Время работы, время зарядки и рабочий цикл литиевых приводов кранов

Для крана с литиевым приводом продолжительность работы, время зарядки и рабочий цикл следует оценивать как единую рабочую систему. Аккумулятор, который по характеристикам кажется достаточным, всё же может нарушить ход проекта, если частота подъёмов, потребность в гидравлике, периоды простоя, температура окружающей среды или доступность зарядки были оценены неверно. И наоборот, правильно подобранный электрический привод может обеспечить выполнение запланированной смены с меньшим количеством перерывов, чем схема, зависящая от дизельного двигателя, особенно если работы сосредоточены в одном месте, предсказуемы и поддерживаются зарядкой на площадке.

Для руководителей проектов первый вопрос заключается не в том: «Сколько часов он будет работать?» Вопрос звучит так: «Сможет ли он выполнить требуемую схему подъёмов с достаточным резервом в доступный временной интервал?» Это различие важно, поскольку энергопотребление крана резко меняется в зависимости от выполняемой работы. Передвижение, движение стрелы, подъём груза, поворот, выдвижение опор, функции удержания гидравлического давления и вспомогательные нагрузки потребляют энергию с разной интенсивностью.

Продолжительность работы зависит от рабочих циклов, а не только от длительности смены

Заявленные показатели продолжительности работы полезны только тогда, когда лежащий в их основе рабочий цикл соответствует запланированной эксплуатации. Кран, выполняющий редкие короткие подъёмы в течение восьмичасовой смены, может потреблять меньше энергии, чем кран, работающий непрерывно в течение четырёх часов при сложных углах наклона стрелы и вылетах груза. Подсчёт часов смены без определения времени активных подъёмных операций является распространённой причиной недостаточного подбора мощности.

Практическая оценка начинается с разделения операции на повторяющиеся циклы. Для каждого цикла определите массу груза, высоту подъёма, вылет, скорость подъёма, движения стрелы, требования к повороту, время работы под гидравлической мощностью и ожидаемое время ожидания. Чтобы быть полезным, результат не обязательно должен представлять собой идеальную энергетическую модель. Он должен показать, проводит ли кран большую часть времени в ожидании, выполняет лёгкие работы по позиционированию или многократно работает вблизи верхнего уровня гидравлической нагрузки.

Для оборудования, устанавливаемого на грузовой автомобиль, необходимо оценивать совместно кран и конфигурацию транспортного средства. Кран с телескопической стрелой может иметь умеренную грузоподъёмность на большом вылете, но значительно более высокую потребность при частых подъёмах, близких к предельной грузоподъёмности, быстром подъёме или одновременной работе гидравлических функций. Например, дляStraight Boom FST3.2E3 требуется до 18 kW мощности и до 40 L/min гидравлического потока. Эти значения сами по себе не определяют время работы от аккумулятора, но устанавливают пиковую производительность, которую может потребоваться поддерживать системе электрического привода.

Командам проекта также не следует планировать работу с расчётом на полный разряд аккумулятора. Резерв необходим для внеплановых подъёмов, работы при более низкой температуре, старения аккумулятора, отклонений в последовательности операций и временной недоступности зарядного устройства. Требуемый резерв зависит от эксплуатационного риска работ, но график, который работает только в идеальных условиях, не является надёжным графиком.

Пиковая мощность и средняя потребность в энергии требуют разных проверок

Ёмкость аккумулятора определяет, какой объём энергии доступен во времени, тогда как привод, инвертор, система управления аккумулятором и конфигурация гидравлического двигателя определяют, может ли кран обеспечивать мощность при высоких нагрузках. Необходимы обе проверки.

Система может иметь достаточно накопленной энергии для смены, но не быть способной поддерживать пиковую мощность, необходимую для быстрого подъёма, гидравлического движения под высоким давлением или последовательности сложных подъёмов без ограничения мощности. В такой ситуации кран всё ещё может работать, однако время циклов может увеличиться. Это влияет на производительность сильнее, чем показывает простой расчёт продолжительности работы.

При рассмотрении системы Lithum Motor или любого аккумуляторно-электрического привода крана попросите поставщика разграничить:

• полезную энергию аккумулятора, а не номинальную ёмкость батарейного блока;
• непрерывную мощность, доступную при обычных подъёмных операциях;
• пиковую мощность кратковременного действия и условия, при которых она доступна;
• любую стратегию управления, снижающую скорость или приоритет функций по мере падения уровня заряда аккумулятора;
• ожидаемые гидравлические характеристики при запланированных рабочем давлении и расходе;
• допущения по энергопотреблению, использованные в оценке продолжительности работы.

Последний пункт особенно важен. Заявление о времени работы, основанное на прерывистом лёгком позиционировании, нельзя использовать для планирования повторяющихся операций по перемещению материалов или монтажных подъёмов. Схема работы должна быть описана в эксплуатационных параметрах: подъёмы в час, средняя масса груза, максимальная ожидаемая масса, радиус, продолжительность гидравлической активности и перерывы между группами подъёмов.

