Villamos hajtás a mezőgazdasági gépeknél

A villamos hajtás a mezőgazdasági gépeknél is elterjedőben van. A mechanikus és a hidraulikus hajtások helyét fokozatosan a villamos hajtásmegoldások fogják a jövőben átvenni.

A jövő a villamos hajtású mezőgazdasági gépeké lesz. A hajtást végző villanymotor a szükséges villamosenergiát a traktor dízelmotorjához szerelt generátortól, az erőleadó (TLT) tengellyel hajtott generátorról, vagy a munkagépen lévő hidraulikus motorhoz kapcsolt generátortól, illetve a traktoron/munkagépen elhelyezett akkumulátoregységtől kapja. A hibrid (dízelmotor-villamos) traktorok tömeges alkalmazása után az áramellátás egységes megoldású lehet. A nagy, bonyolult hajtásrendszerű, mobil mezőgazdasági gépek esetében is a villamosenergia-ellátás dízelmotor-villamos hibrid kialakítású lesz.

A megfelelő mennyiségű villamosenergia megléte esetén a mezőgépgyártók az új gépeket villamos hajtással fogják ellátni. A villamos hajtás előnyei közé tartozik többek között a munkagép egyszerűbb kialakítása, a karbantartási igény lecsökkenése, a fordulatszám széles tartományon belüli szabályozásának megvalósítása stb. A dízel-hidraulikus hajtásláncnál jobb a dízel-villamos hajtás energia felhasználási hatásfoka. A munkagépek területén egyre több gyártó kínál villamos hajtású kivitelt. Néhány önkényesen kiragadott példával kívánjuk bemutatni a villamoshajtás alkalmazásának lehetőségeit.

1. kép. Rauch AXIS-E 50.1 EMC+W típusjelzésű kéttárcsás nagyteljesítményű villamos hajtású műtrágyaszóró (forrás: www.youtube.com/_wNlq1RPFaI)

2. kép. Villamos hajtású Fendt Former 12555 X rendsodrógép (forrás: www.fendt.com)

Villamos hajtású műtrágyaszóró

A RAUCH Landmaschinenfabrik GmbH vállalat elsők között készített villamoshajtású függesztett műtrágyaszórót. Az AXIS-E 50.1 EMC+W típusjelzésű kéttárcsás nagyteljesítményű műtrágyaszórót tárcsánkén egy-egy villanymotor hajtja (1. kép). A maximálisan 4.000 kg és 2.000 liter alap kapacitású, 18÷50 méter szórástávolságú gép a 400 V-os váltakozó áramú hálózatról 20 kW villamosteljesítményt igényel. A műtrágyaszórógép elektronikus (EMC) rendszerrel és nagy pontossággal vezérli a szórás mennyiségét, az ISOBUS-rendszeren keresztül kapott utasításnak megfelelően.

Villamos hajtású rendsodrógép

A német Fendt vállalat új villamos hajtású Fendt Former 12555 X elnevezésű rendsodrógépet készített (2. kép). A gép 4 rotoros, és valamennyi 12 duplaujjas villát tartalmaz. A gép munkaszélessége 12,50 m. A Fendt hatékony „torque” elnevezésű villamos motort fejlesztett ki a rendsodróhoz, amely a rotoragyba integráltan van beépítve. A hajtás nem rendelkezik sebességváltóval, minden motor fordulatszámát 0-80 ford/min tartományban külön-külön szabályozza a teljesítmény-elektronika. Egy-egy motor maximálisan 3000 Nm nyomatékot szolgáltat, villamos teljesítményfelvétele 20 kW. A rendsodró működtetéséhez 100 kW teljesítményű, 700 V feszültségű, egyenáramú villamosenergia kiszolgálás szükséges.

A villamos hajtás kialakítás egyszerű, dinamikus, valamint számos előnnyel rendelkezik a korábbi rendsodrokon alkalmazott hagyományos hidraulikus és mechanikus hajtásokkal szemben. A Fendt Former 12555 X gép villamos hajtása az ISOBUS a vezérlésbe integrálható, minden forgórésznél a fordulatszámot külön lehet beállítani, függetlenül a traktor motorfordulatszámától és a haladás sebességétől. Egyedülálló az is, hogy az egyes forgórészek gyorsan és külön-külön is megállíthatók, például a fordulónál. A Fendt Former 12555 X további előnye, hogy környezetbarát és lényegesen kevesebb karbantartást igényel, nincsen kenés, hűtés, sebességváltó.

