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Autarker Stellantrieb/ SelCon

Autarker Stellantrieb SelCon mit Schnellschlussfunktion (Fail-safe-Design), elektrohydraulischer Armaturenantrieb (Linearantrieb) mit Sicherheitsfunktion z. B. für Gasturbinen oder Dampfturbinen-Anwendungen

Der SelCon ist ein autarker, elektrohydraulischer Stellantrieb mit federgestützter Schnellschlussfunktion. Er betätigt zum Beispiel ein Ventil, das den Massenstrom in einer Kraft- oder Arbeitsmaschine verändert. Typische Maschinen sind Gasturbinen, Dampfturbinen oder Kompressoren. Mit dem SelCon regeln Sie den Massenstrom sehr präzise und hochdynamisch.

Dieser innovative Stellantrieb ist eine sichere Plug-and-Play-Lösung mit Fail-safe-Funktion. Er ist kompakt aufgebaut, hat eine hohe Kraftdichte und er ist eine echte Alternative zu herkömmlichen Stellantrieben. Beim SelCon brauchen Sie kein zusätzliches Hydraulikaggregat mit Ölbehälter, Steuerblock und Verrohrung. Die Menge an Hydraulikflüssigkeit im System ist minimal. Nach außen hat der SelCon nur elektrische und mechanische Schnittstellen. Die Handhabung und Systemintegration ist denkbar einfach. Für Montage und Inbetriebnahme sind keinerlei Hydraulikkenntnisse erforderlich.

Beim Design des SelCon haben unsere Ingenieure bewährte Bauteile ausgewählt. Ein Servomotor, eine Voith Innenzahnradpumpe, ein Zylinder mit interner Rückstellfeder und ein Wegaufnehmer bilden die Kernkomponenten. Ein Steuergerät mit implementierter Applikationssoftware ist quasi das Gehirn des Systems. Der Antrieb weist eine hohe Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit auf; der geschätzte Mean-Time-Between-Failures-Wert (MTBF) liegt bei über 35 Jahren.

Der SelCon ist optional als Schaltantrieb ohne Regelfunktion (Schnellschluss-Antrieb) erhältlich.

Ihr Kontakt

Voith Digital Solutions GmbH
Actuators and Governors
Voithstraße 1
74564 Crailsheim, Germany

Tel. +49 7951 32-470
Fax +49 7951 32-605
turcon@voith.com

Technische Daten

Schließzeit für Vollhub (Trip) typisch < 0,3 s
Stellzeit für Vollhub (geregelt) typisch 0,5 s
Wirkkräfte bis 500 kN
MTBF (Mean Time Between Failures) 35 Jahre (geschätzter, theoretischer Wert)
Versorgungsspannung SelCon-Elektronik 24 VDC
Stromaufnahme SelCon-Elektronik 5 A
Versorgungsspannung Steuergerät 3 x 207 – 528 VAC, 50/60 Hz
Stromaufnahme Steuergerät 17 A, max. 32 A,
im ausgeregelten Zustand < 1 A
Eingangssignal 4 – 20 mA
Kommunikation (optional)
  • EtherCAT
  • CANopen
  • CANsync
  • Sercos
  • PROFIBUS-DP
  • weitere auf Anfrage
Fail-Safe-Funktion Interne Rückstellfeder
Umgebungstemperatur 0 bis +60°C (Standardausführung, nicht explosionsgeschützt)
Explosionsschutz (optional)
  • ATEX (II 2G ck IIB T3, Ta = 0...+60°C)
  • weitere auf Anfrage
Schutzart IP 65
Sicherheits-Integritätslevel SIL 2 (auf Anfrage)
Optional Ausführung als Schaltantrieb ohne Regelfunktion (Schnellschluss-Antrieb)

Typische Einsatzbereiche

  • Betätigung des Regelventils von
    • Dampfturbinen
    • Gasturbinen
    • Kompressoren
  • Retrofit von mech­anisch-hydrau­lischen Ventil-Regelungen
  • Retrofit von hydrau­lischen, elektro­mechanischen und pneu­matischen Stell­antrieben
  • Linearer Stellantrieb für Prozess­ventile mit Fail-safe-Funktion
  • Upgrade von Systemen mit Voith Druck­stell­gliedern DSG, Weges­chiebern WSR und Regel-Servo­motoren SMR
  • Upgrade von Systemen mit Woodward-Aktoren:
    • Linearer, elektro­hydraulischer Stell­antrieb Varistroke
    • Electrohydraulic Power Cylinder EHPC
    • Electrohydraulic Power Servo EHPS
    • Hydraulic Powered Electric Actuator PGPL
    • Hydraulic Amplifier EG 3P
    • Linear Proportional Actuators TM 25LP oder TM 200LP
    • Strom-Druck-Wandlern CPC oder CPC II

