Flexible Automatisierung und Ressourceneffizienz Neue Perspektiven für die Antriebstechnik

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1 Flexible Automatisierung und Ressourceneffizienz Neue Perspektiven für die Antriebstechnik

2 2 International denken, national handeln Rund Mitarbeiter 15 Fertigungswerke 77 Drive Technology Center Standorte in 48 Ländern Über 2,5 Mrd. Umsatz 2012/2013 Seit über 80 Jahren

3 3 Produktportfolio

4 4 Applikationsbeispiele Förderanlagen Elektrohängebahn Fliegende Säge Hafenkran

5 5 im Lagerfahrzeug - Motivation Technische Daten: Geschwindigkeit : 1 m/s Beschleunigung : 2 m/s² Gesamtgewicht : 1500 kg 1,6kW Faktor 5 0,3kW Verfahrprofil Leistungsverlauf 0,7s 2s Je dynamischer ein System ist, desto größer die Leistungsspitze und die Leistungsdifferenz Elektrische Installation, Absicherung und die Energieübertragung müssen größer ausgelegt werden als für die Konstantfahrt nötig Wie können dezentrale helfen?

6 Topologie der integration Leistungsbetrieb Energiebetrieb Energiemanagement Energiemanagement Gleichrichter DC- Link Frequenzumrichter DC/DC- Wandler Gleichrichter DC- Link Frequenzumrichter MOVIPRO ADC MOVIPRO ADC Antrieb Netz Antrieb DC/DC- Wandler Netz 12 kw Wellenleistung 1,5 kw Netzleistung Energieversorgung ohne Netzversorgung temporäre Netzversorgung Verwendung in Anwendungen mit kontinuierlicher Netzversorgung Verwendugen in Anwendungen mit temporärer Netzversorgung

7 7 Lösungsansatz Schematische Darstellung eines Antriebsstranges (Ungleichmäßige Leistungsabnahme belastet direkt das Versorgungsnetz) Applikation Schematische Darstellung eines Antriebsstrang mit (Das Versorgungsnetz wird gleichmäßig belastet) Applikation

8 8 Untersuchung am Regalbediengerät Anwendung mit hohen Leistungsspitzen Reduzierung des Netzleistungsbezuges Reduzierung der Netzbelastung Technische Daten RBG: Geschwindigkeit : 3 m/s Beschleunigung : 2 m/s² Gesamtgewicht : 2300 kg

9 Untersuchung am Regalbediengerät - Leistungsaufnahme RBG P [W] 17,2 kw 11,5 kw s t [ms]

10 10 Untersuchung am Regalbediengerät - Leistungsaufnahme RBG P [W] ,2 kw ,5 kw Anschlussleistung mit konstante Leistungsaufnahme t [ms] s

11 11 RBG - Auswertung Ergebnisse der Untersuchung am RBG Aktuell: Installation auf 20 kw ausgelegt maximal gemessener Leistungspeak : 17 kw Aus mehreren unterschiedlichen Fahrzyklen ermittelte Durchschnittsleistung : 5 kw Vorteil mit : Reduzierung des Energieverbrauches um ~ 10 % durch Nutzung generatorischer Energie Reduzierung der Anschlussleistung von 20 auf 5 kw Kontinuierliche Leistungsaufnahme aus dem Netz und Reduzierung von Oberwellen

12 12 Untersuchung am Querverschiebewagen Untersuchung am dynamischen Querverschiebewagen mit dezentraler Steuereinheit MOVIPRO und synchronen Servomotoren. Technische Daten Querverschiebewagen für Paletten Geschwindigkeit : 3 m/s Beschleunigung : 1,6 m/s² Gesamtgewicht : 1600 kg

13 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Untersuchung am Querverschiebewagen - Stromaufnahme Spitzenstrom 25A Netzstrom / A Speicherstrom / A Ladestrom 2,6A I [A] 13 t [ms]

