast joints Parker, have been designed
by using our experience for SVTN for
marine applications. This solution has
been applied in order to provide a
standardization of applicative solutions
even among different products and to
reinforce our experience and knowledge
in other projects.
All the above technical solutions has
been improved to be applied also to a
converter with higher power like
SVGN 12K0.
Regarding the schedule of our project
we have fully tested 5 converters that
are waiting for the final inspection by
the Customer.
Then they will be packed and shipped
to Netherlands where Allseas is storing
all the electrical components waiting
to deliver them to the yard.
Other 3 converters will be tested during
the first week of March.
The complete delivery to the Customer
of the all the 12 converters is
scheduled by the end of April
INTEGRITY
Come già detto Ansaldo Sistemi Industriali fornisce i 12 quadri convertitori per alimentazione dei thrusters. La progettazione dei
quadri è stata effettuata implementando tutti quei requisiti necessari per l’ambiente “marine” quali la carpenteria in esecuzione
speciale con maggiore spessore della struttura e dei pannelli, la verniciatura anche all’interno come protezione rispetto all’ambiente
corrosivo e il rinforzo dei fissaggi per tenere conto delle possibili vibrazioni trasmesse dalla struttura della nave.
Per garantire la resistenza alle vibrazioni e rendere più semplice l’installazione dei quadri convertitori è stata elaborata una nuova
soluzione in base alla quale si è deciso di montare i supporti antivibranti non all’esterno fra il quadro e il contro basamento, ma all’interno,
in corrispondenza di quei componenti identificati come i più sensibili alle vibrazioni quali il sistema di controllo ed il rack
crow-bar. Il sistema di controllo è montato su un pannello a sua volta montato su antivibranti e anche il rack crow-bar è montato
su antivibranti.
Tutte queste scelte tecniche sono state validate prima dell’implementazione mediante specifiche prove di vibrazione, effettuate secondo
le normative Lloyd’s, che hanno interessato il modulo di potenza, il pannello del sistema di controllo ed il rack crow-bar.
Per soddisfare il requisito in termini di compatibilità ed emissione EMC è stato rivisto il posizionamento dei componenti negli scomparti
ausiliari e di controllo, quest’ultimo è stato segregato dal resto del quadro anche utilizzando una speciale guarnizione EMC
installata all’interno della porta.
Anche in questo caso sono state effettuate specifiche prove EMC per validare queste soluzioni prima dell’implementazione.
Una parte molto impegnativa della progettazione è stata dedicata al soddisfacimento della richiesta del grado di protezione IP54,
anche tenendo conto della possibile temperatura ambiente massima di 50 gradi centigradi.
Per questo è stato necessario ideare uno speciale scambiatore acqua-aria, certificato secondo le normative Lloyd’s, in grado di rimuovere
le perdite che si generano all’interno del quadro convertitore.
Lo scambiatore raffredda l’aria e la rimette in circolo mediante un percorso forzato, dato che, in virtù del grado di protezione IP54,
non esistono aperture da cui sia possibile espellere l’aria riscaldata.
Per garantire un’elevata vita utile dei componenti e per evitare che il ventilatore giri sempre al massimo della velocità, si è deciso
di controllarne la rotazione in funzione della necessità di scambio termico.
Particolare attenzione è stata data alle possibili perdite di acqua all’interno dello scambiatore, infatti un sistema di sensori permette
di rilevare ogni perdita e una speciale tecnologia di filtro a labirinto impedisce che, in caso di perdite, l’acqua venga proiettata sui
componenti di potenza nella zona a media tensione.
Per quanto riguarda lo scambiatore, i principali vincoli sono stati che fosse compatto come dimensioni e che si adattasse al posizionamento
già identificato per i moduli di potenza.
Infine, lo scambiatore è stato progettato per essere impiegato anche per il settore industriale, in questo caso nella stessa struttura
vengono fissati i componenti in modo più semplice, in quanto lo scambiatore non deve soddisfare particolari richieste in termini di
resistenza alle vibrazioni.
In un’ottica di standardizzazione delle soluzioni applicative anche fra prodotti diversi, e per sfruttare al meglio le esperienze acquisite
in altri progetti, il sistema di mandata e ritorno delle tubazioni in acciaio inox di raffreddamento per il circuito interno e la relativa
distribuzione ai moduli di potenza e agli altri dispositivi con tubi flessibili e innesti rapidi Parker, è stata realizzata facendo riferimento
a quanto già impiegato per il quadro SVTN per ambiente “marine”.
È importante notare che tutte le scelte tecniche sono state fatte mantenendo la possibilità di applicarle anche alla taglia superiore
del quadro SVGN, il 12K0.
Per quanto riguarda la pianificazione del progetto al momento sono stati completamente testati 5 quadri convertitori che sono in
attesa dell’ispezione finale da parte del Cliente. I quadri verranno quindi imballati e spediti in Olanda dove Allseas sta immagazzinando
tutti i componenti elettrici in attesa di inviarli al cantiere. Altri 3 quadri convertitori verranno collaudati nella prima settimana
di marzo. Il completamento della consegna dei 12 quadri al cliente è previsto entro la fine del mese di aprile.
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