NASZE MAGAZYNY:
Najnowszy numer:

Zapoznaj się z zawartością
najnowszego numeru magazynu
Magazyn Dźwig 2/2018
Prenumerata
Aktualności
Archiwum czasopism
Energia odnawialna w napędzie dźwigu

Amtek
Nawiązując do tematu rozpoczętego w poprzednim wydaniu Magazynu Dźwig, opiszemy rozwiązanie techniczne zasilania małych dźwigów z uwzględnieniem odzysku energii, użycia energii odnawialnej oraz ograniczenia mocy umownej.

Koncepcja systemu
Klasyczne systemy napędowe małych dźwigów z wciągarkami bezprzekładniowymi są budowane w oparciu o przetwornicę częstotliwości zasilaną z napięcia 3-fazowego 400V. Dla nominalnego udźwigu w granicach do około 400kg i nominalnej prędkości 1m/s (lub mniejszej prędkości i odpowiednio większego udźwigu) pobór mocy ze źródła mieści się w granicach 3-3,5kW. Dla tak małej mocy pobieranej ze źródła możliwe jest zastosowanie specjalnego modułu zasilającego z buforem akumulatorowym, o symbolu P2S, produkowanego przez Epic Power.

Koncepcja systemu z wykorzystaniem modułu zasilającego P2S opiera się na następujących postulatach:
- wykorzystać energię odnawialną (słoneczną lub wiatrową);
- ograniczyć pobór z sieci do minimum;
- użyć 1-fazowego źródła zasilania przy braku energii odnawialnej;
- odzyskiwać energię z hamowania;
- zapewnić pracę systemu przy braku zasilania sieciowego.

Czym faktycznie jest P2S?
Jest to rodzaj dwukierunkowej przetwornicy napięcia DC/DC zbudowanej specjalnie do współpracy z falownikami dźwigowymi. Przetwornica po jednej stronie używa napięcia bezpiecznego 48V DC, a po drugiej standardowego napięcia szyny DC falownika, czyli 500-800V DC. Dla strony niskonapięciowej źródłem energii jest bateria akumulatorów kwasowo-ołowiowych, które są doładowywane standardową ładowarką zasilaną z napięcia 230V AC. Jeżeli dźwig porusza się w kierunku oraz z obciążeniem pozwalającym na pracę generatorową silnika, to bateria akumulatorów jest również doładowywana z energii odzyskanej z napędu dźwigu. Dodatkowym źródłem energii do ładowania akumulatorów może być panel fotowoltaiczny bądź mała turbina wiatrowa (lub obydwa urządzenia jednocześnie, jeśli zastosowany kontroler MPPT kontroluje dwa źródła). Zastosowanie energii odnawialnej przyczynia się do znacznego spadku poboru energii z sieci zasilającej i obniżenia rachunków za energię elektryczną. Przy sprzyjającym nasłonecznieniu lub prędkości wiatru energia odnawialna może pokrywać pełne zapotrzebowanie na energię do pracy dźwigu. Jak wspomnieliśmy na wstępie, przetwornica P2S przetwarza napięcie 48V na standardowe napięcie 500-800V szyny prądu stałego falowników dźwigowych.

Warto tutaj wspomnieć, że w zasadzie każdy falownik z wyprowadzonymi zaciskami szyny DC może być podłączony do przetwornicy P2S. Ponieważ przetwornica P2S dysponuje mocą 3500W (z możliwością chwilowego przeciążenia mocą 4,2kW), to najbezpieczniejszym rozwiązaniem jest użycie falownika z funkcją aktywnego ogranicznika mocy pobieranej. Tę funkcję oferuje np. falownik Fuji Electric FRENIC Lift LM2A. Aktywny ogranicznik mocy kontroluje pobór mocy pobieranej, a w przypadku jej osiągnięcia zmniejsza prędkość silnika do takiej wartości, aby moc nie została przekroczona. Takie zabezpieczanie zapobiega przypadkowym przeciążeniom systemu, jeśli dźwig jest przeciążony lub nieprawidłowo skonfigurowano jego przyspieszenia. Jeżeli dostępna moc 3,5kW okaże się niewystarczająca, to można ją zwiększyć przez równoległe połączenie dwóch modułów P2S, przez co uzyskamy moc 7kW mocy ciągłej. Niebagatelną zaletą systemu z przetwornicą P2S jest możliwość normalnej pracy dźwigu bez napięcia sieciowego.

Ponieważ system zasilany jest z akumulatorów, to zanik napięcia sieciowego nie wpływa w jakikolwiek sposób na pracę dźwigu (jeśli sterownik dźwigowy oraz obwód bezpieczeństwa są również zasilane ze źródła akumulatorowego). Bez zasilania sieciowego jest możliwe wykonanie kilkudziesięciu jazd z nominalną prędkością. Jeżeli do ładowania akumulatorów zastosowano energię odnawialną, to akumulatory są ciągle doładowywane i liczba jazd się zwiększa. Urządzenie P2S stale monitoruje stan baterii akumulatorów i sygnalizuje 4 poziomy naładowania. System sterowania dźwigu może wykorzystać te sygnały do kontrolowanego wyłączenia pracy dźwigu (do czasu wznowienia dostaw energii).

Przetwornica P2S to milowy krok w kierunku ograniczenia poboru energii oraz wykorzystania energii odnawialnej do zasilania dźwigów. Przyjęta koncepcja konstrukcyjna pozwala na użycie P2S w nowych sterowaniach, a także do rozbudowy istniejących systemów napędowych. Dzięki temu jest możliwa etapowa rozbudowa systemu – w pierwszym etapie instalacja P2S z baterią akumulatorów, a w drugim doposażenie w system solarny i turbinę wiatrową.

Przetwornice dwukierunkowe P2S są produkowane w Hiszpanii przez firmę Epic Power, której przedstawicielem handlowym oraz technicznym w Polsce jest firma Amtek. Korzystając z wieloletniego doświadczenia w doborze oraz praktycznym stosowaniu systemów zasilania, firma Amtek służy pomocą w wyborze odpowiedniego systemu zasilania głównego napędu elektrycznego dźwigu oraz urządzeń odzysku energii z hamowania.

Tomasz Śliwakowski
foto:
kliknij aby powiększyć
admin | dodano 2018-06-11
TAGI: Magazyn Dźwig | Przetwornice dwukierunkowe P2S | Amtek