Konvertering av arbetsmaskin från dieseldrivet system till elbatteridrivet system : Dissektering av en ny elektrisk arbetsmaskin

Abstract

Detta examensarbete är utfört för företaget Geoelectric OY som vanligtvis producerar arbetsmaskiner som går med dieseldriv, men på grund av marknadens efterfrågan har det börjat byggas en eldriven version.

Examensarbetet innehåller en genomgång av teorin bakom högspänningskomponenterna i företagets nya eldrivna arbetsmaskin. Syftet är att koncentrera informationen till en mer bearbetbar form som kan användas vid byggande och försäljning av maskinen.

I teorin behandlas de centrala komponenterna i ett elbatteridrivsystem som elmotorn, strömriktaren och batterierna. De viktigaste faktorerna som skiljer åt dieseldrivsystem och elbatteridrivsystem tas upp och förklaras. Arbetsmaskinen byggs parallellt med examensarbetet.

Efteråt dimensioneras och jämförs de teoretiska värdena med de fysiska komponenterna som installerats på arbetsmaskinen. Resultatet är elscheman och tekniska dokument samt en eldriven arbetsmaskin som matas via batterier.

This thesis report was done on behalf of Geoelectric OY, a company from southern Finland that produces work machines normally powered by a diesel drivetrain. But because of market demands a new electrically powered machine is being built.

The thesis consists of a theoretical review of the electric drivetrains power components. The purpose is to concentrate some of the information into a more compact and more usable form factor which can then be used in the machine’s production and marketing.

The theoretical review includes the most important components like the AC motor, the converter, and the lithium-ion batteries. The biggest differences between a diesel drivetrain and an electrical drivetrain are explained. The new electrical work machine is also built parallel to the execution of the thesis.

Afterwards, the theoretical values are compared to the real machine and its installed components. The result is electrical schematics and technical documentation, together with an electric-powered work machine.

Tämä opinnäytetyö on tehty yritykselle Geoelectric OY, joka yleensä valmistaa dieselvetoisia työkoneita. Markkinoilla olevan kysynnän ansiosta on ryhdytty kehittämään sähkövetoinen versio.

Opinnäytetyön teoriassa käydään läpi yrityksen uudessa sähkövetoisessa työkoneessa olevat korkeajännitekomponentit. Tarkoitus on keskittyä tietojen toimivampaan muotoon, josta voidaan hyötyä koneen rakentamisessa ja myynnissä.

Teoriassa sähkövetoisen järjestelmän keskeiset komponentit ovat sähkömoottori, tehomuuntaja ja akusto. Opinnäytetyössä käydään läpi tärkeimmät tekijät, jotka erottavat dieselvetoiset järjestelmät sähkövetoisesta. Työkone rakennetaan rinnakkain opinnäytetyön kanssa.

Jälkeenpäin mitoitetaan ja verrataan teoreettisia lukuja fyysisiin komponentteihin, jotka on asennettu työkoneeseen. Lopputulos on sähköpiirustuskaavio ja tekninen dokumentointi, sekä sähkövetoinen työkone, joka toimii akuilla.