НІДЕРЛАНДИ: Оскільки на будівельну техніку припадає близько 1,1 % щорічних глобальних викидів, потрібно докладати всіх зусиль, щоб досягти скорочення викидів. У 2022 році за підтримки Danfoss компанія Herrenknecht змогла ввести в експлуатацію нову електрифіковану версію горизонтальної бурової установки. Бурова установка, здатна бурити на відстань до 1500 метрів, вимагає високої точності крутного моменту, водночас зберігаючи мобільність.
Оснастивши свою установку для горизонтально спрямованого буріння синхронними електродвигунами з постійними магнітами Danfoss EDITRON EM-PMI і приводами iC7-Automation, компанія Herrenknecht досягла необхідної потужності без втрати мобільності. Бурова установка для горизонтально спрямованого буріння стала не лише більш енергоефективною, але й забезпечує ліпшу продуктивність, ніж попередня гідравлічна система.
Читайте далі, щоб дізнатися, як електрифікація бурової установки для горизонтально спрямованого буріння від компанії Herrenknecht за допомогою двигунів EDITRON і приводів iC7-Automation перевершує очікування.
Виклик: Мобільна установка з високою продуктивністю
Будівельники перебувають під постійним тиском дотримання вимог щодо декарбонізації, проте залишаються сумніви через неперевірені можливості електрифікації. З цієї причини компанії Herrenknecht і Danfoss вирішили виміряти й продемонструвати переваги своєї найсучаснішої технології.
Для бурової установки з горизонтально спрямованим бурінням компанії Herrenknecht мобільність є важливою функцією, що накладає обмеження на розмір і джерело живлення. Оскільки від мережі доступне лише джерело живлення 400 В змінного струму, успішна електрифікація залежала від ефективної системи AFE для підвищення напруги для високошвидкісної роботи свердла.
Бурова установка для горизонтально спрямованого буріння висуває особливо високі вимоги до точності крутильного моменту. Для захисту редукторів і механізмів надзвичайно важливо, щоб система могла реагувати на швидкі ривки крутильного моменту, які можуть виникати під час буріння в м'якому ґрунті або породі. Крім того, надзвичайно важливе значення має усунення вільного ходу, оскільки після гальмування бурові штанги закручуватимуться, як пружина. Будь-який вільний хід призведе до їх прискорення в протилежному напрямку, що може призвести до послаблення гвинтових з'єднань бурових штанг. Замість цього привод має повільно зменшувати крутильний момент після досягнення нульової швидкості, щоб поступово послабити натяг.
Рішення: Висока точність і безпрецедентне керування крутильним моментом
Під час вибору двигунів для бурової установки горизонтально спрямованого буріння Herrenknecht зіткнулася з вибором між традиційними індукційними двигунами й більш удосконаленим двигуном EDITRON EM-PMI SRPM. З огляду на вимоги до мобільності бурової установки, компактна й легка конструкція двигунів SRPM зробила їх пріоритетним варіантом порівняно з більш громіздкими індукційними двигунами. Крім того, енергоефективність двигунів EDITRON становить приблизно 96 %, а точне керування крутильним моментом і швидкістю має вирішальне значення для задоволення потреб у високій продуктивності, забезпечуючи як енергоефективність, так і точність роботи.
У поєднанні із системними модулями з повітряним охолодженням iC7-Automation, які забезпечують безпрецедентне керування крутильним моментом, двигуни можуть успішно задовольняти суворі вимоги мобільної горизонтальної бурової установки. AFE ефективно використовує потенційну енергію бурової установки й перетворює напругу живлення 400 В змінного струму на 700 В постійного струму, одночасно мінімізуючи гармоніки, що дає змогу буровій установці максимізувати використання електроенергії мережі.
Для забезпечення рівномірного розподілу потужності між механічно підключеними двигунами, захисту механічних компонентів і підтримання постійної продуктивності приводи iC7-Automation оснащено унікальною функцією зниження навантаження. У цій установці система знижує навантаження шести підключених двигунів із постійними магнітами в діапазоні налаштування високої швидкості до нульової швидкості, зберігаючи високу точність крутильного моменту.
- Неперевершена продуктивність на низькій швидкості завдяки новим оригінальним алгоритмам керування
- Висока точність крутильного моменту з регулюванням частоти 0–370 Гц
- Функція зниження навантаження забезпечує рівномірний розподіл потужності й стабільну продуктивність
- Здатність підвищувати напругу постійного струму за допомогою системи AFE
- Поєднує високий крутильний момент і потужність у компактній конструкції для мінімізації потреби в просторі
- Розроблено з функцією Safe Torque Off (STO SIL3) у стандартній комплектації для підвищення безпеки
Докладніше
Результат: Генерування напруги 700 В постійного струму від мережі 400 В змінного струму
Інтеграція високоефективних двигунів SRPM разом із технологією AFE призвела до суттєвої економії енергії та дає змогу компанії Herrenknecht повністю використовувати живлення від мережі 400 В змінного струму для генерації 700 В постійного струму. А коли живлення від мережі недоступне, AFE оптимізує споживання енергії настільки, щоб дозволити використання невеликого дизельного генератора.
Оскільки конфігурація також допомагає мінімізувати гармоніки, розмір може бути додатково зменшено приблизно до 370 кВА замість типових 440 кВА, використовуючи майже на 40–50 % менший пристрій, ніж може бути потрібно в іншому випадку.
Результатом є вдосконалена електрифікована пересувна горизонтальна бурова установка, яка зарекомендувала себе в реальних умовах. Завдяки електрифікації бурова установка з горизонтально спрямованим бурінням не лише досягла необхідної продуктивності, але й перевершила очікування, працюючи ефективніше за попередню гідравлічну систему.
