iC7-Automation：通过电气化提升 HDD 性能

施工现场面临脱碳压力，但由于电气化改造的机会尚未得到证实，因此仍然犹豫不决。为此，Herrenknecht 和 Danfoss 决心衡量并展示其先进技术的优势。

对于 Herrenknecht 的 HDD 钻机而言，机动性是一项基本功能，对尺寸和电源都有限制。由于电网仅提供 400V 交流电源，成功实现电气化需要高效的 AFE 系统来提升高速钻进操作的电压。

HDD 钻机对扭矩精度的要求特别高。为了保护齿轮和机械装置，系统必须能够应对在软软土地层或岩石中钻进时可能发生的快速转矩抖动。此外，消除惯性停车至关重要，因为减速后，钻杆会像弹簧一样被卷起。任何惯性停车会导致它们朝相反方向加速，从而可能造成钻杆的螺纹连接松动。相反，变频器必须在达到零速后缓慢降低转矩，以逐渐释放张力。

在为 HDD 钻机选择电机时，Herrenknecht 面临着在传统感应电机和更先进的 EDITRON EM-PMI SRPM 电机之间做出的选择。考虑到钻机的机动性要求，SRPM 电机设计紧凑、重量轻，与体积较大的感应电机相比，成为首选。此外，EDITRON 电机约 96% 的额定能耗以及精确的转矩和速度控制对于满足高性能需求至关重要，可同时提供能效和运行精度。

与 iC7-Automation 风冷式系统模块（可提供前所未有的转矩控制）配合使用，这些电机可以成功满足机动式水平钻机的严格要求。AFE 有效利用钻机的电势，将 400 V 交流电转换成 700 V 直流电，同时最大限度地减少谐波，使钻机充分利用电网电力。

iC7-Automation 变频器配备了独特的负载降低功能，可确保机械连接的电机之间的功率均匀分配，保护机械装置并保持稳定的性能。在此安装中，系统对高速设置范围内的六台连接永磁电机进行负载降速至零速，同时保持高转矩精度。

将高效率 SRPM 电机与 AFE 技术相结合，节省了大量能源，使 Herrenknecht 能够充分利用 400 V 交流电网供电来产生 700 V 直流电。当电网供电不可用时，AFE 会充分优化电力使用，以允许使用较小的柴油发电机。

由于该设置还有助于最大限度地减少谐波，因此规格可以进一步降低到大约 370 kVA，而不是典型的 440 kVA，从而使用比其他可能需要的规格小近 40-50% 的设备。

最终产生的是一款先进的电气化机动水平定向钻机，并在现场得到了验证。得益于电气化，HDD 钻机不仅达到了必要的性能，而且性能超越了以前的液压系统，也超出了预期。