A corrente contínua compensa na produção Em Dingolfing, na Baviera, uma instalação de testes demonstra como a tecnologia de corrente contínua também pode ser usada com sucesso na produção automotiva.

Instalação de corrente contínua na produção na BMW com robôs de soldagem e esteiras transportadoras
Produção de automóveis na BMW em Dingolfing com robôs e uma carroceria

Desafio Com redes separadas DC rumo à revolução energética na produção

As crescentes exigências de sustentabilidade, neutralidade de CO₂ e uso cuidadoso de recursos estão focando cada vez mais em uma revolução energética na produção. Especialmente na indústria automotiva há muitas etapas de produção que exigem muita energia.

A tecnologia de corrente contínua oferece uma possibilidade de usar eficientemente as energias renováveis e conservar o máximo possível de recursos energéticos e materiais.

Linha de produção na produção automotiva na BMW

Na indústria, muitos consumidores trabalham com conversores de frequência em um circuito intermediário de tensão contínua. Em todos esses consumidores, a conversão AC/DC com perdas não é usada em uma rede separada DC. Além disso, as energias renováveis, como sistemas fotovoltaicos e acumuladores, podem ser integradas de forma muito mais eficiente em uma rede separada DC. A recuperação da energia de frenagem por meio da recuperação é outro aspecto que torna as redes separadas DC interessantes para a produção industrial.
Desse modo, o BMW Group teve muito cedo a ideia de estabelecer uma rede separada DC.
Mesmo que a abordagem de uma fonte de alimentação de corrente contínua não seja fundamentalmente nova, há alguns obstáculos técnicos e particularidades a serem superados na implementação de uma rede separada DC em um ambiente de produção.

Graças a muitos anos de colaboração, a Phoenix Contact apoia a equipe de projeto da BMW com produtos e soluções para os trabalhos de planejamento e configuração.

Manfred Klotz, Industry and Key Account Manager Automotive
Robôs de produção em uma produção automotiva alimentada com corrente contínua

Solução Como poderia ser configurada uma rede separada DC na indústria automotiva

A pesquisa sobre o uso de corrente contínua em uma célula de produção na fábrica do BMW Group em Dingolfing foi lançada em 2016. Assim como o BMW Group, a Phoenix Contact também é membro da Open Direct Current Alliance (ODCA) e está envolvida há anos no estabelecimento da tecnologia de corrente contínua. Graças ao portfólio existente de soluções, a Phoenix Contact pôde, portanto, fornecer suporte rápido para a configuração da rede separada DC.

Módulo de potência DC na instalação de teste de corrente contínua na fábrica do BMW Group em Dingolfing

Potentes módulos de 19"

Para configurar uma infraestrutura de corrente contínua em um ambiente de produção, a rede pública de AC deve primeiro ser convertida em uma rede separada DC. Isso não é problema com as potentes fontes de alimentação para montagem em rack da Phoenix Contact.
Os módulos podem ser interconectados para produzir uma potência total de até 1,5 MW, garantindo assim uma alta flexibilidade. No entanto, a gama de aplicações dos módulos vai muito além disso. Os dispositivos no formato de 19" podem conectar as várias subredes separadas DC como, p. ex., a instalação fotovoltaica, a iluminação ou a infraestrutura de carregamento DC, ao bus DC hierarquicamente superior. Graças à ampla faixa de tensão de saída de 30 a 1.000 V DC, também é possível inicializar lentamente toda a rede separada DC. Os parâmetros de potência dos módulos são fáceis de parametrizar por meio da plataforma PLCnext da Phoenix Contact. Isso permitirá que, no futuro, os setores individuais de DC sejam acoplados entre si de forma compatível com a rede.

Fonte de alimentação e cabeamento em um ambiente de instalação de rede separada DC

Fontes de alimentação para redes DC

Se em uma rede separada DC for necessária uma tensão de alimentação auxiliar de 24 V DC, podem ser usadas as fontes de alimentação QUINT POWER em trilho DIN. Elas convencem com sua ampla faixa de entrada DC, que se estende de 450 a 900 V DC. Na classe de potência de 240 a 960 W podem ser alimentadas cargas individuais. A comutação e a proteção, bem como o pré-carregamento de setores DC em uma infraestrutura DC existente são desafios técnicos para os quais a Phoenix Contact já tem a resposta certa.

Disjuntor DC CONTACTRON ELR HDC em um quadro de comando

Disjuntor DC multifuncional

A comutação e a proteção, bem como o pré-carregamento de setores DC em uma infraestrutura DC existente também são desafios técnicos para os quais a Phoenix Contact já tem a resposta certa. O disjuntor DC CONTACTRON ELR HDC foi desenvolvido precisamente para essas aplicações. Ele tem uma função de pré-carregamento para elevar, em especial, as cargas capacitivas para uma tensão comum e, assim, evitar picos de corrente e tensão durante o processo de comutação. Além disso, o dispositivo monitora a tensão e a corrente durante a operação e tem uma função de desligamento de três estágios em caso de sobrecorrente, incluindo tempos de desligamento muito rápidos em caso de curto-circuito. Os operadores podem definir os principais parâmetros de forma conveniente por meio da interface USB. O interruptor também oferece capacidade de rede com uma interface IO-Link.

Conector ArcZero em uma instalação de teste na produção automotiva

Conectores DC seguros

Uma diferença decisiva entre a corrente contínua e a corrente alternada é o arco voltaico durante os processos de desconexão sob carga. A corrente e a tensão oscilam em aplicações de corrente alternada. Isso significa que as passagens por zero com inversão de polo ocorrem 100 vezes por segundo. Esse não é o caso em aplicações de corrente contínua e, assim, um possível arco voltaico não é automaticamente extinto. Nesse tipo de rede de alimentação, os danos em contatos e caixas são maiores e há um risco maior para os operadores. O conector ArcZero é o único conector de seu tipo que extingue ativamente o arco voltaico de corrente contínua. Ele funciona com um controlador eletrônico inteligente ativo, que garante um alto número de ciclos de encaixe. Essa abordagem tecnológica única permitiu a conexão e desconexão frequentes e seguras sob carga e sem arco voltaico em redes separadas DC.

As soluções da Phoenix Contact também são usadas na fábrica do BMW Group em Dingolfing. Assim, somos pioneiros no avanço das redes separadas DC.

Vantagens de redes separadas DC na produção Por que a corrente contínua vale a pena na produção

  • Aumento significativo da eficiência energética em comparação com as instalações de corrente alternada

  • O aproveitamento da energia de recuperação nas células de teste de robô reduz o consumo de energia

  • Economia de matérias-primas devido à menor bitola de condutor e a menos cabos

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