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f+h fördern und heben 10/2017

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f+h fördern und heben 10/2017

PRODUKTE UND SYSTEME

PRODUKTE UND SYSTEME UNSER NEU ENTWICKELTES RÜCKSPEISEPRINZIP ‚ENTSCHÄRFT‘ DEUTLICH DEN STROMVERLAUF Mit der Fast-Maschinenlösung lassen sich laut Ihren Angaben beim Einsatz eines Netzrückspeisers Energieeinsparungen bis zu 30 Prozent realisieren. Was ist im vorliegenden Fall die Bezugsgröße? Die Bezugsgröße ist der Betrieb des Regalbediengeräts mit einem Bremswiderstand im Zwischenkreisverbund. Im Durchschnitt wird bei einem Paletten-RBG zirka 30 Prozent der aufgenommenen Netzenergie über Bremswiderstände verheizt. Dies wurde durch diverse Messreihen in Anlagen verifiziert. Wenn diese Energie ins Anlagennetz zurückgespeist und von anderen Verbrauchern genutzt wird, verbessert sich die Energiebilanz entsprechend. Behälter-RBGs haben einen etwas niedrigeren Wirkungsgrad, hier lassen sich Einsparungen bis zu etwa 18 Prozent realisieren. Aufgrund der Rückspeisung kommt es zu einer Verzerrung des sinusförmigen Verlaufs der Netzspannung. Gleichzeitig nutzen die Rückspeiseeinheiten den Sinusverlauf der Netzspannung zur Generierung ihrer Steuersignale. Wird die Verzerrung im Netz zu groß, ist keine Rückspeisung mehr möglich und auch andere Verbraucher werden gestört. Wie vermeiden Sie diese Effekte? Der neu entwickelte Rückspeiser Lenze Smart Energy Recovery r700 arbeitet mit einer für die Netzspannung weniger verzerrenden Stromform, sodass sich das Gerät sehr gut mit dem Netz synchronisieren kann. Bei allen bisher eingesetzten Rückspeisern sind uns keine Fälle bekannt, wo die neue Rückspeisetechnik wegen schlechter Netzqualität versagt hätte. Die Stromoberwellen erzeugen Verzerrungen im Versorgungsnetz, die als Blindströme über den Transformator fließen und diesen belasten – der Transformator muss überdimensioniert werden. Wie ist Ihre Antwort auf diesen Sachverhalt? Das am häufigsten eingesetzte Rückspeiseprinzip beruht auf einer Block-Kommutierung, welche für kurze Impulszeiten sehr hohe Stromspitzen erzeugt und damit zu den erwähnten Spannungsverzerrungen führen. Wir haben ein Rückspeiseprinzip entwickelt, bei dem der Stromverlauf „entschärft“ wurde. Aus diesem Grund kommen die Geräte mit geringerem Filteraufwand aus, was sich im Gewicht und in der Größe widerspiegelt. Im Vergleich zur verbreiteten einfachen Block-Kommutierung weist der Stromverlauf unserer Technik ein günstigeres Oberschwingungsspektrum auf. Man darf in den Betrachtungen zu Netzrückwirkungen jedoch nicht außer Acht lassen, dass nicht nur die Rückspeisung Spannungsoberwellen im Netz verursacht, sondern Prinzip-bedingt jeder angeschlossene Frequenzumrichter und jedes über einen Eingangsgleichrichter betriebene Gerät durch nicht sinusförmige Eingangsströme Spannungsverzerrungen im Netz hervorrufen. Da allerdings in einer Maschine typischerweise die Rückspeiseleistungen nur maximal die Hälfte der Einspeiseleistung beträgt, sind die Netzrückwirkungen einer Rückspeisung absolut nicht höher als die ohnehin vorhandenen Rückwirkungen der angeschlossenen Umrichter. Tatsächlich werden die Netzrückwirkungen bei gleichzeitigem Betrieb von Umrichtern im Motor-Betrieb mit Umrichtern im Generator-Betrieb, bei denen die Energie zurückgespeist wird, sogar teilweise kompensiert. JOACHIM HANKE Global Head Industry Sales, Lenze SE Die Netzrückspeisung hat also negative Auswirkungen auf die Versorgungsinfrastruktur und erhöht die Herstellkosten. Was halten Sie von der Idee, auf dem RBG mitfahrende Energiespeicher einzusetzen? Prinzipiell ist eine kurzeitige Speicherung von Energie in Energiespeichern eine gute Lösung, um Energie auszutauschen und Netzrückwirkungen zu vermeiden. Jedoch besteht bei allen mobilen dynamischen Applikationen ein Ziel darin, so wenig wie möglich bewegte Eigenmasse zu beschleunigen. Aktuell führen Energiespeicher, die in der Lage sind, die generatorische Energie beim Abbremsen des Fahrwerks oder Senken des Hubwerks aufzunehmen, allerdings zu einem deutlichen Mehrgewicht und durch diese zusätzliche Hardware zu einem signifikanten Platzbedarf. Des Weiteren bewegen sich die Kosten aktuell auf einem zu hohen Niveau, als dass sich dies für ein Regalbediengerät im Schwerlastbereich rechnet. Die Entwicklung und den potenziellen Einsatz von Energiespeichern beobachten wir aber sehr genau. Aus heutiger Sicht ist der Einsatz von modernen Rückspeiseeinheiten wie unserem r700 die richtige Antwort, um die generatorische Energie anderen Verbrauchern zur Verfügung zu stellen. Die Fragen stellte Winfried Bauer, Chefredakteur f+h 74 f+h 2017/10 www.foerdern-und-heben.de