14 14 Querverschiebewagen - Auswertung Ergebnisse der Untersuchung am Querverschiebewagen maximale Stromaufnahme 25 A konstante Stromaufnahme mit 2,6 A Reduzierung des Energieverbrauchs um ~ 15 % durch Nutzung generatorischer Energie Reduzierung der Eingangsleistung Elektroinstallation kann kleiner dimensioniert werden Reduktion von Oberwellen I [A] 12 I [A] Oberwellenstrom Netz Oberwellenstrom Speicher (gemessenen Ströme oberhalb 50Hz) t [ms]

15 15 Untersuchung am Heber Technische Daten Senk und Hubförderer für die Automobilindustrie Geschwindigkeit : 3 m/s Beschleunigung : 1,6 m/s² Hebegewicht : 1600 kg Gegengewicht : 345 kg Vergleich: Heber mit Energierückspeisung Heber mit

16 16 Untersuchung am Heber Netzleistungsaufnahme beim Auf und Abwärts fördern Leistung [W] Energierückspeisung t [ms] aufwärts abwärts

17 17 Heber - Auswertung Ergebnisse der Untersuchung am Heber Nahezu gleicher Energieverbrauch von 7 Wh Reduzierung der Spitzenleistung um das 12 fache Konstante Ladeleistung von 400W Spitzenleistung [W] 6130 Mit : Keine Betrachtung der Netzeigenschaften wie beim Einsatz der Energierückspeisung nötig

18 18 Auswirkung auf die Installation Schematischer Aufbau eines typischen Hebernetzwerkes Trafo Haupt-Unterverteilung 250 A 120 mm² Unterverteilung 1 Unterverteilung 2 Unterverteilung 3 32 A 6 mm² 24 Heber

19 19 Auswirkung auf die Installation Schematischer Aufbau eines Hebernetzwerkes mit Haupt-Unterverteilung 250A Nur ein Unterverteiler anstatt drei 120mm² Unterverteilung 1 10A 2,5mm² 24 Heber

20 20 Energiebetrieb - Untersuchung Hochregal-Shuttlefahrzeug Palettenshuttle für Lasten bis 1500 kg Aufladung über Kontakt auf dem RBG Ersatz von Schleppkabel oder Batterie durch Vorteile: Kurze Lade und Standzeiten während der Aufladung, Dauerbetrieb möglich Keine anfällige Infrastruktur im Regal Geeignet für Niedertemperaturbereich bis 25 C

21 21 Hybrid FTS mit induktiver Energieversorgung Hybride Energieversorgung: Kontaktlos mit MOVITRANS für hohe Anlagenverfügbarkeit für flexible Fahrspuren Induktives Aufladen on the fly durch schnell ladende Dauerbetriebmöglich Reduzierte Streckeninstallationskosten durch Nutzung von Freifahrabschnitten Komplett wartungs und verschleißfreies System

22 22 Vorteile der dezentralen Im Leistungsbetrieb Netzspitzenleistung wird durch stark reduziert Deutliche Reduzierung von Oberwellen und Netzrückwirkungen Energieeinsparung ähnlich wie bei Netzrückspeisung Geringere Netzkompensation möglich Gleiche Transformatorgröße kann zusätzliche Applikationen versorgen (Retrofit, Erweiterung, ) Bei Neuanlagen Einsatz eines kleineren Transformators möglich Weitere Einsparungen bei der Installation und den Komponenten möglich Bei Netzausfall kann ein definierter Zustand sicher erreicht werden Im Energiebetrieb Ohne Netzversorgung fahren und flexible Fahrspuren realisieren Wartungsfreies System mit hoher Lebensdauer Kurze Ladezeiten Reduzierung der Infrastrukturkosten durch geringere Netzanschlussleistung Bei Netzausfall kann ein definierter Zustand sicher erreicht werden

23 23 Flexible Automatisierung und Ressourceneffizienz Neue Perspektiven für die Antriebstechnik Fragen?

24 24 Flexible Automatisierung und Ressourceneffizienz Neue Perspektiven für die Antriebstechnik Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!