Wellenförmige Unterlegscheiben, Spiraldruckfedern, Tellerfedern... Die Liste erprobter Federn, die für eine Vielzahl von Anwendungen in Frage kommen, ist...
Inhaltsverzeichnis
1. Sicheres, reibungsloses Vertäuen
2. Schneller Start und Stopp
Jährlich reisen rund eine Million Passagiere zwischen Helsinki und Stockholm mit den Kreuzfahrtschiffen der Viking Line, eine der größten Reedereien Finnlands. Die Fähre M/S Gabriella fährt jeden zweiten Tag diese Strecke. Sie nimmt dabei ungefähr 2400 Passagiere und eine Besatzung von 170 Personen auf und kann etwa 300 Autos oder 900 Meter Sattelschlepper laden. Im Jahr 2016 wurde das 1992 gebaute Schiff einer umfassenden Renovierung und Modernisierung unterzogen. Dabei wurden einige Deckausrüstungen, darunter das Mooring-Windensystem, modernisiert. Als langjähriger Kunde wandte sich Viking Line an ABB, um eine hochmoderne Lösung für die Mooring-Winden mit neuester Motor- und Frequenzumrichter-Technologie zu realisieren.
Sicheres, reibungsloses Vertäuen
Das Vertäuen (Mooring) ist ein wichtiger Aspekt der Kreuzfahrt. Es muss so sicher und reibungslos wie möglich sein, unabhängig davon, wie die Witterungsbedingungen sind oder die Wellenhöhe und die Windstärke im Hafen sich ändern. Nach dem manuellen Vertäuen und wenn das Seil bereits vorgespannt ist, kann das automatische Vertäuen aktiviert werden. Ein automatisches Mooring-System ist für Kreuzfahrtfähren wie die Gabriella von besonderer Bedeutung, da ihr Tiefgang erheblich variieren kann, wenn Hunderte von Fahrzeugen und Tausende von Passagieren an oder von Bord gehen. Eine konstante, präzise Anpassung der Winden ist dabei ganz wesentlich, um die richtige Spannung in den Tauen aufrechtzuerhalten. Die Originalwinden von 1985 waren noch mit einer Dreistufenregelung über einen Dreiwicklungsmotor mit Direkteinschaltung (DOL), einer externen Mooring-Regelung und Zugkraftmessgeber am Getriebe ausgerüstet. Jeder Drehzahlwechsel führte dabei zur Direkteinschaltung einer der Motorwicklungen. In Verbindung mit dem beim Festmachen notwendigen hohen Drehmoment wurde das Windensystem dadurch stark belastet. Das hat ein erhöhtes Risiko des Läuferbruchs in den Windenmotoren und Ausfälle der Kontakte für die Direkteinschaltung des Motors – und damit einen erhöhten Wartungsbedarf – nach sich gezogen. Die neue Windenlösung von ABB beinhaltet einen Synchronreluktanzmotor (SynRM) und einen Industrial Drive ACS880. Sie erlaubt die präzise Motorregelung und -bedienung ohne teure Kodierer, Kraftaufnehmer oder externe Mooring-Regelungen. Während die Gabriella in den Hafen einfährt, beginnt das manuelle Mooring. Dabei wird die Festmacherleine mit hoher Drehzahl schnell und sauber abgerollt. Sobald die Leine am Kai festgemacht ist, wird sie von der Winde schnell stramm gezogen, bis die Drehmoment-Sicherheitsfunktion des Regelungsprogramms das manuelle Mooring automatisch stoppt, sobald die Drehmomentgrenzen erreicht sind.
Der Windenbediener schaltet dann in den Automatikbetrieb zur kontinuierlichen Überwachung der Leinenspannung anhand von Regelsequenzen. Die Software des Frequenzumrichters leitet aus den Algorithmen und der Drehmomentinformation des Motors ab, wie sich die Spannung der Festmacherleine ändert. Das System stellt die Spannung dann automatisch nach, bis der vom Bediener gewählte Sollwert wieder erreicht ist. Dann schaltet sich der Motor wieder ab. Diese Sequenz wiederholt sich so lange, bis das Schiff zum Verlassen des Hafens bereit ist. In das Regelungsprogramm des Umrichters ist eine Steuerung der mechanischen Bremse integriert. Sie steuert die Scheibenbremse des SynRM-Windenmotors und gewährleistet, dass die Bremse vor Anlaufen des Motors gelöst und vor Abschaltung des Motordrehmoments angelegt ist.
Schneller Start und Stopp
Die Kombination aus Synchronreluktanzmotor und Industrial Drive hat eine schnellere Start- und Stoppzeit zur Folge. Das System reagiert sofort und erlaubt es dem Bediener, einfach die mechanische Bremse zu lösen und den Drehzahlregler übernehmen zu lassen. Sobald dieser die Winde mit dem Joystick startet, spricht das motorgetriebene System mit SynRM-Technologie an und beginnt sofort zu drehen. Herkömmliche große Induktionsmotoren erfordern dagegen eine Vormagnetisierungszeit von bis zu einer Sekunde, bis der Frequenzumrichter den Motor zum Drehen bringen kann. Der Stromverbrauch war früher ein häufiges Problem auf dem Windendeck. Wurde der Hebel auf Volllast umgestellt, hatte dies einen Spitzenstrombedarf zur Folge mit dem Risiko eines Systemausfalls. Die SynRM-Frequenzumrichter-Kombination hat dieses Problem beseitigt. Der Motor benötigt darüber hinaus weniger Wartung. Dies liegt daran, dass er keine Rotorwicklungen hat und kühler läuft, was eine längere Lebensdauer der Lager bedeutet. Mit rund 600 Kilogramm ist der neue Synchronreluktanzmotor auch nur etwa halb so schwer wie der bisherige Induktionsmotor. Mit insgesamt sechs Mooring-Winden sorgt die Umstellung auf die leichtere, kompakte Technologie für mehr Leistung in einem kleineren Paket. jg
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