Hoge vermogenspulsen zoals die optreden bij kortdurende ontlaten of puntlassen veroorzaken enorme kosten: Dit komt doordat de energiebedrijven de kosten berekenen op basis van het maximale vermogen, ook al is dat maar voor enkele seconden nodig. Het is daarom zinvol om de stroom voor dergelijke toepassingen onafhankelijk van het lichtnet te leveren - bijvoorbeeld door middel van condensatoren die zijn ontworpen voor hoge vermogenspieken.
IDEA GmbH test een dergelijk concept in een pilotproject. De hoofdrol wordt gespeeld door de gewoonte condensator kasten van Mersen. IDEA ontwikkelt hoogefficiënte producten en oplossingen voor inductieverwarmingstoepassingen, zoals temperen, solderen en krimpen. “Onze expertise omvat ook toepassingen voor inductietemperen”, legt Andreas Häußler, Managing Director van IDEA GmbH, uit. “Onze inductieverwarmingssystemen worden wereldwijd gebruikt voor het efficiënt temperen van diverse werkstukken met uiterste precisie.” De systemen van het in Baden-Württemberg gevestigde bedrijf beschikken over een flexibel aanpassings- en frequentiebereik, om een optimaal ontwerp van het op maat gemaakte verwarmingsproces mogelijk te maken.
Figuur 1: De schakelkasten van IDEA zijn uitgerust met aluminium elektrolytische condensatoren met schroefdraad van de GM-serie van FTCAP Foto: Mersen
Energie en kosten besparen met condensatorkasten
Om klanten state-of-the-art te kunnen bieden technologie IDEA blijft te allen tijde nieuwe processen en methoden onderzoeken. Momenteel analyseren de experts of speciale condensatorkasten energie kunnen besparen en kosten kunnen verlagen bij kortdurende tempertoepassingen. "Inductieverwarmings- en lassystemen hebben vaak een hoog vermogen nodig voor een zeer korte tijd, in het bereik van milliseconden", legt Andreas Häußler uit. Dit is vooral het geval bij puntlassystemen voor de automobielbouw. Maar toepassingen met eisen aan precieze contouren bij het temperen van tandwielen vereisen ook korte tijd een hoge vermogensimpuls om de oppervlakken van de tandwielen snel te verwarmen. componenten voordat ze worden uitgeblust. "In het verleden werd dit proces geïmplementeerd zonder condensatoren, wat betekent dat de hoogvermogenpulsen van het reguliere lichtnet worden gehaald."
Dat belast echter het lichtnet en levert forse energiekosten op, die worden berekend op basis van het maximale opgenomen vermogen. "Zelfs als de toepassing slechts één seconde warmte nodig heeft bij 1 MW, moet je het energiebedrijf het vaste tarief betalen voor het maximale vermogen van 1 MW", legt Andreas Häußler uit. "Het maakt dan niet uit hoe lang de pauzes tussen de verwarmingsfasen zijn." De voedingselementen moeten ook ontworpen zijn voor hoge vermogens, wat ook extra kosten met zich meebrengt. Het probleem zou kunnen worden verlicht door condensatorbanken die worden gebruikt als energiebuffers tussen de netaansluiting en de toepassing. "Door te bufferen met condensatoren en een continue lading van 100 kW te leveren, hoef je alleen voor het verminderde vermogen te betalen", legt Andreas Häußler uit. "De stroomopwaartse elementen kunnen ook worden ontworpen voor een lager vermogen om de kosten te verlagen." Systemen zoals deze bestaan echter nog niet - hoewel IDEA binnenkort een proefproject zal starten om de mogelijkheden te analyseren.
Hoge normen voor condensatoren
De eerste stap was om geschikte condensatoren aan te schaffen. Uiteraard stelden de experts van IDEA opnieuw hun vertrouwen in Mersen, een bewezen leverancier waarmee het bedrijf een langdurige zakelijke relatie heeft. De normen waren hoog: IDEA had condensatorkasten nodig die een zeer hoge capaciteit leveren in een zeer klein ontwerp. "De systemen moeten miljoenen laad- en ontlaadcycli mogelijk maken bij omgevingstemperaturen tot 55 ° C, zonder dat er defecten of aanzienlijke capaciteitsverliezen optreden", legt Andreas Häußler uit. "Maximale efficiëntie vereist ook een zeer lage interne impedantie en een lage zelfontlading." Qua prestaties moeten de buffers gedurende ongeveer een seconde een vermogen van enkele honderden kilowatt kunnen leveren. Het procesontwerp vereist dan een pauze van enkele seconden.
