Kompakte Umrichter für 250-Tonnen-Krane

Auf Maasvlakte II/Hafen Rotterdam wurde eine neue Produktionsanlage für die kontinuierliche Produktion von seetüchtigen XXL-Fundamenten für Offshore-Windturbinen und Gas- und Ölgewinnungsplattformen gebaut. Diese Fundamente mit einem Durchschnitt von 9 m werden direkt aus der Montage- und Beschichtungshalle an Bord der Offshore-Schiffe gehoben. Sie werden mithilfe von vier Spezial-Laufkranen des Herstellers BKRS Crane Systems in Veghel/Niederlande mit einer Kapazität von je 250 t manövriert. Jeder Kran ist mit zwei Demag Hubeinheiten mit einer Nennkapazität von je 125 t ausgestattet.

Die über eine Stromversorgungsschiene versorgten Krane in der rund 500 m langen und 20 m hohen Halle werden vom Boden aus ferngesteuert und laufen mit 400 V und Dreiphasenwechselstrom von 1200 A (830 kVA). Die vier einzelnen 250-t-Krane können sowohl unabhängig voneinander als auch parallel gesteuert werden, was das kontrollierte Manövrieren der extrem langen Lasten mit mehr als 1.000 t durch vier synchron bewegte Krane ermöglicht. Die zwei weiteren Krane sind auf dieselbe Weise gebaut wie die vier anderen, haben jedoch nur eine Kapazität von je 80 t.

Aufgrund der großen Belastungen stellt der Auftraggeber hohe Anforderungen an die Qualität der Krankonstruktionen. Die Konstruktion erfüllt die Anforderungen der Ausführungsklasse 3 bei jährlicher Inspektion. Das heißt, sie muss dieselben Anforderungen erfüllen wie beispielsweise U-Boote oder nukleare Anlagen.

Für die perfekte Kontrolle dieser enormen Lasten während des Hebevorgangs und beim Transport werden hohe Anforderungen an die Antriebe und deren Steuerung gestellt. BKRS Crane Systems setzt bereits seit einigen Jahren standardmäßig die Frequenzumrichter von Yaskawa ein. Die Frequenzumrichter von Yaskawa sind perfekt für schwere Hebe- und Lastkontrollanwendungen geeignet.

Für die Hubeinheiten wurde bei diesem Projekt der neue Matrix-Umrichter U1000 gewählt. Dieser zeichnet sich durch eine kompakte Bauform ohne DC-Zwischenkreis aus. Dank der U1000-Umrichter wird die standardmäßige Rückspeisung der Bremsenergie zum Versorgungsnetz möglich. Hierdurch werden große Bremswiderstände, die normalerweise für die Verarbeitung der Bremsenergie notwendig sind, hinfällig.

Eine spezielle, im Umrichter installierte Software ermöglicht eine überaus präzise Kontrolle der Last. Eine wichtige Anforderung des Auftraggebers lautet: Sowohl während der Bewegung als auch beim Bremsen darf die XXL-Last nicht schwingen oder schwanken.

Die Matrix-Umrichter gehören zur neuesten Generation der ‚rückspeisefähigen‘-Frequenzumrichter des umfangreichen Antriebspakets von Yaskawa; sie passen perfekt zum Aspekt des ‚grünen‘ Krans, mit dem der CO2-Ausstoß begrenzt wird. Die Umrichter haben nicht nur eine kompakte Bauform, sondern auch einen hohen Wirkungsgrad. Der Standard U1000-Umrichter entspricht bereits den strengsten internationalen Normen in Bezug auf den Leistungsfaktor. Es ist ein weltweiter Trend zu erkennen in Bezug auf die Gesetzgebungen zu Oberschwingungen und Wirkfaktor; der Umrichter Yaskawa U1000 entspricht bereits der Richtlinie IEEE519.

In diesem besonderen Projekt wurden außerdem Anforderungen in Bezug auf die maximale Höhe der Schaltschränke gestellt. Diese dürfen nicht über das Hubwerk hinausragen. Weitere Anforderungen wurden in Bezug auf die Schaltschrankqualität gestellt: Denn während des Ladevorgangs der Fundamente auf Schiffe kommen diese mit der salzhaltigen Außenluft in Berührung. Die Schaltschränke und Frequenzumrichter werden hierfür unter anderem mit hochwertigem Lack und doppelten Abdichtungen versehen. BKRS Crane Systems hat die Schaltschränke selbst bis ins Detail entworfen, entwickelt und gebaut.

Außerdem mussten Bremswiderstände vermieden werden. Durch die kompakten Abmessungen und die minimale interne Wärmeentwicklung der U1000-Frequenzumrichter, die kreative Entwicklung und die eigens für dieses Projekt gebauten Schaltschränke konnte BKRS Crane Systems problemlos alle Anforderungen erfüllen.