Vorteile und Nutzen

Merkmale Vorteile Nutzen
  • Autarkes, geschlossenes Hydraulik­system.
  • Der Stell­antrieb arbeitet ohne externe Ölver­sorgung.
  • Sie sparen die Anschaffungs- und Wartungs­kosten für ein externes Hydraulik­aggregat mit Öltank und Ver­rohrung. Bei den Anschaffungs­kosten lassen sich bis zu 35% gegenüber einem herkömmlichen System einsparen.
  • Die System­integration ist einfach und kosten­günstig.
  • Ihr Gesamt­system hat eine höhere Betriebs­sicherheit. Externe, hydraulische Störgrößen, wie zum Beispiel Druck­schwankungen, unpassende Leitungs­quer­schnitte oder Unter­druck in der Tank­leitung, sind ausge­schlossen.
  • Sie erhalten einen Sicherheits­gewinn durch eine deutlich reduzierte Brand­gefahr. Oft sparen Sie dadurch bei Ihren Versicherungs­kosten.
  • Der Aktuator ist eine optimale Lösung für Neu­anlagen und für Retrofit.
  • Ein Schmutz- oder Wasser­eintrag in das Hydraulik­system ist ausgeschlossen.
  • Sie sparen bei der Inbetriebnahme bis zu 5 Tage ein, da keine Leitungsspülung und Entlüftungsmaßnahmen notwendig sind.
  • Der Betrieb des SelCon ist verschleiß­arm und verursacht nur geringe Instand­haltungs­kosten.
  • Sicherheits­funktion durch dauerfeste Rückstell­feder und zuverlässige Sitz­ventil­technik.
  • Die Fail-safe-Funktion ist einfach und sicher realisiert.
  • Die Schnellschluss-Geschwindigkeit ist hoch, die Schnellschlusszeit liegt typischerweise bei < 300 ms.
  • Ihre Anlage hat eine hohe Betriebs­sicherheit.
  • Ein sicherer Schnell­schluss des Regel­ventils mindert die Gefahr von unmittel­baren Schäden und Folge­schäden.
  • Sicherheits­funktion (Schnell­schluss) und Betriebs­funktion (Regelbetrieb) sind entkoppelt.
  • Die Schnell­schluss-Aus­lösung erfolgt über einen separaten Sicherheits­steuer­kreis.
  • Positions­regelung des Hydraulik­zylinders mit einer Servo­pumpe (Verdränger-Prinzip).
  • Keine klassischen Steuer- und Regel­ventile (Drossel-Prinzip).
  • Der Stellantrieb hat eine hohe Energie­effizienz.
  • Der Wärmeeintrag in das integrierte Hydraulik­system ist gering.
  • Sie reduzieren die Energie­kosten für den Betrieb des Stell­antriebs um bis zu 50% im Vergleich zu einem Stell­antrieb mit herkömm­licher Ventil­technik und Hydraulik­aggregat.
  • Mit weniger CO2-Emissionen leisten Sie einen Beitrag zum Umweltschutz.
  • Modularer Aufbau mit wenigen Bauteilen – kompatibel zu bestehenden hydraulischen, elektromechanischen und pneumatischen Antrieben.
  • Die Einsatz­flexibilität ist hoch.
  • Die Integration in Ihr System ist einfach und erfordert nur einen geringen Projektierungsaufwand.
  • Der Antrieb passt wirtschaftlich und funktional zu Ihrer Anwendung.
  • Der SelCon ist sowohl für Neuanlagen als auch für Retrofit oder Modernisierung eine hochwertige und kostengünstige Antriebslösung.
  • Wartungsarmes Design durch zuverlässige Systemkomponenten.
  • Sehr geringe Mengen an Betriebsflüssigkeit im System.
  • Der zeitliche und finanzielle Aufwand für die Wartung ist minimal.
  • Ihre Kosten für Instandhaltung und Ölmanagement sind deutlich geringer im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen.
  • Sie leisten mit signifikant reduzierten Ölmengen einen Beitrag zum Umweltschutz.
  • Stetige Regelung durch ständig arbeitende Innenzahnradpumpe (kein Aussetzbetrieb).
  • Die Regelung des Stellantriebs arbeitet ohne Ansprechverzögerung.
  • Der Antrieb ist sofort betriebsbereit, insbesondere auch nach einem Schnellschluss (Trip).
  • Sie haben eine hohe Anlagenverfügbarkeit und dadurch eine höhere Produktivität.
  • Der Ventilantrieb arbeitet praktisch ohne Hysterese.
  • Die Regelung ist präzise und hochdynamisch.
  • Ihre Prozesse sind stabil und die Produktqualität ist hoch.

Technische Informationen

    Aufbau

    Parallel


    Linear

    1 Synchronmotor
    2 Voith Innenzahnradpumpe
    3 Zylinder mit interner Rückstellfeder
    4 Membranspeicher
    5 Trip-Magnetventil
    6 Wegaufnehmer
    7 Kolbenstange

    Funktion

    Die Ansteuerung des SelCon erfolgt durch die Leittechnik mit einem 4 – 20 mA Einheitssignal. Der Hub der Kolbenstange ist proportional zu diesem Einheitssignal w (Sollwert). Im Trip-Fall, das heißt bei einem Ventil-Schnellschluss, öffnet das so genannte Trip-Magnetventil und verbindet die beiden Zylinderkammern. Die Rückstellfeder bewegt die Kolbenstange innerhalb von 300 ms in die Sicherheitsstellung. Die Hydraulikflüssigkeit strömt dadurch von einer Zylinderkammer in die andere.

    Der SelCon hat zwei Funktionen: den Regelbetrieb und die Sicherheitsfunktion (Schnellschluss). Im Regelbetrieb regelt der SelCon mit der Sollwertvorgabe w aus dem Leitsystem die Position der Kolbenstange. Diese ist mit dem Regelventil, das den Massenstrom steuert, verbunden und verändert dessen Öffnungsquerschnitt. Im Falle eines Abschaltens des Sollwertsignals öffnet das Trip-Magnetventil. Die Kolbenstange fährt durch die in der Rückstellfeder gespeicherten Energie in die Sicherheitsstellung. Dies geschieht ungeregelt und mit hoher Geschwindigkeit.

    Für den Betrieb des SelCon ist eine elektrische Hilfsenergie erforderlich. Alle elektrischen Komponenten sind gegen Umgebungseinflüsse geschützt. Die elektronische Positionserfassung ist im Antrieb integriert. Die Regelkreisparameter für die Positionsregelung und die Parameter zur Skalierung der Kolbenstangenposition werden mit der im Steuergerät implementierten Applikationssoftware eingestellt.

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