Prüfstandsbau

Elektrohydraulische Antriebe - Effizienz und Flexibilität neu definiert

Prüfstandsbau

Elektrohydraulische Antriebe - Effizienz und Flexibilität neu definiert

Effizient, dynamisch und energiesparend

Funktionsweise der Elektrohydraulik

In elektrohydraulischen Antriebssystemen wird anstelle von konventionellen servohydraulischen Antrieben die Hydraulikflüssigkeit nicht über Servo- oder Proportionalventile gesteuert, sondern direkt von einer drehzahlgeregelten Pumpe bereitgestellt. Diese Pumpe – in der Regel eine hocheffiziente Radialkolbenpumpe – wird von einem frequenzgeregelten Servomotor angetrieben. Die Bewegung des Hydraulikzylinders erfolgt, indem Öl aktiv zwischen den beiden Zylinderkammern gefördert wird. Durch Anpassung der Pumpendrehzahl kann die gewünschte Kolbengeschwindigkeit präzise und verlustarm eingestellt werden.

Im Vergleich zur klassischen Servohydraulik bietet dieses Konzept entscheidende Vorteile: In einem konventionellen servohydraulischen System wird der Ölstrom kontinuierlich durch einen Servoventil geregelt, was erhebliche Energieverluste verursacht. Nicht genutzte Hydraulikenergie wird dabei als Wärme abgeführt, wodurch zusätzliche Kühlsysteme notwendig sind, die wiederum Energie benötigen. Bei der elektrohydraulischen Antriebstechnik entfallen diese Drosselverluste vollständig, da der Volumenstrom direkt und bedarfsgerecht erzeugt wird. Dies steigert nicht nur die Energieeffizienz erheblich, sondern ermöglicht auch die Rekuperation: In Phasen, in denen das Prüfobjekt Energie freisetzt – etwa beim Entlasten nach einer Belastungsphase –, kann die Rückflussenergie vom Servomotor im Generatorbetrieb zurückgewonnen, zwischengespeichert und für spätere Belastungszyklen genutzt werden. Dadurch werden nicht nur die Betriebskosten weiter gesenkt, sondern auch die Anforderungen an externe Kühlsysteme drastisch reduziert.

Die Vorteile elektrohydraulischer Antriebstechnik

Grafik: Hohe Effizienz der Elektrohydraulik im Vergleich zur Servohydraulik: Reduktion der Betriebskosten durch Energieeinsparung
Hohe Effizienz der Elektrohydraulik im Vergleich zur Servohydraulik: Reduktion der Betriebskosten durch Energieeinsparung

  • Bedarfsgerechte Kraft-Druck-Kopplung: Durch die direkte Ansteuerung der Pumpe wird der Hydraulikdruck proportional zur aktuellen Leistungsanforderung erzeugt. Im Gegensatz zur klassischen Servohydraulik entfällt dadurch die energievernichtende Drosselung des „überschüssigen“ Drucks.

     

  • Elektrisches Bremsen: Während der Bremsvorgänge wird die kinetische Energie des Prüflings in elektrische Energie umgewandelt. Somit ist im Gegensatz zur klassischen Servohydraulik keine zusätzliche Antriebsleistung erforderlich, um Bremskräfte aufzubringen, was die Gesamteffizienz des Systems signifikant steigert.
     
  • Zwischenspeicherung: Die während der Bremsvorgänge rekuperierte Energie wird in Zwischenkreiskondensatoren gespeichert und steht für nachfolgende Lastzyklen erneut zur Verfügung. 

Rechner für Energieeinsparung bei harmonischen Anregungen

Benutzereingaben:

Prüfling:
Prüffrequenz:Hz
Wegamplitude:mm
Kraftamplitude:kN
Mittellast:kN
Prüflingsmasse:kg

Zeitverläufe

Kosteneinsparung

Energiefluss Servohydraulik

Energiefluss Elektrohydraulik: Einsparung von ?? kW (um den Faktor ?? effizienter als Servohydraulik)

Vorteile: Bedarfsgerechte Kraft-Druck-Kopplung Δ?? kW, Elektrisches Bremsen Δ?? kW, Zwischenspeicherung Δ?? kWh

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Wir realisieren für Sie hydraulische Antriebe der nächsten Generation.

Luis Böhm

Test Systems - Elektrohydraulische Antriebe

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