Měniče VLT velkých výkonů umístěné na zařízení pro testování brzd
 | |
| Měniče VLT® velkých výkonů umístěné na zařízení pro testování brzd Ing. Hynek Václavík, Danfoss s. r. o. Společnost Svendborg Brake A/S je jedním z největších světových výrobců průmyslových brzdových systémů. Kromě sortimentu hydraulických bezpečnostních brzd a brzd s aktivními disky dodává na trh také vysoce výkonné hydraulické jednotky s různými funkcemi, regulované brzdové systémy SOBO® a spřáhla. Společnost nabízí špičkové servisní služby na lokální úrovni prostřednictvím celosvětové sítě místních zastoupení a distributorů. Jedno z největších zařízení pro testování brzd na světě Spočítat sílu, která musí být vyvinuta k zabrzdění vlaku z rychlosti např. 200 km/h na nulovou nebo k zastavení větrné turbíny, která se náhle vymkne kontrole, je v principu snadné. Jak však otestovat správnost provedených výpočtů či ověřit, zda komponenty od subdodavatelů splňují zadané parametry? Je možné riskovat a komponenty (výrobky) otestovat v praxi na reálných zařízeních. Ale bezpečnější cestou je testování na modelových zařízeních v odpovídajícím zmenšení. Testy na zmenšených modelových zařízeních však pro společnost Svendborg Brake A/S nejsou vyhovující, protože selhání jejích výrobků by mohlo vést k fatálním následkům. Proto se rozhodla postavit v centrále společnosti ve Svendborgu testovací zařízení v reálné velikosti. Původně bylo zařízení postaveno pro testování funkčnosti mokrých brzd s použitím oleje v brzdovém systému. V současné době se však zařízení používá pro nejrůznější testovací účely (např. testování jeřábů, dopravníkových pásů a jiných důlních zařízení). Jak simulovat větrnou turbínu o výkonu 5,5 MW? Zařízení na testování brzd ve Svendborgu tvoří obří osmitunový setrvačník o průměru 3,2 m. Setrvačník je umístěn na hřídeli o hmotnosti 2 t a průměru 350 mm a je vybaven dvěma brzdovými disky. Jeden z disků se používá během automatického testu brzd a druhý funguje jako záchranná bezpečnostní brzda, která může v případě nutnosti celé zařízení zastavit.  Hmotnost brzdového disku záchranné brzdy je 650 kg. Hřídel je zasazena do dvou nosných úchytů s bronzovými olejovými ložisky, v nichž je olej ohřátý na teplotu 40 °C. Teplota a vibrace každého ložiska jsou neustále monitorovány. Každý ložiskový úchyt má hmotnost zhruba 500 kg. K transmisi (tj. převod výkonu pohonného stroje na převodový řemen) z hřídele na motor o výkonu 90 kW je využíváno osm tzv. V-řemenů s převodovým poměrem 1 : 3,35. Při nadsynchronním provozu motoru může setrvačník dosáhnout obvodové rychlosti 375 km/h. Bezpečnostní záchranná brzda se skládá ze dvou brzd s celkovým brzdovým momentem 96 000 N·m. Rotující součásti mají celkový moment setrvačnosti 13 323 kg·m2. Jestliže setrvačník dosáhne maximální rychlosti, musí být zabrzděn energií o velikosti 28,5 MJ. Záchranná brzda dokáže zabrzdit celé zařízení za zhruba 8 s. Zařízení umožňuje také testování menších brzd. Proč Danfoss? Vzhledem k tomu, že měniče frekvence od jiných výrobců neumožňovaly roztočit toto soustrojí, společnost Svendborg Brake A/S kontaktovala prodejní oddělení Danfoss v dánském Aarhusu a požádala o instalaci měniče frekvence o výkonu 90 kW s počátečním točivým momentem 110 %. Prodejní technik společnosti Danfoss vzápětí došel ke zjištění, že tento měnič není dostatečně výkonný pro dané zařízení. Po dohodě s odborníky z divize Danfoss Drive, kteří provedli příslušné výpočty, byl učiněn závěr, že vhodným měničem pro toto použití je typ VLT® 5202 s výkonem 132 kW. Protože však nebylo možné uvedený typ měniče dodat v požadovaném termínu dvou až tří dnů, nabídla společnost Danfoss měnič frekvence vyšších parametrů, tedy typ VLT® 5252 pro motory o výkonu 160 kW. Výkonnější měnič se později ukázal jako výhodnější, neboť umožnil nadsynchronní provoz. Kromě dodávky a instalace měniče firma Danfoss rovněž garantovala, že společnost Svendborg Brake může daný měnič vrátit, jestliže nesplní její očekávání.
Rychlá dodávka a instalace Časový plán dodávky byl dohodnut telefonicky. Po vystavení objednávky byl požadovaný měnič dodán společnosti Svendborg Brake téhož dne. Následně bylo provedeno několik instalačních úprav a po několika dnech tři specialisté firmy Danfoss měnič s definitivní platností nastavili. Po příslušných měřeních, vložení dat a automatické kontrole motoru mohl provozovatel stisknout tlačítko START. Celá operace trvala pouhých 20 min a zařízení bylo opět uvedeno do provozu. Poté mohlo začít závěrečné detailní ladění celého systému. Firma Odegaard & Danneskiold-Samsoe A/S byla požádána o vyvážení setrvačníku před tím, než byla jeho rychlost zvýšena nad otáčky 60 min–1. Pro vyvážení byly použity bloky o hmotnosti 15 kg (oproti 5g až 10g závažím, která se používají k vyvažování pneumatik automobilů). Optimalizace zařízení na výkon 8 MW Během následujících měsíců odborníci firmy Danfoss opakovaně prohlédli testovací zařízení, aby optimalizovali nastavení měniče, protože při provozu setrvačníku této velikosti vznikají při velkých rychlostech,v důsledku odporu vzduchu velké energetické ztráty. Pro dosažení výkonu 8 MW bylo zapotřebí uzavřít setrvačník do krytu a poté odsát veškerý vzduch zevnitř krytu, aby bylo možné dosáhnout obvodové rychlosti okolo 450 km/h. Odborníci Danfoss také vyřešili a odstranili další nesrovnalosti v systému a v současné době celé zařízení funguje k plné spokojenosti zákazníka. Danfoss s. r. o. | |
