iC7-Automation: Aumento do desempenho do HDD por meio da eletrificação

Os canteiros de obras estão sob pressão para descarbonizar, mas a hesitação permanece devido às oportunidades não comprovadas de eletrificação. Por esse motivo, a Herrenknecht e a Danfoss estavam determinadas a medir e demonstrar os benefícios de sua tecnologia de ponta.

Para a carreta de perfuração HDD da Herrenknecht, a mobilidade é uma característica essencial, impondo restrições quanto ao tamanho e à fonte de alimentação. Com apenas uma fonte de alimentação de 400 V CA disponível na rede, a eletrificação bem-sucedida dependia de um sistema AFE eficiente para aumentar a tensão para a operação da perfuratriz em alta velocidade.

O equipamento HDD impõe exigências particularmente altas quanto à precisão do torque. Para proteger as engrenagens e a mecânica, é fundamental que o sistema possa reagir aos rápidos solavancos de torque que podem ocorrer durante a perfuração em solo macio ou rocha. Além disso, eliminar a desaceleração é fundamental porque, após a rampa de descida, as barras de perfuração serão enroladas como uma mola. Qualquer desaceleração faria com que elas acelerassem na direção oposta, o que poderia afrouxar as conexões de parafuso das hastes de perfuração. Em vez disso, o acionamento deve reduzir lentamente o torque após atingir a velocidade zero para suavizar gradualmente a tensão.

Ao selecionar os motores para a plataforma HDD, a Herrenknecht teve que escolher entre os motores de indução tradicionais e o motor EDITRON EM-PMI SRPM motor mais avançado. Devido aos requisitos de mobilidade da plataforma, o design compacto e leve dos motores SRPM fez deles a opção preferida em relação aos motores de indução mais volumosos. Além disso, a classificação energética de aproximadamente 96% dos motores EDITRON e o controle preciso de torque e velocidade são cruciais para atender às necessidades de alto desempenho, proporcionando eficiência energética e precisão operacional.

Em conjunto com os módulos do sistema iC7-Automation refrigerados a ar que oferecem controle de torque sem precedentes, os motores podem atender com sucesso às rigorosas demandas da plataforma de perfuração horizontal móvel. O AFE aproveita efetivamente a energia potencial da broca e converte a alimentação de 400 V CA em 700 V CC, além de minimizar os harmônicos, permitindo que a plataforma maximize o uso da eletricidade da rede.

Para garantir uma distribuição uniforme da potência entre os motores conectados mecanicamente, proteger a mecânica e manter um desempenho consistente, os drives iC7-Automation são equipados com um recurso exclusivo de queda de carga. Nessa instalação, o sistema reduz a carga de seis motores PM conectados em uma faixa de configuração de alta velocidade até a velocidade zero, mantendo a alta precisão de torque.

A integração de motores SRPM de alta eficiência com a tecnologia AFE levou a uma economia considerável de energia e permitiu que a Herrenknecht utilizasse totalmente a rede de 400 V CA para gerar 700 V CC. E quando a energia da rede não está disponível, o AFE otimiza o uso da energia o suficiente para permitir o uso de um gerador a diesel menor.

Como a configuração também ajuda a minimizar harmônicos, o tamanho pode ser reduzido ainda mais para aproximadamente 370 kVA em vez dos 440 kVA típicos, usando assim uma unidade quase 40-50% menor do que a que seria necessária.

O resultado é uma avançada carreta de perfuração direcional horizontal móvel eletrificada que é comprovada em campo. Graças à eletrificação, a carreta de perfuração HDD não apenas atingiu o desempenho necessário, mas também superou as expectativas ao superar o desempenho do sistema hidráulico anterior.