Strona główna

Prostowniki

Zaawansowane systemy ładowania baterii trakcyjnych

Prawidłowo dobrany prostownik jest jednym z najważniejszych elementów całego systemu zasilania urządzenia elektrycznego. Od sposobu ładowania zależy nie tylko czas potrzebny do ponownego naładowania baterii, ale również jej żywotność, sprawność energetyczna, dostępność maszyny oraz całkowite koszty eksploatacji.

Profesjonalne prostowniki trakcyjne stosowane są między innymi do ładowania baterii w:

• elektrycznych wózkach widłowych,
• wózkach paletowych,
• wózkach magazynowych,
• maszynach czyszczących,
• podnośnikach i platformach roboczych,
• pojazdach AGV i AMR,
• urządzeniach transportu wewnętrznego,
• pojazdach przemysłowych,
• urządzeniach lotniskowych i Ground Support Equipment.

Prostownik powinien być zawsze dobrany do napięcia baterii, jej pojemności, technologii wykonania oraz sposobu eksploatacji urządzenia.

Nieprawidłowo dobrany system ładowania może prowadzić do niedoładowania, przeładowania, nadmiernego wzrostu temperatury, zwiększonego zużycia wody w bateriach otwartych, szybszej degradacji ogniw i w konsekwencji znacznego skrócenia żywotności baterii.

Rodzaje prostowników do baterii trakcyjnych

Na rynku stosowanych jest kilka podstawowych technologii prostowników. Poszczególne rozwiązania różnią się sprawnością energetyczną, sposobem sterowania procesem ładowania, możliwością komunikacji z baterią oraz czasem potrzebnym do jej naładowania.

Prostowniki wysokiej częstotliwości HF

HF – High Frequency – oznacza technologię ładowania wysokiej częstotliwości.

W nowoczesnych prostownikach HF energia jest przetwarzana za pomocą elektroniki mocy, dzięki czemu urządzenia mogą być znacznie mniejsze i lżejsze od tradycyjnych prostowników transformatorowych.

Elektroniczne sterowanie pozwala również na dokładniejsze kontrolowanie napięcia i prądu w poszczególnych etapach procesu ładowania.

Do najważniejszych zalet technologii HF należą:

• wysoka sprawność energetyczna,
• niższe zużycie energii elektrycznej,
• mniejsze wydzielanie ciepła,
• możliwość stosowania różnych profili ładowania,
• precyzyjne sterowanie procesem ładowania,
• możliwość dostosowania parametrów do konkretnej technologii baterii,
• kompaktowe wymiary urządzenia.

Nowoczesne prostowniki HF mogą współpracować z bateriami kwasowo-ołowiowymi PzS, Water Less, GEL, AGM lub TPPL – pod warunkiem zastosowania odpowiedniego profilu ładowania.

Prostowniki modułowe

Prostowniki modułowe są rozwinięciem technologii wysokiej częstotliwości.

Wewnątrz urządzenia zamiast jednego dużego układu mocy pracuje kilka niezależnych modułów.

System może automatycznie uruchamiać lub wyłączać odpowiednią liczbę modułów zależnie od aktualnego zapotrzebowania baterii.

Pozwala to utrzymywać wysoką sprawność również przy mniejszym obciążeniu.

Dużą zaletą konstrukcji modułowej jest również zwiększona dostępność prostownika. W przypadku uszkodzenia jednego modułu pozostałe mogą – zależnie od konstrukcji urządzenia – kontynuować proces ładowania ze zmniejszoną mocą.

Ułatwia to również serwis, ponieważ często możliwa jest wymiana pojedynczego modułu zamiast naprawy całego prostownika.

Ładowanie standardowe

Standardowe ładowanie stosowane jest przede wszystkim w bateriach kwasowo-ołowiowych eksploatowanych w systemie jednozmianowym.

Bateria po zakończeniu pracy jest podłączana do prostownika i ładowana przez określony czas, najczęściej w okresie nocnym.

Po zakończeniu procesu może zostać wykonane dodatkowe ładowanie wyrównawcze lub podtrzymujące, zgodnie z charakterystyką danego systemu.

Szybkie ładowanie

W zakładach pracujących w systemie wielozmianowym czas ładowania baterii ma bardzo duże znaczenie.

Odpowiednio dobrany prostownik może umożliwiać stosowanie wyższego prądu ładowania i znacznie skrócić czas potrzebny do odzyskania określonej ilości energii.

Szybkie ładowanie wymaga jednak baterii przystosowanej do takiego sposobu eksploatacji.

Nie należy zwiększać prądu ładowania klasycznej baterii wyłącznie w celu skrócenia czasu ładowania bez sprawdzenia wymagań producenta.

Opportunity charging – ładowanie podczas przerw

Ładowanie okazjonalne, określane jako opportunity charging, polega na wykorzystywaniu krótkich przerw w pracy urządzenia do uzupełnienia energii.

Wózek może być podłączany do prostownika np. podczas:

• przerwy śniadaniowej,
• przerwy obiadowej,
• zmiany operatora,
• krótkiego postoju produkcyjnego,
• okresów mniejszego wykorzystania urządzenia.

Rozwiązanie to jest szczególnie korzystne przy odpowiednich bateriach TPPL oraz bateriach litowo-jonowych.

Może znacząco zwiększyć dostępność urządzenia oraz ograniczyć potrzebę wymiany baterii pomiędzy zmianami.

