Dürr stellt neuen Gleichrichter EcoDS MACS für die kathodische Elektrotauchlackierung vor

Der neue Gleichrichter EcoDC MACS (Electrocoating Direct Current Modular Anode Control System) von Dürr für die kathodische Elektrotauchlackierung liefert 50 % mehr Leistung bei gleichem Platzbedarf und ermöglicht so eine flexiblere Gestaltung des Layouts neuer Anlagen sowie eine einfache Kapazitätserweiterung bestehender Anlagen. Der neue Gleichrichter spart außerdem Energie und senkt die Betriebs- und Investitionskosten aufgrund der höheren Effizienz.

Die Elektrotauchlackierung ist in der Automobilfertigung typischerweise der zweite Schritt der Lackierung nach der Vorbehandlung. Bei der Elektrotauchlackierung wird eine Korrosionsschutzgrundierung aufgetragen, indem die Karosserie in ein elektrisch leitfähiges Bad getaucht wird. Damit auch der Innenraum optimal behandelt wird, wird die Karosserie in das Prozessbad getaucht.

Der neue Gleichrichter EcoDC MACS von Dürr für die kathodische Elektrotauchlackierung liefert 50 Prozent mehr Leistung bei gleichem Platzbedarf.

Bisher konnte der Tauchschritt der kathodischen Elektrotauchlackierung bei Verwendung herkömmlicher Thyristorgleichrichter nur in wenige Bereiche aufgeteilt werden. Wenn ein Gleichrichter ausfiel, war ein großer Teil des Beschichtungsstroms nicht verfügbar, was zu einer fehlerhaften Beschichtung und einem unbrauchbaren Körper führte.

Mit EcoDC MACS hat Dürr die bisher großen Thyristorgleichrichter in kleine Gleichrichtermodule aufgeteilt, die jeweils nur einen kleinen Teil des Tanks mit Spannung versorgen. Der Ausfall eines Gleichrichters hat keinen negativen Einfluss mehr auf die Beschichtungsqualität. Da die kleineren Geräte im Vergleich nur einen Bruchteil kosten, reduzieren sich die Investitionen für Ersatzgeräte deutlich.

Ein weiterer Vorteil der Aufteilung in viele kleine Einheiten besteht darin, dass EcoDC MACS kleine Anodengruppen bis hin zur einzelnen Anode steuern kann. Dies ermöglicht eine wesentlich präzisere Spannungsregelung im Tauchbad und ermöglicht optimierte Spannungsprofile – flexibel ausgelegt für viele Karosseriemodelle.

Durch den Ersatz der herkömmlichen IGBT-Module (Insulated-Gate-Bipolartransistor) durch moderne Halbleiter aus Siliziumkarbid (SiC) hat Dürr den Wirkungsgrad des EcoDC MACS auf bis zu 96 % gesteigert. Dies führt zu mehr Leistung bei weniger Abwärme und einem geringeren Kühlluftbedarf, was zu Energieeinsparungen führt.

Eine Beispielrechnung für eine Lackiererei mit 58 Karosserien pro Stunde zeigt, dass der Wirkleistungsunterschied aufgrund des höheren Wirkungsgrades der SiC-Halbleiter bei rund 45 kW liegt. Unter der Annahme von 20 Produktionsstunden pro Tag, 230 Arbeitstagen pro Jahr und einem Strompreis von 0,21 € pro kWh ergibt sich eine Energiekostenreduzierung von mehr als 43.000 € pro Jahr sowie Einsparungen durch verbesserte Netzqualität und minimale Blindleistung .

Eine weitere Neuerung ist der lineare Stromverbrauch, der durch die integrierte Active Front End (AFE)-Technologie ermöglicht wird. Die Technologie gleicht Oberschwingungsströme aus, die im schlimmsten Fall zu Anlagenstillständen und -ausfällen führen können. Durch AFE entfällt die Notwendigkeit, in ein weiteres Kompensationssystem zu investieren, da der Leistungsfaktor auf ≈1 steigt. Darüber hinaus garantiert die aktive Oberschwingungskompensation die Einhaltung der gesetzlichen Grenzwerte für die Versorgungsspannungsqualität.

Außerdem hat Dürr die Datenübertragung vom Gleichrichtermodul zum Steuergerät optimiert. Die Datenübertragung erfolgt nun über eine herkömmliche Profinet- oder Ethernet-IP-Schnittstelle statt über ein spezielles Ringbussystem, was die Fehlersuche vereinfacht und eine höhere Anlagenverfügbarkeit gewährleistet. Auch für Industrie 4.0-Lösungen mit zusätzlichen Diagnosemöglichkeiten ist ein leistungsfähiges Bussystem eine wichtige Voraussetzung.

Mit den neuen SiC-Gleichrichtermodulen sind Anlagenbetreiber optimal auf neue Anforderungen vorbereitet, die sich aus künftigen Lackierungen mit möglicherweise höheren Beschichtungsströmen oder -spannungen ergeben. EcoDC MACS ist für einen höheren Gleichstrom von bis zu maximal 450 V DC und mehr Strom pro Gleichrichtermodus von bis zu 120 A DC ausgelegt.

Die neuen SiC-Gleichrichter wurden bereits in zwei Anlagen installiert und sorgen dort dafür, dass die Anlagen im optimalen Betriebspunkt arbeiten und bestmögliche Beschichtungsergebnisse erzielen. SiC-Gleichrichter ersetzen seit etwa zehn Jahren die auf dem Markt befindliche IGBT-Technologie, können aber auch nachträglich anstelle herkömmlicher Thyristor-Gleichrichter eingebaut werden.

Gepostet am 01. März 2023 in Fertigung, Markthintergrund | Permalink | Kommentare (0)