Mehr Effizienz dank aktiver Rückspeisung

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Control Techniques AG Zürich Drive Centre

Ausgeglichene Energiewerte

Stop-und-Go-Verläufe, in denen Antriebe mit viel Energie immer wieder zum Stehen gebracht und erneut beschleunigt werden, sind typisch für moderne Werkzeugmaschinen. Als Multifunktionswerkzeuge erledigen sie inklusive automatisiertem Werkzeugwechsel viele Arbeitsgänge auf einmal. Solche Ausgangsbedingungen waren Grundlage für das Konzept. Dazu kam die Problematik von hohen Spitzenbezügen vom Netz: Entsprechend überdimensioniert war in einer entsprechenden Kundenanlage die Auslegung von der Einspeisung bis hin zum Transformator, um diese Lastspitzen überhaupt aufbringen zu können. «In unseren Überlegungen setzten wir daher auf Servomotoren, die im Vergleich zu Asynchronmotoren einen viel höheren Wirkungsgrad bei deutlich weniger bewegter Masse aufweisen können», schildert Urs Deiss, Leiter Technik bei Control Techniques. Zudem konzipierte das Engineering-Team einen Energiespeicher, der möglichst kontinuierlich Energie aus dem Netz ziehen kann und so hohe Spitzenlasten aus dem eigenen Speicher abdeckt.

Technisch betrachtet arbeitet das System mit einer Standard-Einspeiseeinheit. «Diese ist am Netz angeschlossen und liefert die Zwischenkreisspannung», erklärt Deiss. An dieser Spannung hängt der eigentliche Motorantrieb der Maschine. Das Antriebskonzept ist modular aufgebaut. Deiss: «Wir haben immer den identischen Drive – ob für Einspeisung oder für Motorantrieb. Diese werden dann parallel geschaltet.» Für den Motorantrieb der Anlage verwendete Control Techniques drei Mal das gleiche Modul. Zwei Module werden einfach parallel geschaltet. «Nämlich genau dort brauchen wir auch den Spitzenstrom, um die erforderliche Spitzenleistung für den Motor aufzubringen.» Für die Einspeisung aber reichte bereits die Hälfte der Leistung.

Ein optimales System für die netzgeführte Rückspeiseeinheit wurde durch die Installation einer Zwischenkreis-Batterie (mit Kondensatoren realisiert) erreicht, welche sich kontinuierlich auflädt und sofort Energie bereitstellt. Das heisst: Wenn in der Applikation keine Energie gefordert ist – zum Beispiel beim Absenken der Werkzeuge – speichert das System die Absenk-Energie in den Kondensatoren. Wenn der Arbeitsprozess beginnt und Energie erforderlich ist, wird Energie aus den Kondensatoren entnommen. Gespeichert und verwendet wird zudem überschüssige Energie beim Abbremsen.

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