Funktionsweise. Auslegung des Antriebes. Energie- u. Wärmebilanz. Möglichkeiten zur Auslegung des Antriebes ALGI
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- Hildegard Hoch
- vor 7 Jahren
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1 Frequenzregelung für hydraulische Aufzüge Funktionsweise Auslegung des Antriebes Energie- u. Wärmebilanz Möglichkeiten zur Auslegung des Antriebes Modernisierungskonzept
2 Funktionsbeschreibung Ein frequenzgeregelter Antrieb für hydraulische regelt die Fahrgeschwindigkeit des Aufzuges in beiden Richtungen mit Hilfe eines Frequenzumrichters. Zum Einsatz kommt : - ein Ventil, das den Ölstrom auch in Abwärtsrichtung durch die Pumpe in den Behälter zurückfließen lässt. Dadurch wird der Motor in eine Drehbewegung versetzt, die von der Software des Frequenzumrichters geregelt wird. Ein vom Umrichter angesteuertes Vorsteuerventil leitet die Senkfahrt ein. - ein Frequenzumrichter, dessen Größe in Abhängigkeit von der Motorleistung variiert. Dazu gehört ein Netzfilter und ein externer Bremswiderstand. Der Frequenzumrichter beinhaltet die Regelsoftware, die die Fahrkurve des Aufzuges bestimmt. - ein spezieller Unterölmotor, dessen Drehzahl vom Frequenzumrichter geregelt wird. Ein auf der Motorwelle montierter Drehzahlsensor dient als Istwertgeber im Regelkreis. - eine handelsübliche Schraubenspindelpumpe mit möglichst wenig Pumpenschlupf Durch die Zusammenarbeit dieser Komponenten entsteht in Regelsystem, welches aufgrund der der Fahrgeschwindigkeit angepassten Motordrehzahl eine verminderte Leistungsaufnahme und eine geringere Wärmeentwicklung garantiert.
3 Auslegung des Antriebes Variante 1 V = konstant Geschwindigkeit AUF : Gewählte Motorleistung: Frequenzumrichter: 0,56 m/s 15 kw 37 A V leer V voll Herkömmliche Art der Antriebsauslegung s Variante 2 P = konstant Gewählte Motorleistung: Frequenzumrichter: Geschw. AUF bei 2 Pers.: Geschw. AUF bei 4 Pers.: 9,5 kw 24 A 0,53 m/s 0,50 m/s V leer V voll Die maximale Leistungsaufnahme aus dem Stromnetz ist bei Voll- u. Leerlast gleich. SPACE TUNE s
4 Frequenzumrichter Merkmale: Entwickelt ausschließlich zur Verwendung an hydraulischen Antrieben Einstellung ohne zusätzliches Programmiergerät Parameterzahl auf ein Minimum reduziert Begrenzung der Leistungsaufnahme möglich
5 Ventil Merkmale: Keine Einstellschrauben zum Ändern der Fahrkurve Integrierte Funktion zur Leitungsbruchventilprüfung Durchflussmenge bis 500 l/min
6 Variable Förderleistung Durch die stufenlos geregelte Drehzahl des Antriebsmotors entsteht eine variable Förderleistung des Antriebes. Aus diesem Grund kann die Förderleistung, speziell in den Bereichen der Beschleunigung und der Verzögerung der veränderlichen Fahrgeschwindigkeit angepasst werden. Ein teilweises Umpumpen durch den Steuerblock findet nicht mehr statt, dadurch reduziert sich der Energiebedarf und die Wärmeentwicklung wesentlich [1/min] Motordrehzahl [ Motordrehzahl herkömmlicher hydraulischer Antriebe Motordrehzahl frequenzgeregelter Hydraulikantrieb Bereich der Energieein-sparung ng und verringerter Wärmeentwicklung Fahrstrecke
7 Reduzierter Energiebedarf Die verbesserte Energie- und Wärmebilanz entsteht ausschließlich in den Bereichen Beschleunigung, Verzögerung und Schleichfahrt. Daraus resultiert: Je häufiger die einzelnen Etagen angefahren werden, d. h. je öfter der Aufzug beschleunigt und verzögert, desto effektiver ist der frequenzgeregelte Antrieb. Enerieaufnahme [k kwh] Energieverbrauch Frequenzregelung Ventilregelung Fahrten Reduzierung des Energieverbrauchs um %
8 Beispielrechnung Energieeinsparung Hydraulischer Lasten / Personenaufzug mit folgenden Kenndaten: Nenngeschwindigkeit: g 0,45 m/s Antrieb mit Ventilregelung g Antrieb mit Frequenzregelung g Nutzlast: Fahrkorbgewicht: Förderhöhe: 2500 kg 1600 kg mm Antrieb: Direkt (1:1) Hubfahrten / Stunde: 23 Betriebsstunden / Tag: 12 Betriebstage / Jahr: 300 Ø Beladung : 30 % Energiebedarf pro Hubfahrt: Energiebedarf pro Jahr: 0,1499 kwh kwh Energiekostenpr o Jahr: 2306 Energiebedarf pro Hubfahrt: Energiebedarf pro Jahr: 0,0999 kwh 8089 kwh Energiekostenpr o Jahr: 1537 Ø Fahrstrecke: 0,5 x FH Energiekosten / kwh: 0,19 Dies ergibt eine jährliche h Energieeinsparung i von ca. 769
9 Reduzierte Ölerwärmung Es gilt wie beim Energieverbrauch: Je häufiger die einzelnen Etagen angefahren werden, d. h. je öfter der Aufzug beschleunigt und verzögert, desto effektiver ist der frequenzgeregelte Antrieb auch im Bereich der Ölerwärmung. Betriebssituationen von bis zu 120 Fahrten pro Stunde sind ohne Einsatz eines Ölkühlers möglich. Die beim Verzögern des Fahrkorbes in Senk-fahrt anfallende Energie wird in einem externen Bremswiderstand in Wärme umgewandelt. Durch dessen Installation im Aufzugsschacht wird die abzuführende Wärmemenge aus dem Maschinenraum auf ein Minimum begrenzt. Tem mperaturanstieg [K K] Ölerwärmung Frequenzregelung Ventilregelung 25 22, , ,5 10 7,5 5 2, Fahrten Reduzierung der Ölerwärmung um maximal 54%
10 Reduzierter Anlaufstrom Durch das systembedingte langsame Loslaufen des Antriebsmotors reduziert sich der Anlaufstrom des Antriebes wesentlich. Dadurch kann auf den Einsatz eines Sanftanlaufgerätes verzichtet werden Diagramm Motorstrom bei Ventilregelung Diagramm Motorstrom bei Frequenzregelung
11 Modernisierungskonzept Die Modernisierung eines Antriebsaggregates kann folgende Effekte bewirken: Eine erfolgreiche Modernisierung setzt die Beachtung folgender Punkte voraus: Verbesserung des Fahrkomforts Verminderter Energieverbrauch Geringere Ölerwärmung Geringe Investitionskosten Einfache und sichere Montagemöglichkeiten Kurze Stillstandszeiten des Aufzuges Geringere Geräuschentwicklung
12 ECO - SPIN Der frequenzgeregelte Hydraulikantrieb aus dem Hause ALGI
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