antriebstechnik 11/2017

ELEKTROMOTOREN

ELEKTROMOTOREN Powerpaket auf Rädern Wie ein Elektromotor in ehemaligem Diesel-Muldenkipper nicht nur Energie spart Ein Konsortium Schweizer Unternehmen und Hochschulen mit staatlicher Beteiligung widmet sich derzeit dem ambitionierten Projekt, Energie beim Transport von Gestein zu gewinnen, statt sie zu verbraten. Das Ziel ist, einen konventionellen Diesel-getriebenen Muldenkipper vollständig durch einen Elektromotor von Oswald anzutreiben. Wie funktioniert das? Florian Foertig ist Elektroingenieur bei der Oswald Elektromotoren GmbH in Miltenberg E s handelt sich bei diesem Projekt um einen Komatsu HD 605-7 der Baumaschinen-Händler Kuhn Schweizer AG. Das Besondere lässt sich mit zwei Schlagworten beschreiben: Benefit und Retrofit. Der Benefit liegt in der Energiebilanz der Anwendung, denn der Kipper transportiert im Schnitt 22 Mal täglich 65 t Nutzlast von einem höher gelegenen Tagebau in der Grube La Tscharner zu einem etwa 168 Höhenmeter tiefer liegenden Zementwerk des Endkunden Ciments Vigier S.A. Das entspricht einer Bruttoenergiebilanz von 655 kWh/d – man könnte den Muldenkipper also auch als fahrendes Kraftwerk bezeichnen. Die im Gestein gespeicherte potenzielle Energie wird in elektrische Energie gewandelt. Prominente Vertreter dieser Energiewandlung sind Wasserkraftwerke. Unter Abzug der Bergfahrten mit einem Leergewicht von 45 t sowie der Verluste, ohne die auch ein rein elektrisches Fahrzeug 22 antriebstechnik 11/2017

nicht auskommt, ergibt sich ein theoretischer Energieüberschuss von 227 kWh pro Tag bzw. stolzen 54 384 kWh pro Jahr. Diese Werte gilt es zu verifizieren, wobei schon jetzt klar ist, dass der Umbau wenig stens 50 000 l Diesel und 130 t CO 2 pro Jahr einsparen wird, da der Verbrenner komplett ersetzt wird. Damit landen wir bei der wesentlichen Herausforderung: Das Retrofit. Herausforderung Retrofit An die Stelle des 780 l Treibstofftanks tritt eine 700 kWh fassende Traktionsbatterie in Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Technologie (NCM) des schweizer Batterieherstellers Lithium Storage. Die Zellen haben eine Energiedichte von 160 Wh/kg. Insgesamt bringt der neue Energiespeicher ein Gewicht von 7 000 kg auf die Waage. Der 557 kW (758 PS) starke Diesel, der 785 kW (1 030 PS) leistende Retarder und das 7-stufige Schaltgetriebe werden durch eine wassergekühlte, permanent erregte Synchronmaschine von Oswald Elektromotoren GmbH mit einer Dauerleistung von 634 kW (862 PS) und durch vier wassergekühlte Frequenzumrichter der Aradex AG ersetzt. Die elektrische Maschine sorgt von nun an gleichermaßen für den Vortrieb sowie für das Bremsen. Dabei arbeitet der Motor als Generator und wandelt die Bremsenergie in elektrische Energie, die in der Batterie gespeichert wird. Das System ist in der Lage dauerhaft ein Drehmoment von 5 500 Nm bereitzustellen. Kurzzeitig sind 12 500 Nm möglich, was einer Leistung von 982 kW (1 336 PS) entspricht. Vor allem die Überlastfähigkeit der PM-Maschine um den Faktor 2,3 trägt dazu bei, dass der Kipper in der Lage ist auch beladen an einer Steigung noch anfahren zu können. Die Leistungselektronik ist modular aufgebaut und kann so in dem vorhandenen fast forward solutions Passt einfach besser! Der Bühler Motor unter den Schneckenantrieben NEU! 01 Umbau des Kippers Kumatsu HD 605-7 Dauerdrehmoment bis 4 Nm. Große Auswahl an problemlos kombinierbaren DC/BLDC- Motoren bis 250 W, vielfältige kundenspezifische Anpassungen mit und ohne Encoder: 3 bauraumoptimiert 3 energieeffizient 3 kosteneffektiv In der Gebäude- und Industrieautomation, in Verkaufsautomaten, in der Medizintechnik, in Officeanwendungen, in der Landtechnik ... 02 Einbau des Oswald-Motors in das Chassis des Kippers www.buehlermotor.de Wir freuen uns auf Ihren Besuch: sps ipc drives in Nürnberg www.buehlermotor.de 28.11. – 30.11.2017 | Halle 1 | Stand 230