特别是对于龙门系统,快速加速的重载可以使频率驱动的电力需求通过屋顶。与此同时,在制动的同时,再生的能量被放回驱动系统。对于Ilsemann Automation来说,挑战是如何最有效地利用制动能量,而不是将其消耗在制动电阻中。在塑料处理器的回收机器人中,该公司使用了SEW EURODRIVE的驱动解决方案,最大限度地减少了能源消耗,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,注塑技术在生产率、效率和可用性方面的要求是令人难以置信的高。这些要求也适用于从注塑系统中取出成品塑料杯的回收技术。对于这个任务,Ilsemann自动化公司使用了一个XYZ龙门多轴协调伺服驱动器。来自SEW EURODRIVE的mdp92a系列中央供电单元为龙门驱动器和其他旋转、转移、铰接和直流连接中的沉积轴提供动力。
在一项新的开发中,这家总部位于不来梅的公司集成了一种双层电容器,用于缓冲电源中释放的能量。MOVI dps系列存储单元位于电源单元和七个MOVIDRIVE驱动变频器之间。这种结构有三个关键优势:运行可靠性、能源效率和峰值负荷的限制。
伊尔斯曼自动化是注塑工艺处理系统的全球供应商。其新电源系统的关键独特卖点是对电压波动的鲁棒性。由于临时存储,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。
补偿供应波动是很重要的,因为回收系统在注塑机附近工作。在这种情况下,必须确保塑料杯在准确的时间窗口被移走,然后堆叠在传送带上。这一过程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前进和后退动作来实现。如果供应出现波动,由于无法实现所需的移动斜坡,工具和操作单元之间发生碰撞的风险将会增加。
Ilsemann Automation电气工程设计经理Gerhard Kropp说:“我们必须确保我们的系统不会与昂贵的注塑工具发生碰撞,即使出现电源故障。”
因此,来自德国不来梅的机器人运动学专家与SEW EURODRIVE团队一起进行了一个联合工程项目,以寻求实现更大的供应可靠性的方法。发展目标导致间接供应多轴系统从电动势板电容器。这通过其存储缓冲区提供所有驱动器的直流链路所需的可靠性水平,并安全地平衡任何潜在的供应波动,直至完全故障。该装置的容量大小是这样确定的,即在龙门自动关闭之前,操作装置可以安全地完成已经开始的工作循环。这消除了任何潜在的碰撞与开放的注射成型工具。
随着运行可靠性的提高,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荷峰值。这两个因素都直接与龙门内的能量流是协调的,尤其是保持的这一事实有关。特别是在高动态的龙门起重机中,加速和减速在很短的时间内连续发生。伊尔斯曼自动化处理单元中的电容器收集电机在刹车时释放的能量,并使其在加速时再次可用。电容模块在加速过程中充当短期电池,具有升压功能。理想情况下,这种结构是如此有效,没有动能需要通过制动电阻耗散。
测量表明,能源解决方案能够将龙门的能源消耗减少一半。反馈到电网的再生单元不太适合这种应用,因为它们无法达到接近相同的效率水平。来自德国的一个计算例子为支持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馈回电网,只是让系统以更昂贵的速度从当地供电公司获得加速所需的能量。
制动能量暂存对电网使用费和终端用户向当地公用事业公司支付的年服务费用有积极影响。应该考虑到,由于供电成本是按年计算的,超出负荷峰值的成本在几分钟后就会变得巨大。测量时间超过15分钟。这是一个计算实例对一个公司有自己的中压供应,每年超过2500小时的用电,和成本为每千瓦120欧元。如果负载峰值驱动计划使用在15分钟内由100千瓦,这将导致12000欧元的成本。在能量管理的背景下,平滑这些负荷峰值是至关重要的。
这种效果是由供应装置的更细设计支持的,这可以实现,因为存储处理Ilsemann龙门架的峰值负载。因此,供应基础设施只需要提供更多的持续电力。在首批配置了SEW EURODRIVE的龙门架中,峰值负载从典型的70 Hp降至仅8 Hp。电缆的横截面也被相应地切割-从16mm2到2.5 mm2。通过消除不间断电源的需求,节省空间,使安装更容易,这也降低了安装成本。
通过它的检索机架,Ilsemann Automation展示了在多轴协调驱动应用程序中实现基于存储的直流链路连接是多么容易。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。其优点包括更低的输入功率,在供应波动期间更大的运行可靠性,以及更有效地利用电能。
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