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O+P Fluidtechnik 3/2021

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O+P Fluidtechnik 3/2021

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITEL 2 DAS BESTE AUS ZWEI WELTEN Elektrohydrostatische Antriebssysteme verbinden hydraulische und elektrische Kraftübertragung. Als Vorteile gelten vor allem Energieeffizienz und geringe Umweltbelastung bei dennoch hoher Kraftübertragung. Ein weiterer, oft übersehener Vorteil ist der optimierende Einsatz einer Übersetzung. Elektrohydrostatische Antriebssysteme (EAS) sind durch eine Reihe von Vorteilen gekennzeichnet. Dazu zählen die hohe Energieeffizienz, die gute Umweltverträglichkeit durch ein drastisch reduziertes Ölvolumen, eine geringe Geräuschentwicklung, die Bereitstellung von hohen Kräften und der allgemein stark verringerte Bedarf an zusätzlicher hydraulischer Infrastruktur wie Schläuche und Rohre. Neben den genannten Vorteilen zeichnet sich ein elektrohydrostatisches Antriebssystem durch ein weiteres Merkmal aus: Die einfache Umschaltung der Übersetzung. Die Übersetzung funktioniert ähnlich wie bei einem Autogetriebe. Bei einem EAS wird durch Wahl der Übersetzung die Antriebsdrehzahl des elektrischen Motors optimal auf die Geschwindigkeit des hydraulischen Aktuators eingestellt. Diese Übersetzungsänderung kann prinzipiell auf zwei Wegen erfolgen: Über eine generatorische und eine aktuatorische Umschaltung. Bei der generatorischen Umschaltung wird der „Generator“ - in diesem Fall die hydrostatische Maschine - in ihrem Fördervolumen verändert. Das kann über die Zu- und Abschaltung von mehreren hydrostatischen Einheiten mit unterschiedlichen Fördervolumina realisiert werden oder einfacher über den Einsatz einer verstellbaren Einheit. Bei der aktuatorischen Umschaltung wird zwischen unterschiedlichen Wirkflächen eines einzelnen Zylinders oder zwischen mehreren Zylindern mit unterschiedlichen Abmessungen umgeschaltet. ELEKTROMECHANISCHE UND HYDRAULISCHE LEISTUNG Am Beispiel einer Elektrohydrostatischen Pumpeneinheit (EPU) Moog EPU19 ist der Zusammenhang zwischen der elektromechanischen Leistung und der hydraulischen Leistung, die von der Pumpeneinheit abgenommen wird, darstellbar. Der elektrische Motor wird über das Drehmoment in Abhängigkeit der Drehzahl charakterisiert (Siehe Abb.01). Kurve 1 zeigt das dauerhaft zur Verfügung ste- 16 O+P Fluidtechnik 2021/03 www.oup-fluidtechnik.de

ELEKTROHYDROSTATISCHES ANTRIEBSSYSTEM POINTIERT ELEKTROHYDROSTATISCHE ANTRIEBE PUNKTEN MIT EINFACHER UMSCHALTUNG VARIABILITÄT DES VERDRÄNGUNGS- VOLUMENS FÜR EPU-WAHL BEDEUTEND STUFENLOSE VERSTELLBARKEIT ERHÖHT PUMPENLEISTUNG VERDRÄNGUNGSVOLUMEN UND LEISTUNG OPTIMAL REGULIERBAR hende Drehmoment. Die Kurven 2 und 3 zeigen das maximale Drehmoment mit und ohne Feldschwächebetrieb, welches aber während eines Zyklus nur für eine begrenzte Zeit abgerufen werden kann. Der Unterschied zwischen dem rechten und dem linken Diagramm ist die Größe des elektrischen Motors. Das Kennfeld der Pumpe ist gekennzeichnet durch den zur Drehzahl proportionalen Volumenstrom und den Druck am Pumpenausgang. Der Druck ist - bei hier konstantem Fördervolumen – proportional zum Drehmoment des Antriebsmotors. Es wird deutlich, dass der größere elektrische Antrieb den dauerhaft abrufbaren maximalen Betriebsdruck deutlich erhöht. EINFLUSS DES VERDRÄNGUNGSVOLUMENS Autoren: Dr. - Ing. Dirk Becher, Engineering Manager, Moog; Dr. - Ing. Milos Vukovic, Team Lead EH Applications, Moog Das geometrische Verdrängungsvolumen der hydrostatischen Einheit beeinflusst drehzahlabhängig den abgegebenen Volumenstrom. Je höher das Verdrängungsvolumen, desto höher der Volumenstrom bei gleicher Drehzahl. Abhängig vom Druck steigt das benötigte Antriebsdrehmoment. Idealerweise benutzt man in Pha- 01 Elektromechanische und hydraulische Kennwerte einer EPU19 (Elektromotoren mit unterschiedlicher Leistungsklasse) www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2021/03 17

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