Figuur 2: Mersen ontwikkelde voor IDEA een concept waarbij in elke kast meerdere condensatoren zijn geïnstalleerd; Foto: Mersen
Mersen ontwikkelde voor IDEA een concept waarbij in elke kast meerdere condensatoren zijn geïnstalleerd. "Voor het pilootproject zullen we in eerste instantie twee kasten leveren, die in onze eigen faciliteiten worden gebouwd en uitgerust", zegt André Tausche, Managing Director van FTCAP (onderdeel van de Mersen Group). “Naast de condensatoren leveren we ook de benodigde telescooprails, kruisschoren en symmetrische weerstanden. We zorgen ook voor een professionele installatie van de rails en condensatoren op de panelen. ” Het gehele productieproces voor de montage wordt uitgevoerd door IDEA.
Figuur 3: IDEA GmbH ontwikkelt zeer efficiënte producten en oplossingen voor inductieverwarmingstoepassingen, zoals temperen, solderen en krimpen; Foto: IDEA GmbH
Figuur 4: Toepassingen met eisen aan precieze contouren bij het temperen van tandwielen vereisen korte tijd een hoge vermogensimpuls om de oppervlakken van de tandwielen snel te verwarmen. componenten Foto: IDEA GmbH
Hoge capaciteiten en een lange levensduur
De schakelkasten van IDEA zijn voorzien van aluminium elektrolytische condensatoren met schroefdraadaansluiting uit de GM-serie van FTCAP. Zelfs bij hoge bedrijfstemperaturen tot 85 ° C heeft elk van de condensatoren een zeer lange levensduur van ongeveer 8,000 uur. Bovendien kunnen deze aluminium elektrolytische condensatoren, waarin alle interne contacten zijn gelast, worden gebruikt in een breed spanningsbereik van 16 V - 450 V en hebben ze ook een zeer lage inductantie.
Condensatoren met een schroefdraadaansluiting zijn over het algemeen geschikt voor alle toepassingen die een zeer nauwe integratie van de componenten met hun omgeving vereisen”, legt André Tausche uit. “Dat is niet alleen het geval in het huidige project, maar ook in de medische sector en bij de spoorwegen technologie, Bijvoorbeeld." De GMX Long Life-serie is ontworpen voor een lange levensduur, waardoor deze ideaal is voor gebruik in de medische technologie. De GW-serie is ontwikkeld voor de nog zwaardere omstandigheden van de spoorwegtechniek. Deze aluminium elektrolytische condensatoren zijn ongevoelig voor hoge rimpelstromen en beschikken bovendien over een zeer lage inductie. FTCAP heeft de GF-serie speciaal ontwikkeld voor omgevingen met strenge veiligheidseisen. Deze aluminium elektrolytische condensatoren bestaan uit een zelfdovend elektrolyt en worden bijvoorbeeld gebruikt in industriële lasmachines.
Figuur 5: Momenteel analyseert IDEA of speciale condensatorkasten energie en kosten kunnen besparen bij kortdurende tempertoepassingen; Foto: IDEA GmbH
Andreas Häußler is tevreden met de keuze van condensatoren: "De zeer hoge vermogensdichtheid, lange levensduur en lage inductantie van de GM-serie condensatoren van FTCAP maken ze ideaal voor ons pilootproject", benadrukt de algemeen directeur van IDEA. Binnenkort starten de eerste tests van de twee condensatorkasten. Als het concept levensvatbaar blijkt te zijn, zal Mersen op lange termijn betrokken zijn: “Mersen is een gevestigde, betrouwbare en flexibele leverancier van IDEA GmbH. We zijn verheugd dat we een sterke partner aan onze zijde hebben, die ook maatwerkoplossingen in kleine series kan implementeren die zijn geoptimaliseerd voor de specifieke toepassing ”, besluit Andreas Häußler.