Les impulsions de puissance élevée telles que celles qui se produisent lors de la trempe de courte durée ou du soudage par points entraînent des coûts énormes: en effet, les compagnies d'électricité calculent les coûts sur la base de la puissance maximale, même si elle n'est nécessaire que pour quelques secondes. Il est donc judicieux de fournir l'énergie pour de telles applications indépendamment du secteur - par exemple au moyen de condensateurs conçus pour des pics de puissance élevés.
IDEA GmbH teste un tel concept dans le cadre d'un projet pilote. Le rôle principal est joué par la coutume condensateur armoires de Mersen. IDEA développe des produits et des solutions à haut rendement pour les applications de chauffage par induction, telles que la trempe, le brasage et le retrait. «Notre expertise comprend également les applications de trempe par induction», explique Andreas Häußler, directeur général d'IDEA GmbH. « Nos systèmes de chauffage par induction sont utilisés dans le monde entier pour le revenu efficace de diverses pièces avec une extrême précision. » Les systèmes de l'entreprise basée dans le Bade-Wurtemberg disposent d'une plage d'adaptation et de fréquence flexible, pour permettre une conception optimale du processus de chauffage personnalisé.
Figure 1: Les armoires de commande d'IDEA sont équipées de condensateurs électrolytiques en aluminium filetés de la série GM de FTCAP Photo: Mersen
Économies d'énergie et de coûts grâce aux armoires à condensateurs
Pouvoir offrir à ses clients des produits à la pointe de la technologie sans souci à tout moment, IDEA continue de rechercher de nouveaux procédés et méthodes. Actuellement, les experts analysent si les armoires de condensateurs spéciales peuvent économiser de l'énergie et réduire les coûts dans les applications de trempe à court terme. «Les systèmes de chauffage par induction et de soudage nécessitent souvent une puissance élevée pendant très peu de temps, de l'ordre de quelques millisecondes», explique Andreas Häußler. C'est notamment le cas des systèmes de soudage par points pour la construction automobile. Mais les applications avec des exigences de contours précis dans le revenu des roues dentées nécessitent également une impulsion de puissance élevée pendant une courte période afin de chauffer rapidement les surfaces du composants électriques avant qu'ils ne soient éteints. «Dans le passé, ce processus était mis en œuvre sans condensateurs, ce qui signifie que les impulsions de haute puissance sont tirées du réseau électrique normal.»
Cependant, cela impose une charge sur le réseau et entraîne des coûts énergétiques substantiels, qui sont calculés sur la base de la puissance absorbée maximale. «Même si l'application ne nécessite que de la chaleur pendant une seconde à 1 MW, vous devez payer à la compagnie d'électricité le tarif forfaitaire pour la puissance maximale de 1 MW», explique Andreas Häußler. «La durée des pauses entre les phases de chauffage ne fait alors aucune différence.» Les éléments du secteur doivent également être conçus pour des puissances élevées, ce qui entraîne également des coûts supplémentaires. Le problème pourrait être atténué par des batteries de condensateurs utilisées comme tampons d'énergie entre la connexion secteur et l'application. «En tamponnant avec des condensateurs et en fournissant une charge continue de 100 kW, on ne doit payer que pour la puissance réduite», explique Andreas Häußler. «Les éléments en amont peuvent également être conçus pour réduire la puissance afin de réduire les coûts.» Cependant, de tels systèmes n'existent pas encore - bien que IDEA lancera bientôt un projet pilote pour analyser les potentiels.
Normes élevées pour les condensateurs
La première étape a consisté à se procurer des condensateurs appropriés. Bien entendu, les experts d'IDEA ont de nouveau fait confiance à Mersen, un fournisseur de longue date avec lequel l'entreprise entretient une relation commerciale de longue date. Les normes étaient élevées: IDEA exigeait des armoires à condensateurs offrant une très grande capacité dans une conception très petite. «Les systèmes doivent permettre plusieurs millions de cycles de charge et de décharge à des températures ambiantes allant jusqu'à 55 ° C, sans l'apparition de défauts ou de pertes de capacité importantes», explique Andreas Häußler. «Une efficacité maximale nécessite également une impédance interne très faible et une faible autodécharge.» En termes de performances, les tampons doivent être capables d'une puissance de sortie de plusieurs centaines de kilowatts pendant environ une seconde. La conception du processus nécessite alors une pause de plusieurs secondes.
