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Variable-Speed-Drive-Systeme für industrielle Hydraulikeffizienz
Danfoss Power Solutions führt modulare drehzahlvariable Antriebssysteme zur Optimierung von Energieverbrauch und Steuerungspräzision innerhalb des Automotive-Datenökosystems und der digitalen Lieferkette ein.
www.danfoss.com
Danfoss Power Solutions hat sein Portfolio in Europa, dem Nahen Osten und Afrika um die Vickers by Danfoss Variable Speed Drive (VSD) Lösungen erweitert. Diese Systeme, die für die diskrete Fertigung und Prozessindustrie konzipiert wurden, integrieren Hydraulikpumpen, Elektromotoren und Frequenzumrichter, um die Motordrehzahl basierend auf den Echtzeitanforderungen des Arbeitszyklus zu regulieren.
Technische Architektur und Energieleistung
Die VSD-Systeme variieren die Drehzahl der Pumpe, um Durchfluss und Druck präzise an den Bedarf anzupassen und so die Ineffizienzen herkömmlicher Konstantdrehzahlsysteme zu beheben. Dieser Ansatz eliminiert Energieverluste während Leerlauf- oder Schwachlastphasen. Abhängig vom spezifischen Arbeitszyklus der Maschine erzielen diese Systeme Energieeinsparungen von bis zu 60 %.
Das Portfolio unterteilt sich in zwei technische Hauptkonfigurationen basierend auf den dynamischen Anforderungen:
- Lösungen mit Induktionsmotor: Diese für Anwendungen zwischen 3 kW und 250 kW ausgelegten Systeme nutzen eine PVM-Axialkolbenpumpe (Code B) und einen VLT AutomationDrive FC 302. Das Open-Loop-Steuerungssystem ermöglicht Energiereduzierungen von 20 % bis 40 % im Vergleich zu Systemen mit fester Drehzahl.
- Lösungen mit Servomotor: Diese Konfiguration verwendet VGPS-Innenzahnradpumpen oder PVMX-Axialkolbenpumpen in Kombination mit einem iC7-Automation-Umrichter. Durch den Einsatz von Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) und proprietärer p/Q-Steuerungssoftware verwaltet das System Druck und Durchfluss im geschlossenen Regelkreis für Anwendungen bis 100 kW. Dieser Aufbau erlaubt Energieeinsparungen von 30 % bis 60 %.
Thermisches Management und akustische Auswirkungen
Durch die Steigerung der Systemeffizienz minimieren diese VSD-Einheiten die Wärmeentwicklung im Hydraulikkreislauf. Die reduzierte thermische Belastung ermöglicht die Verkleinerung oder den vollständigen Verzicht auf Ölkühler, was die installierten Gesamtkosten senkt und die Lebensdauer von Hydraulikdichtungen und Betriebsflüssigkeiten verlängert.
Darüber hinaus senkt der Betrieb von Motor und Pumpe mit reduzierten Drehzahlen in Schwachlastzeiten den Umgebungsschallpegel der Maschinen. Dies ermöglicht eine größere Flexibilität bei der Platzierung von Antriebsaggregaten und kann die Notwendigkeit für sekundäre Schallschutzmaßnahmen eliminieren.
Komponentendimensionierung und Systemintegration
Die Möglichkeit, den vollen Drehzahlbereich des Motors zu nutzen, erlaubt eine Reduzierung des Pumpenverdrängungsvolumens ohne Beeinträchtigung des maximalen Ölflusses. Da eine Pumpe mit kleinerem Verdrängungsvolumen weniger Drehmoment benötigt, um den Zieldruck zu erreichen, und Elektromotoren kurzzeitige Drehmomentspitzen über Überlastkapazitäten abfangen können, können Ingenieure kleinere Motorbaugrößen spezifizieren. Dies führt zu einem geringeren Platzbedarf und niedrigeren Anforderungen an die Anschlussleistung.
Laut Juraj Bittner, Produktmanager Industrial Solutions bei Danfoss Power Solutions, schafft die Integration von Danfoss-Umrichtern mit Vickers-Pumpen ein harmonisiertes System, das die Inbetriebnahme und den Betrieb vereinfacht. Die p/Q-Steuerungslogik zielt speziell darauf ab, die Design- und Installationszeit durch konfigurierbare Parameter für Druck und Durchfluss zu verkürzen.
Industrielle Anwendungsbereiche
Die VSD-Technologie ist besonders effektiv in Fertigungsumgebungen mit intermittierenden Arbeitszyklen, in denen Spitzenleistung nur für einen Bruchteil der Betriebszeit benötigt wird. Technische Anwendungsfälle umfassen:
Durch die Steigerung der Systemeffizienz minimieren diese VSD-Einheiten die Wärmeentwicklung im Hydraulikkreislauf. Die reduzierte thermische Belastung ermöglicht die Verkleinerung oder den vollständigen Verzicht auf Ölkühler, was die installierten Gesamtkosten senkt und die Lebensdauer von Hydraulikdichtungen und Betriebsflüssigkeiten verlängert.
Darüber hinaus senkt der Betrieb von Motor und Pumpe mit reduzierten Drehzahlen in Schwachlastzeiten den Umgebungsschallpegel der Maschinen. Dies ermöglicht eine größere Flexibilität bei der Platzierung von Antriebsaggregaten und kann die Notwendigkeit für sekundäre Schallschutzmaßnahmen eliminieren.
Komponentendimensionierung und Systemintegration
Die Möglichkeit, den vollen Drehzahlbereich des Motors zu nutzen, erlaubt eine Reduzierung des Pumpenverdrängungsvolumens ohne Beeinträchtigung des maximalen Ölflusses. Da eine Pumpe mit kleinerem Verdrängungsvolumen weniger Drehmoment benötigt, um den Zieldruck zu erreichen, und Elektromotoren kurzzeitige Drehmomentspitzen über Überlastkapazitäten abfangen können, können Ingenieure kleinere Motorbaugrößen spezifizieren. Dies führt zu einem geringeren Platzbedarf und niedrigeren Anforderungen an die Anschlussleistung.
Laut Juraj Bittner, Produktmanager Industrial Solutions bei Danfoss Power Solutions, schafft die Integration von Danfoss-Umrichtern mit Vickers-Pumpen ein harmonisiertes System, das die Inbetriebnahme und den Betrieb vereinfacht. Die p/Q-Steuerungslogik zielt speziell darauf ab, die Design- und Installationszeit durch konfigurierbare Parameter für Druck und Durchfluss zu verkürzen.
Industrielle Anwendungsbereiche
Die VSD-Technologie ist besonders effektiv in Fertigungsumgebungen mit intermittierenden Arbeitszyklen, in denen Spitzenleistung nur für einen Bruchteil der Betriebszeit benötigt wird. Technische Anwendungsfälle umfassen:
- Metallumformung und Pressen: Präzise Druckregelung während der Klemm- und Umformphasen.
- Spritzguss und Gummiformen: Energieoptimierung während langer Kühlphasen.
- Werkzeugmaschinen und Druckguss: Verbesserte thermische Stabilität und reduzierte Geräuschentwicklung in Hochpräzisionsumgebungen.
- Lebensmittelverarbeitung: Zuverlässige Durchflussregelung für automatisierte Produktionslinien.
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