Profile ładowania

Nowoczesny prostownik nie powinien być traktowany jedynie jako źródło określonego napięcia i prądu.

Program sterujący wykorzystuje odpowiedni profil ładowania dostosowany do technologii baterii.

Inny przebieg procesu może być wymagany dla:

• klasycznych baterii PzS,
• baterii Water Less,
• baterii GEL,
• baterii AGM,
• baterii TPPL,
• baterii litowo-jonowych.

Profil określa między innymi sposób zmian prądu i napięcia w kolejnych etapach ładowania oraz warunki zakończenia procesu.

Dlatego dwa prostowniki o takim samym napięciu i podobnym prądzie znamionowym nie zawsze mogą być stosowane zamiennie.

Dobór prostownika do baterii trakcyjnej

Do prawidłowego doboru prostownika należy znać przede wszystkim:

• producenta baterii,
• technologię baterii,
• napięcie baterii,
• pojemność w Ah,
• napięcie zasilające prostownik,
• rodzaj dostępnej instalacji – 230 V lub 400 V,
• wymagany czas ładowania,
• intensywność pracy urządzenia,
• możliwość wykonywania ładowań pośrednich.

W przypadku baterii litowo-jonowych należy dodatkowo potwierdzić kompatybilność prostownika z systemem BMS.

Napięcie prostownika

Napięcie nominalne prostownika musi być odpowiednie dla baterii.

Najczęściej spotykane napięcia w zastosowaniach trakcyjnych to 12V, 24V, 36V, 48V, 72V, 80V i 96V.

Nie należy jednak dobierać prostownika wyłącznie według wartości napięcia podanej na etykiecie.

Prąd ładowania

Prąd prostownika decyduje między innymi o szybkości ładowania baterii.

Nie oznacza to jednak, że największy możliwy prostownik jest zawsze najlepszym rozwiązaniem.

Maksymalny dopuszczalny prąd zależy od:

• technologii baterii,
• pojemności,
• temperatury,
• sposobu eksploatacji,
• zaleceń producenta.

Zbyt niski prąd może powodować bardzo długie ładowanie, natomiast zbyt wysoki może prowadzić do przegrzewania oraz skrócenia żywotności baterii.

Sprawność energetyczna prostownika

W dużej flocie urządzeń sprawność prostownika ma istotny wpływ na koszty energii.

Różnica kilku procent może wydawać się niewielka dla pojedynczego wózka, jednak przy kilkudziesięciu lub kilkuset bateriach pracujących przez cały rok może oznaczać znaczące oszczędności.

Dlatego nowoczesne prostowniki wysokiej częstotliwości są szczególnie atrakcyjne dla dużych flot logistycznych.

Prostownik i bateria jako jeden system

Najlepsze efekty uzyskuje się wtedy, gdy bateria i prostownik są dobierane razem.

Pozwala to wykorzystać wszystkie możliwości konkretnej technologii oraz ograniczyć ryzyko przedwczesnego zużycia baterii.

W przypadku zaawansowanych baterii TPPL i litowo-jonowych znaczenie integracji systemu jest jeszcze większe.

Prostownik jednofazowy czy trójfazowy?

Mniejsze urządzenia trakcyjne mogą być ładowane prostownikami zasilanymi z sieci jednofazowej 230 V.

W przypadku większych baterii trakcyjnych zdecydowanie częściej stosowane są prostowniki zasilane z instalacji trójfazowej.

Pozwala to uzyskać większą moc ładowania bez nadmiernego obciążenia pojedynczej fazy instalacji.

Przy doborze prostownika należy sprawdzić dostępne w obiekcie:

• napięcie zasilające,
• liczbę faz,
• zabezpieczenie instalacji,
• maksymalny dostępny prąd,
• moc przyłączeniową.

Przy większej flocie bardzo ważne jest również uwzględnienie sytuacji, w której wiele prostowników rozpoczyna ładowanie jednocześnie.

Dobór prostowników do wózków widłowych – pomoc w doborze

Oferujemy dobór prostowników do wózków widłowych i urządzeń przemysłowych wyposażonych w baterie:

• PzS,
• Water Less,
• GEL,
• AGM,
• TPPL,
• litowo-jonowe LiFePO₄.

Dobieramy urządzenia zarówno do nowych baterii, jak i do baterii już pracujących u klienta.

W ofercie znajdują się rozwiązania EnerSys, w tym systemy Hawker i NexSys, oraz prostowniki do systemów litowo-jonowych ROYPOW.

Pomoc w doborze prostownika

Jeżeli nie znasz dokładnego typu potrzebnego urządzenia, do doboru najczęściej wystarczy przesłać:

• zdjęcie tabliczki znamionowej baterii,
• zdjęcie obecnego prostownika,
• napięcie baterii,
• pojemność Ah,
• typ używanego wózka lub maszyny,
• informację o dostępnej instalacji 230 V lub 400 V.

Na tej podstawie możemy określić odpowiedni typ i parametry prostownika oraz zaproponować rozwiązanie dopasowane do rzeczywistych warunków pracy urządzenia.

Potrzebujesz prostownika do swojej baterii?

Prześlij zdjęcie tabliczki znamionowej baterii lub obecnego prostownika. Na podstawie napięcia, pojemności, technologii baterii i sposobu pracy urządzenia pomożemy dobrać odpowiedni system ładowania.