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 automóvel.

Instalação de corrente contínua na produção na BMW com robôs de soldadura e esteiras transportadoras
Produção automóvel na BMW em Dingolfing com robots e uma carroçaria

Desafio Com redes separadas DC rumo à transição energética na produção

As crescentes exigências de sustentabilidade, neutralidade de CO₂ e o uso cuidadoso de recursos estão a focar cada vez mais numa transição energética na produção. Especialmente na indústria automóvel há diversas etapas de produção que requerem muita energia.

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

Linha de produção na produção automóvel na BMW

Na indústria, muitos consumidores trabalham com conversores de frequência num circuito intermédio de tensão contínua. Para todos estes consumidores, a conversão AC/DC com perdas não é usada numa rede separada DC. Além disso, as energias renováveis, como sistemas fotovoltaicos e acumuladores, podem ser integradas de forma muito mais eficiente numa rede separada DC. A recuperação da energia de travagem é outro aspeto que torna as redes separadas DC interessantes para a produção industrial.
Deste 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 num ambiente de produção.

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

Manfred Klotz, Industry and Key Account Manager Automotive
Robôs de produção numa produção automóvel alimentada com corrente contínua

Solução Como pode ser configurada uma rede separada DC na indústria automóvel

A investigação sobre o uso de corrente contínua numa célula de produção na fábrica do BMW Group em Dingolfing foi lançada em 2016. Tal 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, assim, fornecer um apoio 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 num ambiente de produção, a rede pública de AC deve primeiro ser convertida numa rede separada DC. Isto não é problema com as potentes fontes de alimentação para montagem em rack da Phoenix Contact.
Os módulos podem ser interligados para produzir uma potência total de até 1,5 MW, garantindo assim uma elevada flexibilidade. No entanto, a gama de aplicações dos módulos vai muito além disso. Os equipamentos no formato de 19″ podem ligar as várias sub-redes separadas DC como, p. ex., a instalação fotovoltaica, a iluminação ou a infraestrutura de carregamento DC, ao bus DC hierarquicamente superior. Graças ao amplo intervalo de tensão de saída de 30 a 1000 V DC, também é possível inicializar lentamente toda a rede separada DC. Os parâmetros de potência dos módulos são fáceis de parametrizar através da plataforma PLCnext da Phoenix Contact. Isto permitirá que, no futuro, os setores individuais de DC sejam acoplados entre si de forma compatível com a rede.

Fonte de alimentação e cablagem num ambiente de instalação de rede separada DC

Fontes de alimentação para redes DC

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

Disjuntor DC CONTACTRON ELR HDC num quadro de comando

Disjuntor DC multifuncional

A comutação e a proteção, bem como o pré-carregamento de setores DC numa 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 estas aplicações. Tem uma função de pré-carregamento para elevar, em especial, as cargas capacitivas para a uma tensão comum e, assim, evitar picos de corrente e tensão durante o processo de comutação. Além disso, o equipamento monitoriza a tensão e a corrente durante a operação e tem uma função de encerramento de três estágios em caso de sobrecorrente, incluindo tempos de encerramento muito rápidos em caso de curto-circuito. Os operadores podem definir os principais parâmetros de forma conveniente através da interface USB. O interruptor também oferece capacidade de rede com uma interface IO-Link.

Conector ArcZero numa instalação de teste na produção automóvel

Conectores DC seguros

Uma diferença decisiva entre a corrente contínua e a corrente alternada é o arco elétrico durante os processos de isolamento em carga. A corrente e a tensão oscilam em aplicações de corrente alternada. Isto significa que as passagens por zero com inversão de polo ocorrem 100 vezes por segundo. Este não é o caso em aplicações de corrente contínua, pelo que um possível arco elétrico não é automaticamente extinto. Nesta configuração da rede elétrica, os danos nos contactos e nos invólucros são maiores e existe um maior risco para os operadores. O conector ArcZero é o único conector do seu tipo que extingue ativamente o arco elétrico de corrente contínua. Funciona com um controlador eletrónico inteligente ativo, que garante um elevado número de ciclos de encaixe. Esta abordagem tecnológica única permitiu a conexão e desconexão frequentes e seguras sob carga e sem arco elétrico 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 Porque é 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

  • Poupança de matérias-primas devido à menor secção do condutor e a menos cabos

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Teremos todo o gosto em apoiá-lo na realização da sua rede DC e aconselhá-lo sobre produtos e soluções.