PRODUKTE UND SYSTEME der Antriebe ohne sofortigen Einfall der mechanischen Bremse stattfindet. Innerhalb von weniger als 5 ms wird der Netzausfall erkannt, mögliche Energieverbraucher abgeschaltet und der Fahrantrieb in den generatorischen Betrieb gesteuert. Dadurch gelingt es, die kinetische Energie des Regalbediengeräts zu nutzen und im Zwischenkreis der Servo-Umrichter solange zu speichern, bis das Regalbediengerät seine Bewegungsenergie abgebaut hat. Erst danach werden die Bremsen aktiviert. Ein modernes Sicherheitskonzept für die Bewegungssteuerung auf dem Regalbediengerät bedarf einer im Antrieb integrierten Sicherheitstechnik und sichere, ethernet-basierte Feldbusse, mit denen die sicherheitsgerichteten Funktionen des Regalbediengeräts ohne eine mitfahrende Sicherheitssteuerung gelöst werden können. Die typischen Sicherheitsfunktionen (SLS, PDSS, STO, SS1) werden ausschließlich im Sicherheitsmodul der Lenze-Antriebsregler, d. h. unabhängig vom Controller überwacht. Der Controller übernimmt keine sicherheitstechnischen Funktionen. Üblicherweise werden die sicherheitsrelevanten Daten vom Sicherheitsmodul auf den ethernet-basierten Bus (z. B. Profisafe) gelegt, sodass die übergeordnete Sicherheitssteuerung Sicherheitsfunktionen in Abhängigkeit der Betriebsmodi auch achsübergreifend anfordern kann. AUCH AN DIE ENERGIEEFFIZIENZ GEDACHT Last but not least verbessert das Lösungspaket die Energieeffizienz. Der Hersteller hat eine neue Netzrückspeisetechnologie entwickelt, die für den Einsatz im mitfahrenden Schaltschrank des Regalbediengeräts aufgrund der Abmessungen und des Gewichts geeignet ist. Möglich wird dies durch die Verwendung hoher Schaltfrequenzen im DC-Steller der Zwischenkreisregelung, wodurch weniger an „Kupfer und Eisen“ bei den integrierten Filtern und Drosseln benötigt wird. Der Rückspeiser wird einerseits am Zwischenkreis der Servo-Umrichter und andererseits direkt ans Versorgungsnetz angeschlossen, externe Filter werden dazu nicht benötigt. Eine Parametrierung, etwa zur Anpassung an das Versorgungsnetz, ist ebenfalls nicht erforderlich, ebenso wie die Anbindung an einen Feldbus – und damit entfällt die Notwendigkeit eines PC-Tools. Das macht die Inbetriebnahme einfach, spart Kosten für das Tool und macht Schulungen obsolet. Fotos/Grafik: Lenze www.lenze.com Clevere Lösungen erleichtern die Arbeit Your move? We’ll drive. Sie steuern mobile Arbeitsmaschinen zu effizienter und energiesparender Arbeit: Lösungen aus dem elektronischen Hard- und Softwarebaukasten von Rexroth. Flexibel verbaut in vielfältige Antriebsund Steuerungssysteme, ermöglicht Rexroth Mobilelektronik intelligente Höchstleistungen. Fest steht: Mit elektronischen Komponenten von Bosch Rexroth steuern Sie sicher in Richtung Erfolg. Bosch Rexroth AG boschrexroth.de/mobilelektronik

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