Импульсы большой мощности, такие как импульсы, возникающие при кратковременном отпуске или точечной сварке, приводят к огромным расходам: это связано с тем, что энергетические компании рассчитывают затраты на основе максимальной мощности, даже если она требуется всего на несколько секунд. Следовательно, имеет смысл подавать питание для таких приложений независимо от сети - например, с помощью конденсаторов, рассчитанных на большие пики мощности.
IDEA GmbH тестирует такую концепцию в пилотном проекте. Основную роль играет обычай конденсатор шкафы от Mersen. IDEA разрабатывает высокоэффективные продукты и решения для применений индукционного нагрева, таких как закалка, пайка и термоусадка. «Наш опыт также включает применение индукционной закалки», — объясняет Андреас Хойслер, управляющий директор IDEA GmbH. «Наши системы индукционного нагрева используются во всем мире для эффективного закаливания различных заготовок с предельной точностью». Системы компании, расположенной в Баден-Вюртемберге, отличаются гибкой адаптацией и частотным диапазоном, что позволяет оптимально спланировать индивидуальный процесс нагрева.
Рисунок 1: Шкафы управления от IDEA оснащены алюминиевыми электролитическими конденсаторами с резьбой серии GM от FTCAP Фото: Mersen
Экономия энергии и затрат с помощью шкафов с конденсаторами
Чтобы иметь возможность предлагать клиентам самые современные technology во все времена IDEA продолжает исследовать новые процессы и методы. В настоящее время эксперты анализируют, могут ли специальные конденсаторные шкафы сэкономить энергию и снизить затраты при кратковременной закалке. «Системы индукционного нагрева и сварки часто требуют высокой мощности в течение очень короткого времени, в диапазоне миллисекунд», - объясняет Андреас Хойсслер. Это особенно характерно для систем точечной сварки в автомобилестроении. Но приложения с требованиями к точным контурам при закалке зубчатых колес также требуют импульса высокой мощности в течение короткого времени, чтобы быстро нагреть поверхности зубчатых колес. компоненты прежде, чем они будут закалены. «Раньше этот процесс реализовывался без конденсаторов, что означает, что импульсы большой мощности отбираются из обычной сети».
Однако это увеличивает нагрузку на сеть и приводит к значительным затратам на электроэнергию, которые рассчитываются на основе максимальной потребляемой мощности. «Даже если приложение требует тепла всего на одну секунду при мощности 1 МВт, вы должны заплатить энергетической компании фиксированную ставку за максимальную мощность в 1 МВт», - объясняет Андреас Хойсслер. «Тогда не имеет значения, как долго будут перерывы между фазами нагрева». Элементы сети также должны быть рассчитаны на большую выходную мощность, что также требует дополнительных затрат. Проблему можно решить с помощью конденсаторных батарей, используемых в качестве буферов энергии между подключением к сети и приложением. «Буферизуя конденсаторы и обеспечивая непрерывный заряд в 100 кВт, нужно платить только за уменьшенную мощность», - объясняет Андреас Хойсслер. «Элементы, расположенные выше по потоку, также могут быть рассчитаны на меньшую мощность для снижения затрат». Однако таких систем пока не существует, хотя IDEA скоро начнет пилотный проект по анализу потенциальных возможностей.
Высокие стандарты для конденсаторов
Первым делом нужно было приобрести подходящие конденсаторы. Разумеется, специалисты IDEA снова оказали доверие Mersen, проверенному временем поставщику, с которым компания имеет давние деловые отношения. Стандарты были высокими: IDEA требовались конденсаторные шкафы, которые обеспечивали очень высокую емкость при очень компактной конструкции. «Системы должны обеспечивать несколько миллионов циклов зарядки и разрядки при температуре окружающей среды до 55 ° C без возникновения дефектов или значительных потерь емкости», - поясняет Андреас Хойсслер. «Максимальная эффективность также требует очень низкого внутреннего сопротивления и низкого саморазряда». Что касается производительности, буферы должны обеспечивать выходную мощность в несколько сотен киловатт в течение примерно одной секунды. Затем для разработки процесса требуется перерыв в несколько секунд.
Рисунок 2: Mersen разработал концепцию IDEA, в которой в каждом шкафу установлено множество конденсаторов; Фотография: Mersen
Мерсен разработал для IDEA концепцию, согласно которой в каждом шкафу установлено множество конденсаторов. «Для пилотного проекта мы изначально поставим два шкафа, которые строятся и оборудуются на наших собственных объектах», - говорит Андре Тауш, управляющий директор FTCAP (входит в группу Mersen). «В дополнение к конденсаторам мы также поставляем необходимые телескопические рельсы, поперечные распорки и симметричные резисторы. Мы также обеспечиваем профессиональный монтаж направляющих и конденсаторов на панели ». Весь производственный процесс сборки осуществляется компанией IDEA.
Рисунок 3: IDEA GmbH разрабатывает высокоэффективные продукты и решения для приложений индукционного нагрева, таких как закалка, пайка и усадка; Фото: IDEA GmbH
Рисунок 4: Приложения с требованиями к точным контурам при закалке зубчатых колес требуют импульса высокой мощности в течение короткого времени для быстрого нагрева поверхностей зубчатых колес. компоненты Фото: IDEA GmbH
Высокая производительность и долгий срок службы
Шкафы управления IDEA оснащены алюминий электролитические конденсаторы с резьбовым соединением серии GM от FTCAP. Даже при высоких рабочих температурах до 85 ° C каждый из конденсаторов имеет очень долгий срок службы около 8,000 часов. Кроме того, эти алюминиевые электролитические конденсаторы, в которых все внутренние контакты сварены, могут использоваться в широком диапазоне напряжений от 16 В до 450 В, и они также имеют очень низкую индуктивность.
Конденсаторы с резьбовым соединением обычно подходят для всех применений, требующих очень тесной интеграции компонентов с окружающей средой», — объясняет Андре Тауше. «Так обстоит дело не только в нынешнем проекте, но и в медицинской и железнодорожной сфере. technology, например." Серия GMX Long Life рассчитана на длительный срок службы, что делает ее идеальной для использования в медицинской технике. Серия GW была разработана для еще более суровых условий железнодорожной техники. Эти алюминиевые электролитические конденсаторы нечувствительны к высоким пульсациям тока, а также имеют очень низкую индуктивность. FTCAP разработала серию GF специально для сред со строгими требованиями безопасности. Эти алюминиевые электролитические конденсаторы состоят из самозатухающего электролита и используются, например, в промышленных сварочных аппаратах.
Рисунок 5: В настоящее время IDEA анализирует, могут ли специальные конденсаторные шкафы сэкономить энергию и снизить затраты при краткосрочном отпуске; Фото: IDEA GmbH
Андреас Хойсслер доволен выбором конденсаторов: «Очень большая удельная мощность, длительный срок службы и низкая индуктивность конденсаторов серии GM от FTCAP делают их идеальными для нашего пилотного проекта», - подчеркивает управляющий директор IDEA. Вскоре планируется начать первые испытания двух конденсаторных шкафов. Если концепция окажется жизнеспособной, Mersen будет участвовать в долгосрочной перспективе: «Mersen - признанный, надежный и гибкий поставщик IDEA GmbH. Мы рады, что у нас есть сильный партнер, который также может реализовать небольшие серии индивидуальных решений, оптимизированных для конкретного применения », - заключил Андреас Хойсслер.