特别是对于门式系统,快速加速的重载可以将频率驱动的电力需求射穿屋顶。与此同时,当制动时,再生能量被重新投入到驱动系统中。对于伊尔斯曼自动化公司来说,挑战是如何最有效地利用制动能量,而不将其消耗在制动电阻中。在塑料处理器检索机器人中,该公司使用了SEW EURODRIVE的驱动解决方案,最大限度地降低了能源消耗,同时提高了系统的运行可靠性。
薄壁塑料杯广泛应用于食品工业。考虑到涉及的数百万件,注塑成型技术的要求在生产力、效率和可用性方面是难以置信的高。这些要求也适用于从注射成型系统中取出成品塑料杯的回收技术。为了完成这项任务,Ilsemann自动化公司使用了带有多轴协调伺服驱动器的XYZ龙门。SEW EURODRIVE的mdp92a系列中央供电单元为龙门驱动器和其他旋转、传输、铰链和沉积轴在直流链接连接提供电源。
在一项新的发展中,这家总部位于不来梅的公司集成了一种双层电容,用于缓冲电源中释放的能量。MOVI dps系列存储单元位于供电单元和七个MOVIDRIVE驱动变频器之间。这种结构有三个关键的优点——运行可靠性、能源效率和峰值负荷的限制。
伊尔斯曼自动化是一家注塑工艺处理系统的全球供应商。它的新电源系统的关键独特卖点是它在电压波动的稳健性。由于临时储存,该系统可以在电网质量有限的国家使用,无需任何额外的保护措施。
补偿供应波动是重要的,因为检索系统是在注塑机附近工作。在这种情况下,必须确保在正确的时间窗口内移除塑料杯,以便将它们堆叠在传送带上。这方面的有限时间与注塑系统的生产速度有关。检索必须在0.7秒的窗口内进行。这种速度只能通过高度动态的向前和向后运动来实现。如果出现供应波动,由于无法实现所需的移动坡道,工具与搬运装置之间发生碰撞的风险将增加。
“我们必须确保我们的系统不会与昂贵的注塑模具发生碰撞,即使出现电源故障,”Ilsemann自动化公司电气工程设计经理Gerhard Kropp说。
因此,来自德国不来梅的机器人运动学专家与SEW EURODRIVE团队在一个联合工程项目中一起寻找一种实现更大供应可靠性的方法。发展目标导致间接供应多轴系统从一个EMF板电容器。这通过它的存储缓冲区提供所有驱动器的直流链接,具有必要的可靠性水平,并安全地均衡任何潜在的供应波动,直到完全故障。该装置的容量大小是这样确定的,即处理装置可以安全地完成在龙门自动关闭之前已经开始的工作周期。这消除了任何潜在的碰撞与开放的注射成型工具。
随着操作可靠性的提高,集成到直流链路连接的单元还提供了进一步的好处,如提高能源效率和减少负载峰值。这两个因素都直接联系到这样一个事实,即门架中的能量电流是协调的,最重要的是,保留。特别是在高度动态的龙门上,加速和减速在短时间内连续发生。伊尔斯曼自动化处理单元中的电容器收集电机在制动时释放的能量,并在加速时再次提供给驱动器。电容模块作为一个短期电池,在加速过程中具有助推器功能。理想情况下,这种结构工作如此有效,没有动能需要通过制动电阻消散。
测量表明,能源解决方案能够减半的能源消耗的龙门。反馈到电网的再生装置不太适合这种应用,因为它们无法达到接近相同水平的效率。来自德国的一个计算例子为缓冲存储提供了进一步的论据——制动时产生的电流不会廉价地反馈到电网,只会让系统从当地电力供应公司以更高的价格获取加速能量。
将制动能量暂时储存起来,对最终用户向当地公用事业公司支付的电网使用费和年服务费用有积极影响。应该考虑到,由于电力供应成本是按年计算的,在短短几分钟内,异常负荷峰值的成本可能会变得巨大。测量时间超过15分钟。这里有一个计算例子,一个公司有自己的中压电源,每年使用超过2500小时的电力,每千瓦的成本是120欧元。如果负载峰值使计划使用量在15分钟内增加100千瓦,这将导致成本12000欧元。在能源管理的背景下,平滑这些负载峰值是非常重要的。
这种效果是由供应装置的更薄的设计所支持的,因为可以实现存储处理Ilsemann门架的峰值负载。因此,供电基础设施只需要提供更持续的电力即可。在第一个配置了SEW EURODRIVE的机架中,峰值负载从典型的70 Hp减少到仅8 Hp。电缆的截面也相应的被切割-从16毫米2到2.5毫米2。通过消除对不间断电源的需求,节省空间,并使安装更容易,这也降低了安装成本。
通过它的检索门,Ilsemann Automation展示了基于存储的直流链路连接可以多么容易地在多轴协调驱动应用程序中实现。由于制动能量保留在系统中,实现有效的负载管理也相对简单。其优点包括较低的输入功率,在供电波动时更高的运行可靠性,以及整体上更有效地使用电能。
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