Einspeisen statt verpulvern

Denn Sykatec arbeitet sowohl mit Teilen aus der eigenen Fertigung, als auch mit bereitgestellten Zulieferungen. „In jedem Fall bieten wir komplette Bearbeitungslösungen im Stahl- und Komponentenbau an“, ergänzt der Meister für die Lagerwirtschaft. Diese umfassenden Aufgaben erfordern ein zuverlässiges, transparentes und schnelles Lagersystem. Etwa 10.000 unterschiedliche Artikel – vom halben Meter langen, in der Produktion gefertigten, verzweigten Formkabel bis zur Millimeter kleinen Schraube – lagern in den drei zwölf Meter hohen Hänel-Lean-Liften auf kleinster Fläche.

Die angeforderten Artikel werden im Lift schnell zum Kommissionier an der Entnahmestelle befördert. Bei der Energierückgewinnung gehobener Lasten wird prinzipiell zwischen Lösungen mit Zwischenspeicherung und solchen mit direkter Wiederverwendung der gewonnen Energie unterschieden. Das Energiemanagement muss hierbei gewährleisten, dass die elektrischen Speicher oder Netzwerke die anfallende Energie auch aufnehmen können. Anderenfalls müsste mit der mechanischen Bremse unnötig stark gebremst und Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt werden.

Falls der Arbeitskreislauf einer Maschine es zulässt, ist eine direkte Wiederverwendung der zurückgewonnen Energie zu bevorzugen, da in diesem Falle keine Zwischenspeicherung notwendig ist und somit keine Energieumwandlungsverluste anfallen.

Der durchschnittliche Energieverbrauch des EcoDrive-Lean-Lifts ist sowohl abhängig vom Typ und der Höhe des Industrielifts, als auch von der Beladung und der Anzahl der Liftläufe. Ein neuartiger Frequenzumformer mit integrierter Rückspeiseeinheit nutzt dabei die Energie des herabfahrenden Extraktors im Lean-Lift und wandelt diese wieder in elektrische Energie um. Sie wird dann wieder zurück ins Stromnetz gespeist. Bei einem Dauerbetrieb durch Ein- und Auslagerung von Füllgut unter Berücksichtigung der dafür erforderlichen Stillstandszeit sowie der abwechselnden Bewegung von Horizontal- und Vertikalmotor können je nach Lift-Typ und Beladung bis zu 40 % der zuvor aufwärts benötigten Energie bei der Abwärtsbewegung wieder in das Stromnetz rückgespeist werden. Diese Energierückspeisung wird innerhalb des Stromnetzes zeitgleich an andere Verbraucher abgegeben, etwa an weitere Lean-Lifte in einem Verbund. Die Hänel Mikroprozessorsteuerung erfasst dabei den geringeren Energieverbrauch.

Bei Vertikal-Liften ohne integrierte Rückspeiseeinheit wird die während der Abwärtsbewegung freiwerdende Energie über einen am Frequenzumformer (FU) angeschlossenen Bremswiderstand mit Hilfe eines Brems-Choppers in Verlustwärme umgewandelt. Dieser externe Bremswiderstand wird benötigt, da bei schnellen Richtungs- oder Geschwindigkeitsänderungen im FU-Betrieb – im Zwei-Quadrantenbetrieb – der Motor mit der Bewegungsenergie der Last als Generator wirkt und so in den FU Energie zurückspeist. Die Folge ist, dass die Zwischenkreisspannung im Umformer steigt und so der FU an Überspannung auf Störung geht.

Die Spannung im Gleichstromzwischenkreis wird durch den Brems-Chopper begrenzt und die überschüssige Energie im Bremswiderstand verpulvert. Bei der Ausführung EcoDrive ist jedoch kein Bremswiderstand erforderlich. Der Brems-Chopper wird dabei ersetzt durch einen netzgeführten Wechselrichter, der die Bewegungsenergie der Last über Motor und Gleichstromzwischenkreis wieder in das Netz zurückspeist. Durch den Frequenzumformer mit integrierter Rückspeiseeinheit des EcoDrive wird anstatt eines Zwei-Quadranten-Betriebes ein Vierquadrantenbetrieb erzielt. Das Wirkprinzip der Rückspeiseeinheit basiert also auf dem typischen Gleichstromzwischenkreis des Frequenzumformers in umgekehrter Reihenfolge.

Die Wirkungsweise

In der Betriebsart „Antreiben“ erfolgt eine Energieaufnahme aus dem Drehstromnetz. Über mehrere Gleichrichterdioden werden die Kondensatoren des Gleichstromzwischenkreises versorgt. Durch Leistungstransistoren wird das erforderliche Drehfeld für die Antriebsmotoren aus dem Gleichstromzwischenkreis erzeugt.

In der Betriebsart „Rückspeisen“ erfolgt bei der Abwärtsbewegung die Energieabgabe des Vertikalmotors über die Leistungstransistoren an den Gleichstromzwischenkreis. Weitere Leistungstransistoren wandeln die Energie des Gleichstromzwischenkreises in Drehstrom um und speisen sie in das Stromnetz ein.

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