La corriente continua en la producción vale la pena En Dingolfing (Baviera), una instalación de pruebas demuestra cómo la tecnología de corriente continua también puede utilizarse con éxito en la producción de automóviles.

Instalación de corriente continua en la producción de BMW con robots de soldadura y cintas transportadoras
Producción de automóviles en BMW en Dingolfing con robots y una carrocería

Reto Con microrredes DC para la transición energética en la producción

Las crecientes exigencias de sostenibilidad, neutralidad de CO₂ y uso cuidadoso de los recursos se centran cada vez más en una transición energética en la producción. En la industria automovilística, en particular, hay muchas fases de producción que requieren un alto nivel de energía.

La tecnología de corriente continua ofrece una forma de utilizar eficazmente las energías renovables y conservar al máximo la energía y los recursos materiales.

Línea de producción en la producción de automóviles en BMW

En la industria, muchos consumidores trabajan con convertidores de frecuencia en un circuito intermedio de tensión continua. Para todos estos consumidores, la conversión AC/DC con pérdidas no se utiliza en una red DC. Además, energías renovables como la fotovoltaica y los sistemas de acumuladores pueden integrarse de forma mucho más eficiente en una microrred DC. La recuperación de la energía de frenado es otro aspecto que hace que las microrredes DC sean interesantes para la producción industrial.
Por ello, el Grupo BMW tuvo muy pronto la idea de establecer una microrred DC.
Aunque el enfoque del suministro de corriente continua no es fundamentalmente nuevo, hay que superar algunos obstáculos técnicos y características especiales a la hora de implantar una red DC industrial en un entorno de producción.

Gracias a muchos años de cooperación, Phoenix Contact puede apoyar al equipo de proyecto de BMW con productos y soluciones para los trabajos de planificación y diseño.

Manfred Klotz, Director de Industria y Cuentas Clave de Automoción
Robots de fabricación en una producción de automóviles alimentada por corriente continua

Solución Cómo podría ser una microrred DC en la industria automovilística

La investigación sobre el uso de corriente continua en una célula de producción de la planta del Grupo BMW en Dingolfing se inició en 2016. Al igual que el Grupo BMW, Phoenix Contact también es miembro de la Open Direct Current Alliance (ODCA) y lleva muchos años comprometida con el establecimiento de la tecnología de corriente continua. Gracias a su cartera de soluciones existente, Phoenix Contact pudo prestar un rápido apoyo en la instalación de la red DC.

Módulo de potencia DC en una instalación de pruebas de corriente continua de la planta del Grupo BMW en Dingolfing

Módulos de 19" de alto rendimiento

Para crear una infraestructura de corriente continua en un entorno de producción, primero hay que convertir la red AC pública en una red DC. Con las potentes fuentes de alimentación para montaje en rack de Phoenix Contact, esto no supone ningún problema.
Los módulos pueden interconectarse para producir una potencia total de hasta 1,5 MW, lo que garantiza un alto grado de flexibilidad. Sin embargo, el abanico de aplicaciones de los módulos es mucho mayor. Los equipos en formato de 19" pueden conectar las distintas subredes DC, como la instalación fotovoltaica, la iluminación o la infraestructura de recarga DC, al bus DC de nivel superior. Gracias a la amplia gama de tensiones de salida de 30 a 1000 V DC, también es posible aumentar lentamente toda la red DC. Los parámetros de potencia de los módulos se pueden parametrizar fácilmente a través de la plataforma PLCnext de Phoenix Contact. Esto permitirá en el futuro acoplar entre sí los distintos sectores DC de forma compatible con la red.

Fuente de alimentación y cableado en un entorno de instalación en la microrred DC

Fuentes de alimentación para redes DC

Si se necesita una tensión de alimentación auxiliar de 24 V DC en una red DC, se pueden utilizar las fuentes de alimentación para carril DIN de la familia QUINT POWER. Impresionan por su amplio rango de entrada DC, que va de 450 a 900 V DC. Las cargas individuales pueden suministrarse en la clase de potencia de 240 a 960 W. Conmutar, proteger y precargar sectores DC en una infraestructura DC existente son retos técnicos para los que Phoenix Contact ya tiene la respuesta adecuada.

Interruptor de protección DC CONTACTRON ELR HDC en un armario de control

Interruptores de protección DC multifuncionales

La conmutación y protección, así como la precarga de sectores DC en una infraestructura DC existente, son también retos técnicos para los que Phoenix Contact ya tiene la respuesta adecuada. El interruptor de protección DC CONTACTRON ELR HDC se ha desarrollado precisamente para estas aplicaciones. Dispone de una función de precarga para elevar las cargas capacitivas en particular a una tensión común y evitar así picos de corriente y tensión durante el proceso de conmutación. El equipo también controla la tensión y la corriente durante el funcionamiento y dispone de una función de desconexión en tres fases en caso de sobrecorriente, incluidos tiempos de desconexión muy rápidos en caso de cortocircuito. Los operadores pueden configurar cómodamente los parámetros principales a través de la interfaz USB. El interruptor también ofrece capacidad de red con una interfaz IO-Link.

Conector ArcZero en una instalación de pruebas en la producción de automóviles

Conectores DC seguros

Una diferencia decisiva entre la corriente continua y la corriente alterna es el arco eléctrico durante los procesos de desconexión bajo carga. En las aplicaciones de corriente alterna, la corriente y la tensión oscilan. Esto significa que los cruces por cero con inversión de polos se producen 100 veces por segundo. Esto no ocurre en las aplicaciones de corriente continua, por lo que un posible arco eléctrico no se extingue automáticamente. En esta estructura de la red, los daños en los contactos y las carcasas son mayores y existe un mayor riesgo para el operador. El conector macho ArcZero es el único de su clase que extingue activamente el arco eléctrico de corriente continua. Funciona con un sistema de control electrónico inteligente activo, que garantiza un elevado número de ciclos de acoplamiento. Este enfoque tecnológico único ha permitido enchufar y desenchufar con frecuencia y seguridad bajo carga sin que se produzcan arcos eléctricos en las microrredes DC.

Las soluciones de Phoenix Contact también se utilizan en la planta del Grupo BMW en Dingolfing. De este modo, somos pioneros en el avance de las redes DC.

Ventajas de las redes DC en la producción Por qué merece la pena la corriente continua en la fabricación

  • Aumento significativo de la eficiencia energética en comparación con las instalaciones de corriente alterna

  • La utilización de la energía de recuperación dentro de las celdas de prueba de robots reduce el consumo de energía

  • Ahorro de materias primas gracias a una sección de cable más pequeña y menos cables

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Construyamos juntos un futuro más sostenible ampliando las redes de corriente continua

Estaremos encantados de ayudarle en la implementación de su red DC y asesorarle sobre productos y soluciones.