Napędy w technologii Matrix zmniejszają zużycie energii

40-konny napęd U1000 zasila dwa silniki napędzające zbiornik załadowczy. Źródło: Yaskawa America Inc.

Przetwornice częstotliwości w technologii Matrix zostały zainstalowane do napędu systemu transportowego w celu ograniczenia zużycia energii oraz zmniejszenia kosztów utrzymania ruchu. Nowe rozwiązanie wyposażone w system regeneracji energii pozwala zaoszczędzić 1500 USD rocznie.

Wiosną 2016 r. firmy Maxam Inc. i Yaskawa America Inc. opracowały system transportu asfaltu dla firmy Gallagher Asphalt, znajdującej się w miejscowości Thornton w stanie Illinois, USA. System transportowy jest tu wykorzystywany do załadunku silosów asfaltu, jak również do dystrybucji produktu z silosów do indywidualnych odbiorców. System transportowy napędzany silnikami elektrycznymi składa się ze zbiornika o pojemności ośmiu ton zapewniającego szybki transfer materiału oraz zbiornika załadowczego.

Istniejący 200-tonowy zbiornik asfaltu został zmodernizowany, zastępując wysłużone rozwiązanie oparte na przenośnikach taśmowych. Pięć przenośników taśmowych o mocy 40 KM każdy i ich nieefektywne silniki elektryczne zostały zdemontowane i usunięte z instalacji. Stary system transportu, wykorzystujący łańcuchy napędowe i ogrzewaną stalową rynnę transportową, potrzebował znacznie więcej mocy niż nowe rozwiązanie.

System transportu asfaltu napełnia sześć silosów służących do ładowania cystern samochodowych. Źródło: Yaskawa America Inc.

Obecnie zainstalowany system transportu wykorzystuje dwa napędy elektryczne w technologii Matrix. Jeden napęd o mocy 60 KM służy do napędu wózka głównego, drugi – o mocy 30 KM – napędza zbiornik załadowczy. Wózek główny napędzany jest czterema silnikami elektrycznymi i ma zamontowany ruchomy zbiornik załadowczy poruszany dwoma dodatkowymi silnikami. Wózek główny i zbiornik muszą się poruszać z taką samą ustaloną prędkością. System zaprojektowano tak, aby odznaczał się dużą efektywnością energetyczną oraz wymagał niewielu prac serwisowych.

System transportowy pracuje od lutego 2016 r. Technologia wymaga, aby silnik osiągał maksymalną prędkość w ciągu ok. 1,5 sekundy. Następnie silnik pracuje z pełną prędkością około 4 sekund, po czym redukuje obroty do zera w ciągu ok. 3,5 sekundy. Cały proces powtarza się po upływie ok. 10 sekund. W tradycyjnych rozwiązaniach podczas hamowania silnika energia jest tracona na rezystorach lub regenerowana, jak w standardowych napędach AC.

System transportu asfaltu zaprojektowany przez firmę Maxam do napełniania silosów asfaltu wykorzystuje dwa napędy przemysłowe typu U1000 w technologii Matrix firmy Yaskawa. Źródło: Yaskawa America Inc.

Gallagher Asphalt aplikowała do firmy Commonweaith Edition w Illianopolis o finansowy grant związany ze szczególną oszczędnością energii elektrycznej, którą osiągnięto dzięki zastosowaniu napędów elektrycznych w technologii Matrix. Koszt, który ponosi Gallagher, wynosi 0,076 centa/kWh. Instalacja pracuje dziennie 8,5 godziny, pięć dni w tygodniu, 40 tygodni w roku. Około 20% czasu technologicznego jest wykorzystane na odzysk energii elektrycznej, co stanowi ok. 340 godzin w roku.

Zakładając, że każdy silnik w czasie cyklu regeneracyjnego jest hamowany w 100%, mniejszy napęd (o mocy 30 KM) generuje oszczędności o wartości 500 USD rocznie, natomiast większy napęd (o mocy 60 KM) pozwala zaoszczędzić 1000 USD rocznie w porównaniu do rozwiązań standardowych oraz typowych napędów regulowanych AC z systemami odzysku energii.

Stary system transportu, wykorzystujący łańcuchy napędowe i ogrzewanie rynny transportowej, zużywał znacznie więcej energii niż nowe rozwiązanie. Źródło: Yaskawa America Inc.

Mike Grant jest specjalistą w zakresie napędów elektrycznych w firmie Yaskawa America Inc.