Время зарядки является ограничением для планирования

Зарядка часто обсуждается как техническая характеристика, но прежде всего она является ограничением для планирования. Актуальный вопрос состоит в том, может ли зарядка выполняться в фактические перерывы в работе. Ночной интервал полезен для площадки с одной сменой, безопасным доступом к электроснабжению. Он мало помогает при двухсменном графике, удалённой рабочей зоне или проекте, где грузовой автомобиль меняет местоположение в течение дня.

Время зарядки зависит от объёма полезной энергии, который необходимо восполнить, выходной мощности зарядного устройства, доступной на площадке, ограничений зарядки аккумулятора и рабочей температуры батарейного блока. Зарядное оборудование может быть способно выдавать высокую мощность, однако подключение на площадке, распределительный щит, кабельная линия или совместная электрическая нагрузка могут ограничивать подаваемую мощность. Поэтому при планировании проекта следует учитывать зарядную инфраструктуру, а не рассматривать номинальную мощность зарядного устройства как гарантированный результат в полевых условиях.

При выборе следует сравнить три стратегии зарядки:

• Ночная зарядка: Подходит, когда кран возвращается на постоянную базу или остаётся на охраняемой площадке, а рабочий цикл следующего дня предсказуем.
• Зарядка в перерывах: Использует паузы между пакетами работ, поставками или сменой бригад. Это может увеличить полезное ежедневное рабочее время, но только если точка подключения находится рядом и доступ к ней надёжен.
• Плановая зарядка в середине смены: Включает остановку для зарядки в последовательность работ. Она может поддерживать напряжённые графики, однако её следует рассматривать как производственную операцию с выделенными временем, пространством и электрической мощностью.

При мобильных крановых работах расположение зарядного устройства заслуживает не меньшего внимания, чем его номинальная мощность. Точка зарядки, требующая перемещения грузового автомобиля, изменения маршрута доступа или блокирования работы другой бригады, может стать эксплуатационно недоступной, даже если она имеется на площадке. Руководителям следует подтвердить прокладку кабеля, защиту от движения транспортных средств, воздействие погодных условий, контроль доступа и полномочия на использование источника питания.

Рабочий цикл следует определить до выбора привода

Рабочий цикл — это доля времени, в течение которой кран активно выполняет работу, требующую мощности, однако его характер так же важен, как и его процентное значение. Десять минут лёгкого позиционирования при низком давлении не эквивалентны десяти минутам повторяющихся подъёмов тяжёлых грузов на большом радиусе. Определение рабочего цикла должно отражать интенсивность, а также продолжительность.

Один из полезных подходов — классифицировать запланированные работы по трём категориям: обычные подъёмы, тяжёлые подъёмы или подъёмы на большой вылет, а также периоды восстановления или простоя. Затем следует проанализировать последовательность. Система привода часто может восстанавливать тепловой и электрический запас во время фактического простоя, тогда как группы тяжёлых подъёмов могут создавать условие пиковой нагрузки, которое невозможно определить по среднему суточному значению.

Грузовая диаграмма крана остаётся ключевой для такой оценки. Например, установка, рассчитанная на 3.2 tonnes при радиусе 2.5 m, не будет иметь такой же рабочий профиль при радиусе 10.25 m, где доступная нагрузка на крюке может быть значительно ниже. Увеличение вылета может повышать продолжительность и требуемую точность подъёма даже при уменьшении массы поднимаемого груза. Поэтому для подбора аккумулятора необходима предполагаемая комбинация нагрузок и радиусов, а не только показатель максимальной грузоподъёмности.

Остерегайтесь следующих ошибок планирования

• Использование номинальной ёмкости аккумулятора так, как будто вся накопленная энергия доступна для эксплуатации.
• Предположение, что низкая средняя нагрузка автоматически означает низкое энергопотребление, при игнорировании высокой частоты подъёмов или длительного времени работы гидравлики.
• Выбор зарядного устройства до подтверждения электрической мощности площадки и фактического окна для зарядки.
• Планирование второй смены с учётом перезарядки аккумулятора, для которой в графике не предусмотрено защищённое время.
• Игнорирование влияния холодной погоды, высокой температуры или старения аккумулятора при установлении ежедневного резерва.
• Оценка времени работы крана отдельно от передвижения транспортного средства, вспомогательного оборудования и других электрических нагрузок, когда они используют один источник энергии.

Стройте решение на основе производственной программы

Наиболее надёжной основой для принятия решения о литиевом приводе крана является репрезентативный рабочий график, а не общее сравнение с дизельным оборудованием. Составьте карту ожидаемых подъёмов по массе груза, радиусу и последовательности; определите время активной работы гидравлики; выявите самый продолжительный непрерывный период работы; установите, где может выполняться зарядка без ущерба для программы. Затем проверьте, сохраняет ли система эксплуатационный резерв после наиболее напряжённой части дня, а не только после среднего дня.

Там, где работа повторяема и зарядку можно контролировать, аккумуляторно-электрические приводы кранов можно планировать с высокой степенью уверенности. Там, где последовательность подъёмов сильно изменчива, доступ к электроснабжению неопределён или пиковая гидравлическая нагрузка поддерживается в течение длительных периодов, спецификации требуется больший запас и более продуманный план зарядки. В конечном счёте продолжительность работы является вопросом планирования проекта, выраженным через конфигурацию аккумулятора, привода и крана.