Villamos üzemeltetésű vontatott permetezőgép

A német Amazonen-Werke vállalat Amazone UX eSpray típusjelzéssel készített villamos hajtású vontatott növényvédő permetezőgépet (3. kép). A hagyományos permetezőgépeknél a szivattyút és egyéb szerelvények hajtását a traktor kardántengelyével vagy hidraulikus motorral végzik, és csak az elektronikus eszközökhöz használnak 12 V DC villamos áramot. Az újszerű UX eSpray gépnél 400 V feszültségű háromfázisú váltakozóáramú villamos motorok végzik a szerelvények hajtását. A permetezőszivattyú meghajtó motorja 4 kW névleges teljesítményű, és frekvenciainverter segítségével szabályozható a fordulatszáma, szükséges szállítandó folyadék mennyiség függvényében.

3. kép. Amazone UX eSpray típusú villamos hajtású vontatott permetezőgép (forrás: info.amazone.de/DisplayInfo.aspx?id=14005)

4. kép. Allan 3 Row Harvester villamos hajtású 3 soros burgonyabetakarító-gép (forrás: www.allanequipment.com)

A tartályban lévő permetlét keverő lapát 1 kW-os villanymotorjának fordulatszáma is frekvenciainverter segítségével változtatható. A frissvíz-szivattyút 2 kW-os, a merülőszivattyút 2,5 kW-os, a hidraulikaegység szivattyúját 3 kW-os motor hajtja. A tisztításhoz használt magasnyomású mosóberendezés 2 kW teljesítményt igényel. A permetléfúvókák szelepeinek működtetéséhez 2 kW, a fúvókáknál elhelyezett LED világítótestekhez 0,5 kW, valamint az elektronikus vezérlő- és szabályozórendszerhez is közel 1 kW villamos teljesítmény szükséges. Az UX eSpray villamos üzemeltetésű vontatott növényvédő permetezőgép előnye többek között, hogy fejlett automatikus szabályozásirendszerrel rendelkezik. A permetlészállítás mennyisége, a tartályban levő folyadék keverési minősége nem függ a traktor motorfordulatszámától és a haladási sebességétől. A szórókeret-függesztését és a magasságtartását önálló hidraulikus berendezés látja el. A traktorhoz való csatlakozásnál a vonószerkezeten kívül csak egy elektromos csatlakozástatásra van szükség.

Villamos hajtású burgonya betakarítógép Az Allan Equipment Manufacturing Ltd. Kanada legnagyobb burgonyabetakarító berendezéseinek tervezője és gyártója vontatott villamos hajtású 3 soros betakarítógépet Allan 3 Row Harvesterkészített (4. kép). Az újszerű gép bonyolult szerkezete teljesen villamos hajtású. A háromsoros burgonya kombájn innovatív elektromos meghajtórendszerrel rendelkezik, amely fejlett szabályozási megoldást kínál a gép számára. A villamosenergia-szolgáltatást a gép tetejére helyezett Sommers gyártmányú 220 V-os, 60 Hz-es, háromfázisú, váltakozó áramú, 100 kW teljesítményű, önálló villamos aggregát biztosítja. Az aggregátegység belsőégésű motorja választható gázolaj, benzin, vagy CNG kivitellel. A betakarítási munka befejezése után a könnyen leszerelhető villamosaggregát a gazdaságban bárhol felhasználható. A villamos burgonyakombájn üzemeltetéséhez nincs szükség nagyteljesítményű univerzális traktorra.

5. kép. Siloking eTruck 1408-8 típusú villamos hajtású mobil takarmánykeverő-kiosztó gép (forrás: www.siloking.com)

Villamos hajtású mobil takarmánykeverő

A német SILOKING Mayer Maschinenbau GmbH vállalat három típusban gyárt teljesen villamos hajtású mobil takarmánykeverő-kiosztó gépeket. A legkisebb 8 m³ kapacitású gép eTruck 1408-8jelzést viseli (5. kép). A gépet szűk pajtájú és alacsony belmagasságú épületekkel rendelkező gazdaságok számára tervezték. A keveréshez, a kiosztáshoz és a helyváltoztatáshoz használt 36,5 kW összteljesítményű villanymotorokat energiával egy 1.250 kg tömegű 465 amperórás (vagy opcionálisan 620 amperórás) kapacitású, 80 V-os sav-ólom akkumulátoregység látja el. A hálózatról teljesen feltöltött akkumulátorral a napi munkavégzés, akár öt keverés és kiosztás mellett ellátható. A fokozatmentesen szabályozható hajtásrendszerrel 0-20 km/h haladási sebesség érhető el.

Dr. Varga Vilmos
SZIE, Gépészmérnöki Kar, Járműtechnika Tanszék