PAESI BASSI: Le macchine industriali per l'edilizia, rappresentano circa l'1,1% delle emissioni globali annuali, ecco perch? ? importante impegnarsi per ridurre questi valori. Nel 2022, con il supporto di Danfoss, Herrenknecht ? stata in grado di mettere in funzione una nuova versione elettrificata del suo impianto di perforazione direzionale orizzontale. Capace di perforare fino a 1.500 metri, l'impianto richiede un'elevata precisione di coppia pur rimanendo mobile.
Avendo dotato l'impianto di perforazione HDD di motori a magneti permanenti sincroni a riluttanza Danfoss EDITRON EM-PMI e inverter iC7-Automation, Herrenknecht ha ottenuto la potenza necessaria senza compromettere la mobilit?. L'impianto di perforazione HDD ? ora non solo pi? efficiente dal punto di vista energetico, ma offre anche prestazioni migliori rispetto al precedente sistema idraulico.
Continua a leggere per scoprire come l'elettrificazione dell'impianto di perforazione HDD di Herrenknecht con motori EDITRON e convertitori di frequenza iC7-Automation, superi le aspettative.
La sfida: Mobilit? dell'impianto di perforazione ad alte prestazioni
I cantieri sono sotto pressione per la necessit? di decarbonizzare, ma l'esitazione permane a causa delle opportunit? non dimostrate dell'elettrificazione. Per questo motivo, Herrenknecht e Danfoss erano determinate a misurare e dimostrare i vantaggi della loro tecnologia all'avanguardia.
Per l'impianto di perforazione HDD di Herrenknecht, la mobilit? ? una caratteristica essenziale, che impone limiti alle dimensioni e all'alimentazione elettrica. Con solo un'alimentazione elettrica a 400 V CA disponibile dalla rete, il successo dell'elettrificazione dipendeva da un efficiente sistema AFE per aumentare la tensione ai fini della perforazione ad alta velocit?.
L'impianto di perforazione HDD pone requisiti particolarmente elevati in termini di precisione della coppia. Per proteggere ingranaggi e componenti meccanici, ? fondamentale che il sistema sia in grado di reagire alle rapide discontinuit? di coppia che possono verificarsi durante la perforazione su terreno morbido o roccia. Inoltre, l'eliminazione della rotazione libera ? fondamentale perch?, dopo la decelerazione, le barre di alesatura si avvolgeranno come una molla. Qualsiasi ruota libera causerebbe l'accelerazione nella direzione opposta, e questo rischierebbe di allentare i collegamenti a vite delle aste di perforazione. Invece, l'azionamento deve ridurre lentamente la coppia dopo aver raggiunto la velocit? zero per allentare gradualmente la tensione.
La soluzione: Elevata precisione e controllo di coppia senza precedenti
Nella scelta dei motori per l'impianto di perforazione HDD, Herrenknecht ha dovuto scegliere tra i tradizionali motori a induzione e il pi? avanzato motore EDITRON EM-PMI SRPM. Considerate le esigenze di mobilit? dell'impianto, il design compatto e leggero dei motori SRPM li ha resi un'opzione preferibile ai motori a induzione pi? ingombranti. Inoltre, il grado di efficienza energetica del 96% circa dei motori EDITRON e il controllo preciso di velocit? e coppia sono fondamentali per soddisfare l'esigenza di prestazioni elevate e assicurare efficienza energetica e precisione operativa.
Abbinati ai moduli di sistema raffreddati ad aria iC7-Automation, che offrono un controllo di coppia senza precedenti, questi motori sono in grado di soddisfare con successo le rigorose esigenze dell'impianto di perforazione orizzontale mobile. L'AFE sfrutta efficacemente l'energia potenziale della perforatrice e converte l'alimentazione da 400 V CA in 700 V CC, riducendo al minimo le armoniche e consentendo all'impianto di perforazione di massimizzare l'utilizzo dell'elettricit? di rete.
Per garantire una distribuzione uniforme della potenza tra i motori collegati meccanicamente, proteggere la meccanica e mantenere costanti le prestazioni, gli inverter iC7-Automation sono dotati di un'esclusiva funzione load droop. In questa installazione, il sistema riduce il carico di sei motori PM collegati in un intervallo di impostazione ad alta velocit? fino alla velocit? zero, mantenendo un'elevata precisione di coppia.
- Prestazioni superiori a bassa velocit? grazie ai nuovi e originali algoritmi di controllo
- Elevata precisione di coppia con regolazioni della frequenza da 0 a 370 Hz
- La funzione load drooping garantisce una distribuzione uniforme della potenza e prestazioni costanti
- Capacit? di aumento della tensione DC con il sistema AFE
- Combina coppia e potenza elevate in un design compatto per ridurre al minimo l'ingombro
- Progettato con Safe Torque Off (STO SIL3) di serie per una maggiore sicurezza
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Il risultato: Generazione di 700 V DC da un'alimentazione di rete da 400 V AC
L'integrazione di motori SRPM ad alta efficienza insieme alla tecnologia AFE ha portato a notevoli risparmi energetici e consente a Herrenknecht di utilizzare appieno l'alimentazione di rete a 400 V CA per generare 700 V CC. E quando l'alimentazione di rete non ? disponibile, l'AFE ottimizza l'utilizzo dell'energia tanto da consentire l'uso di un generatore diesel pi? piccolo.
Poich? il setup contribuisce anche a ridurre al minimo le armoniche, le dimensioni possono essere ulteriormente ridotte a circa 370 kVA invece dei tipici 440 kVA, utilizzando un'unit? pi? piccola del 40-50% circa rispetto a quella che sarebbe altrimenti necessaria.
Il risultato ? un avanzato impianto di perforazione elettrificato, mobile, orizzontale e direzionale, collaudato sul campo. Grazie all'elettrificazione, l'impianto di perforazione HDD non solo ha raggiunto le prestazioni richieste, ma ? anche andato oltre le aspettative superando il precedente sistema idraulico.