Figure 2: Mersen a développé un concept pour IDEA dans lequel de nombreux condensateurs sont installés dans chaque armoire; Photo: Mersen
Mersen a développé un concept pour IDEA dans lequel de nombreux condensateurs sont installés dans chaque armoire. «Pour le projet pilote, nous livrerons dans un premier temps deux armoires, qui sont en cours de construction et d’équipement dans nos propres installations», déclare André Tausche, directeur général de FTCAP (qui fait partie du groupe Mersen). «En plus des condensateurs, nous fournissons également les rails télescopiques, les traverses et les résistances symétriques nécessaires. Nous assurons également l'installation professionnelle des rails et des condensateurs sur les panneaux. » L'ensemble du processus de production de l'assemblage est réalisé par IDEA.
Figure 3: IDEA GmbH développe des produits et des solutions à haut rendement pour les applications de chauffage par induction, telles que la trempe, le brasage et le retrait; Photo: IDEA GmbH
Figure 4: Les applications exigeant des contours précis dans la trempe des roues dentées nécessitent une impulsion de puissance élevée pendant une courte période afin de chauffer rapidement les surfaces du composants électriques Photo : IDEA GmbH
Capacités élevées et longue durée de vie
Les armoires de commande d'IDEA sont équipées de aluminium condensateurs électrolytiques à connexion filetée de la série GM de FTCAP. Même à des températures de fonctionnement élevées allant jusqu'à 85 ° C, chacun des condensateurs a une très longue durée de vie d'environ 8,000 16 heures. De plus, ces condensateurs électrolytiques en aluminium, dans lesquels tous les contacts internes sont soudés, peuvent être utilisés dans une large plage de tension de 450 V à XNUMX V, et ils présentent également une très faible inductance.
Les condensateurs à connexion filetée conviennent généralement à toutes les applications nécessitant une intégration très étroite des composants avec leur environnement », explique André Tausche. «C'est le cas non seulement dans le projet actuel, mais aussi dans les domaines médical et ferroviaire. sans souci, Par exemple." La série GMX Long Life est conçue pour une longue durée de vie, ce qui la rend idéale pour une utilisation dans la technologie médicale. La série GW a été développée pour les conditions encore plus difficiles de la technologie ferroviaire. Ces condensateurs électrolytiques en aluminium sont insensibles aux courants d'ondulation élevés et présentent également une très faible inductance. FTCAP a développé la série GF spécialement pour les environnements soumis à des exigences de sécurité strictes. Ces condensateurs électrolytiques en aluminium sont constitués d'un électrolyte auto-extinguible et sont utilisés par exemple dans les machines à souder industrielles.
Figure 5: Actuellement, IDEA analyse si les armoires de condensateurs spéciales peuvent économiser de l'énergie et réduire les coûts dans les applications de trempe à court terme; Photo: IDEA GmbH
Andreas Häußler est satisfait du choix des condensateurs: «La densité de puissance très élevée, la longue durée de vie et la faible inductance des condensateurs de la série GM de FTCAP les rendent idéaux pour notre projet pilote», souligne le directeur général d'IDEA. Les premiers tests des deux armoires à condensateurs devraient démarrer prochainement. Si le concept s'avère viable, Mersen sera impliqué sur le long terme: «Mersen est un fournisseur établi, fiable et flexible d'IDEA GmbH. Nous sommes heureux d'avoir à nos côtés un partenaire solide qui peut également mettre en œuvre des solutions personnalisées en petites séries optimisées pour l'application particulière », déclare Andreas Häußler en conclusion.