La corrente continua nella produzione dà i suoi frutti A Dingolfing, in Baviera, un impianto di prova dimostra come la tecnologia a corrente continua possa essere utilizzata con successo anche nella produzione di automobili.

Impianto DC nella produzione in BMW con robot di saldatura e nastri trasportatori
Produzione di automobili presso BMW di Dingolfing con robot e una carrozzeria

Sfida Con microgrid DC per la transizione energetica nella produzione

I crescenti requisiti di sostenibilità, neutralità alla CO₂ e uso attento delle risorse si concentrano sempre più su una transizione energetica nella produzione. Nell'industria automobilistica, in particolare, ci sono molte fasi di produzione che richiedono un alto livello di energia.

La tecnologia a corrente continua offre una possibilità efficiente di utilizzare le energie rinnovabili per conservare il più possibile risorse energetiche e materiali.

Linea di produzione nella produzione di automobili di BMW

Nell'industria, molte utenze lavorano con convertitori di frequenza su un circuito intermedio a tensione continua. Per tutte queste utenze, la conversione AC/DC con perdite non viene utilizzata in una microgrid DC. Inoltre, le energie rinnovabili come gli impianti fotovoltaici e i sistemi di accumulo possono essere integrati in modo molto più efficiente in una microgrid DC. Il recupero di energia di frenata è un altro aspetto che rende le microgrid DC interessanti per la produzione industriale.
BMW Group ha quindi avuto l'idea di creare una microgrid DC in una fase iniziale.
Anche se l'approccio all'alimentazione in corrente continua non è fondamentalmente nuovo, ci sono alcuni ostacoli tecnici e caratteristiche speciali da superare quando si implementa microgrid DC industriale in un ambiente di produzione.

Grazie a molti anni di collaborazione, Phoenix Contact è in grado di sostenere il team di progetto BMW con prodotti e soluzioni per i lavori di pianificazione e progettazione.

Manfred Klotz, Responsabile del settore e Key Account Manager Automotive
Robot di produzione in uno stabilimento di produzione di automobili alimentato a corrente continua

Soluzione Come può presentarsi una microgrid DC nell'industria automobilistica

Nel 2016 è stata avviata una ricerca sull'uso della corrente continua in una cella di produzione presso lo stabilimento BMW Group a Dingolfing. Come BMW Group, anche Phoenix Contact è membro della Open Direct Current Alliance (ODCA) e da molti anni è impegnata nella diffusione della tecnologia a corrente continua. Grazie alla sua gamma di soluzioni disponibili, Phoenix Contact è stata quindi in grado di fornire un rapido supporto per la creazione della microgrid DC.

Modulo di potenza in DC nell'impianto di prova in corrente continua dello stabilimento BMW Group a Dingolfing

Moduli potenti da 19"

Per realizzare un'infrastruttura in corrente continua in un ambiente di produzione, la microgrid AC deve essere prima convertita in una microgrid DC. Con i potenti alimentatori per montaggio a rack di Phoenix Contact, questo non è un problema.
I moduli possono essere interconnessi per produrre una potenza totale massima di 1,5 MW, garantendo così un elevato grado di flessibilità. Tuttavia, la gamma di applicazioni dei moduli è molto più ampia. I dispositivi in formato 19" possono collegare le varie sottoreti DC, come l'impianto FV, l'illuminazione o l'infrastruttura di ricarica DC, al bus DC di livello superiore. Grazie all'ampia gamma di tensioni di uscita da 30 a 1000 V DC, è anche possibile aumentare lentamente l'intera microgrid DC. I parametri di potenza dei moduli sono facilmente parametrizzabili tramite la piattaforma PLCnext di Phoenix Contact. Ciò consentirà in futuro di accoppiare tra loro i singoli settori DC in modo compatibile con la rete.

Alimentatore e cablaggio in un ambiente di installazione nella microgrid DC

Alimentatori per microgrid DC

Se in una microgrid DC è necessaria una tensione di alimentazione ausiliaria di 24 V DC, è possibile utilizzare gli alimentatori per guida DIN QUINT POWER. I modelli convincono per l'ampia gamma di ingressi DC, che va da 450 a 900 V DC. I carichi individuali possono essere forniti nella classe di potenza da 240 a 960 W. La commutazione, la protezione e la precarica dei settori DC in un'infrastruttura DC esistente sono sfide tecniche per le quali Phoenix Contact ha già la risposta giusta.

Interruttore di potenza DC CONTACTRON ELR HDC in un quadro elettrico

Interruttore di potenza DC multifunzione

Anche la commutazione e la protezione, nonché la precarica dei settori DC su un'infrastruttura DC esistente, sono sfide tecniche per le quali Phoenix Contact ha già la risposta giusta. L'interruttore DC CONTACTRON ELR HDC è stato sviluppato proprio per queste applicazioni. Ha una funzione di precarica per portare i carichi capacitivi, in particolare, a una tensione comune ed evitare così picchi di corrente e tensione durante il processo di commutazione. Il dispositivo monitora anche la tensione e la corrente durante il funzionamento e dispone di una funzione di spegnimento a tre stadi in caso di sovracorrente, con tempi di disinserzione molto rapidi in caso di cortocircuito. Gli operatori possono impostare comodamente i parametri principali tramite l'interfaccia USB. L'interruttore offre anche funzionalità di rete con un'interfaccia IO-Link.

Connettore ArcZero in un impianto di prova della produzione di automobili

Connettori DC sicuri

Una differenza decisiva tra corrente continua e alternata è l'arco voltaico durante i processi di disconnessione sotto carico. Nelle applicazioni in corrente alternata, la corrente e la tensione oscillano. Ciò significa che i passaggi dallo zero con inversione dei poli avvengono 100 volte al secondo. Ciò non avviene nelle applicazioni in corrente continua, per cui un eventuale arco voltaico non si spegne automaticamente. In questa configurazione della rete di alimentazione, i danni ai contatti e alle custodie sono maggiori e il rischio per l'operatore è più alto. Il connettore ArcZero è l'unico connettore del suo genere che spegne attivamente l'arco voltaico a corrente continua. Funziona con un controllore elettronico attivo e intelligente, che garantisce un elevato numero di cicli di innesto. Questo approccio tecnologico unico ha permesso di innestare e scollegare frequentemente e in modo sicuro sotto carico senza arco voltaico nelle microgrid DC.

Le soluzioni di Phoenix Contact sono in uso anche presso lo stabilimento BMW Group di Dingolfing. Siamo quindi i pionieri dell'innovazione delle microgrid DC.

Vantaggi dell'alimentazione in DC nella produzione Perché la corrente continua è conveniente nella produzione

  • Efficienza energetica significativamente maggiore rispetto agli impianti a corrente alternata

  • L'utilizzo dell'energia di recupero all'interno delle celle di prova dei robot riduce il consumo di energia

  • Risparmio di materie prime grazie alla sezione del conduttore più piccola e al numero inferiore di cavi

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