短時間の焼き戻しやスポット溶接で発生するような高出力パルスは、莫大なコストを引き起こします。これは、電力会社が数秒しか必要としない場合でも、最大電力に基づいてコストを計算するためです。 したがって、たとえば高電力ピーク用に設計されたコンデンサを使用して、主電源とは独立してこのようなアプリケーションに電力を供給することは理にかなっています。
IDEA GmbH はパイロット プロジェクトでそのようなコンセプトをテストしています。主役はカスタムです コンデンサ メルセン社のキャビネット。 IDEA は、焼き戻し、はんだ付け、収縮などの誘導加熱アプリケーション向けの高効率の製品とソリューションを開発しています。 IDEA GmbH のマネージング ディレクター、アンドレアス ホイスラー氏は次のように説明します。 「当社の誘導加熱システムは、さまざまなワークピースを極めて正確に効率的に焼き戻すために世界中で使用されています。」バーデン ヴュルテンベルク州に拠点を置く同社のシステムは、柔軟な適応と周波数範囲を特徴としており、カスタム加熱プロセスの最適な設計を可能にします。
図1：IDEAの制御キャビネットには、FTCAPのGMシリーズのねじ式アルミニウム電解コンデンサが装備されています写真：Mersen
コンデンサキャビネットによるエネルギーとコストの節約
お客様に最先端のサービスを提供できるようにするため テクノロジー IDEAは常に、新しいプロセスと方法の研究を続けています。 現在、専門家は、特殊なコンデンサキャビネットが短時間の焼き戻しアプリケーションでエネルギーを節約し、コストを削減できるかどうかを分析しています。 「誘導加熱および溶接システムは、ミリ秒の範囲の非常に短い時間で高電力を必要とすることがよくあります」とAndreasHäußlerは説明します。 これは特に自動車建設用のスポット溶接システムに当てはまります。 しかし、歯車の焼き戻しに正確な輪郭が必要なアプリケーションでは、表面をすばやく加熱するために、短時間の高出力パルスも必要です。 コンポーネント それらが急冷される前に。 「以前は、このプロセスはコンデンサなしで実装されていました。つまり、高電力パルスは通常のメインネットワークから引き出されます。」
ただし、これは主電源に負荷をかけ、最大消費電力に基づいて計算されるかなりのエネルギーコストをもたらします。 「アプリケーションが1MWで1秒間だけ熱を必要とする場合でも、電力会社に最大電力100MWの定額料金を支払う必要があります」とAndreasHäußler氏は説明します。 「それなら、加熱段階の間の休憩の長さには違いはありません。」 主電源要素も高出力用に設計する必要があり、これも追加コストを引き起こします。 この問題は、主電源接続とアプリケーションの間のエネルギーバッファとして使用されるコンデンサバンクによって軽減される可能性があります。 「コンデンサでバッファリングし、XNUMX kWの連続充電を供給することにより、電力の削減に対してのみ支払う必要があります」とAndreasHäußler氏は説明します。 「同様に、上流の要素は、コストを削減するために低電力用に設計できます。」 ただし、このようなシステムはまだ存在していません。ただし、IDEAは、可能性を分析するためのパイロットプロジェクトを間もなく開始します。
コンデンサの高水準
最初のステップは、適切なコンデンサを調達することでした。 もちろん、IDEAの専門家は、同社が長年のビジネス関係を築いてきた実績のあるサプライヤーであるMersenに再び自信を持っています。 基準は高かった：IDEAは、非常に小さな設計で非常に大容量を提供するコンデンサキャビネットを必要としていました。 「システムは、欠陥や大幅な容量損失を発生させることなく、55°Cまでの周囲温度で数百万回の充電および放電サイクルを許可する必要があります」とAndreasHäußler氏は説明します。 「最大効率には、非常に低い内部インピーダンスと低い自己放電も必要です。」 パフォーマンスの観点から、バッファは約XNUMX秒間に数百キロワットの電力出力が可能でなければなりません。 その後、プロセス設計には数秒の休憩が必要です。
図2：Mersenは、各キャビネットに多数のコンデンサを取り付けるIDEAのコンセプトを開発しました。 写真：メルセン
Mersenは、各キャビネットに多数のコンデンサを取り付けるIDEAのコンセプトを開発しました。 「パイロットプロジェクトでは、最初にXNUMXつのキャビネットを提供します。これらのキャビネットは、自社の施設で構築および装備されています」と、FTCAP（Mersen Groupの一部）のマネージングディレクターであるAndréTauscheは述べています。 「コンデンサに加えて、必要な伸縮レール、クロスブレース、対称抵抗器も提供しています。 また、パネルへのレールとコンデンサの専門的な設置も提供しています。」 アセンブリの製造プロセス全体はIDEAによって実行されます。
図3：IDEA GmbHは、焼き戻し、はんだ付け、収縮などの誘導加熱アプリケーション向けの高効率製品とソリューションを開発しています。 写真：IDEA GmbH
図4：歯車の焼き戻しに正確な輪郭が必要なアプリケーションでは、の表面をすばやく加熱するために、短時間の高出力パルスが必要です。 コンポーネント 写真：IDEA GmbH
大容量と長寿命
IDEAの制御キャビネットには アルミニウム FTCAPのGMシリーズのねじ接続付き電解コンデンサ。 85°Cまでの高い動作温度でも、各コンデンサの寿命は約8,000時間と非常に長くなっています。 さらに、これらのアルミニウム電解コンデンサは、すべての内部接点が溶接されており、16 V〜450 Vの広い電圧範囲で使用でき、インダクタンスも非常に低くなっています。
ネジ接続を備えたコンデンサは、一般に、コンポーネントと環境との非常に緊密な統合を必要とするすべてのアプリケーションに適しています」と André Tausche 氏は説明します。 「それは今回のプロジェクトだけでなく、医療や鉄道でも同様です」 テクノロジー、 例えば。" GMX ロングライフ シリーズは長寿命を実現するように設計されており、医療技術での使用に最適です。 GWシリーズは、鉄道技術のさらに過酷な条件を想定して開発されました。 これらのアルミニウム電解コンデンサは、高リップル電流の影響を受けにくく、インダクタンスが非常に低いという特徴もあります。 FTCAP は、特に厳しい安全要件がある環境向けに GF シリーズを開発しました。 これらのアルミニウム電解コンデンサは自己消火性の電解液で構成されており、工業用溶接機などに使用されます。
図5：現在IDEAは、特殊なコンデンサキャビネットが短時間の焼き戻しアプリケーションでエネルギーを節約し、コストを削減できるかどうかを分析しています。 写真：IDEA GmbH
AndreasHäußlerはコンデンサの選択に満足しています。「FTCAPのGMシリーズコンデンサは非常に大容量の電力密度、長寿命、低インダクタンスであるため、パイロットプロジェクトに最適です」とIDEAのマネージングディレクターは強調しています。 XNUMXつのコンデンサキャビネットの最初のテストはまもなく開始される予定です。 コンセプトが実行可能であることが証明された場合、Mersenは長期的に関与します。「MersenはIDEA GmbHの確立された、信頼性が高く、柔軟なサプライヤーです。 特定のアプリケーション向けに最適化された小規模なカスタムソリューションを実装できる強力なパートナーがいることを嬉しく思います」とAndreasHäußler氏は結論付けています。