Mit herkömmlichen Thyristor-Gleichrichtern konnte der Tauchprozess der kathodischen Tauchlackierung (KTL) bislang nur in wenige Bereiche unterteilt werden. Fiel ein Gleichrichter aus, dann fehlte ein großer Teil des Beschichtungsstroms. Die Folgen: fehlerhafte Beschichtung und eine unbrauchbare Karosserie. Diese Gefahr besteht bei EcoDC MACS nicht mehr, denn Dürr unterteilte die ehemals großen Thyristor-Gleichrichter in viele kleine Gleichrichtermodule, die jeweils nur einen kleinen Abschnitt des Tauchbades mit Spannung versorgen. Sollte ein Gleichrichter ausfallen, beeinträchtigt das die Beschichtungsqualität nicht mehr. Da die kleineren Einheiten im Vergleich nur einen Bruchteil kosten, reduziert sich der Invest für Ersatzeinheiten signifikant.
Ein weiterer Vorteil der Aufteilung in viele kleine Einheiten: EcoDC MACS steuert kleine Anodengruppen bis hin zur Einzelanode an. Dadurch kann die Spannung im Tauchbecken sehr viel genauer reguliert werden und ermöglicht optimierte Spannungsprofile – flexibel ausgelegt für vielfältige Karosseriemodelle.
Höherer Wirkungsgrad durch Siliziumkarbid-Halbleiter
Dürr steigert den Wirkungsgrad von EcoDC MACS auf bis zu 96 Prozent, indem die herkömmlichen IGBT-Module durch moderne Halbleiter aus Siliziumkarbid (SiC) ersetzt werden. Das bewirkt mehr Leistung bei weniger Abwärme und geringerer Kühlluftzufuhr und somit Energieeinsparungen, wie eine Beispielrechnung für eine Lackieranlage mit 58 Karosserien pro Stunde belegt: Die Differenz der Wirkleistung durch den höheren Wirkungsgrad der SiC-Halbleiter beträgt während des Betriebs ca. 45 kW. Werden 20 Produktionsstunden täglich und 230 Arbeitstage pro Jahr unterstellt, ergibt sich bei einem Strompreis von 0,21 Euro pro kWh eine Reduktion der Energiekosten von mehr als 43.000 Euro pro Jahr. Hinzu kommen Einsparungen aufgrund der besseren Netzqualität und damit minimalen Blindleistung.
Aktive Oberwellenkompensation
Eine weitere Neuheit: die lineare Stromaufnahme durch die integrierte Active Front End (AFE) Technologie. Die Technologie gleicht Oberwellenströme aus, die im schlechtesten Fall zur Abschaltung und zu Stillständen von Anlagen führen konnten. AFE macht Investitionen in eine zusätzliche Kompensationsanlage überflüssig, da der Leistungsfaktor auf ≈1 erhöht wird. Zudem garantiert die aktive Oberwellenkompensation die Einhaltung der gesetzlichen Grenzwerte für die Netzspannungsqualität.
Vereinfachte Fehlersuche
Dürr hat auch die Datenübertragung vom Gleichrichter-Modul an die Steuerungseinheit optimiert. Während dafür bisher ein spezielles Ringbussystem benutzt wurde, werden Daten jetzt über eine marktübliche Profinet- oder Ethernet-IP-Schnittstelle übertragen. Das vereinfacht die Fehlersuche und gewährleistet eine höhere Anlagenverfügbarkeit. Die Verwendung eines leistungsfähigen Bussystems ist auch eine wichtige Voraussetzung für Industrie-4.0-Lösungen mit zusätzlichen Diagnosemöglichkeiten.
Höhere Spannung für neue Lacke möglich
Mit den neuen SiC-Gleichrichter-Modulen sind Anlagenbetreiber bestens auf neue Anforderungen vorbereitet, denn zukünftige Lacke erfordern möglicherweise höhere Beschichtungsströme oder -spannungen. EcoDC MACS ist für eine höhere Gleichspannung von maximal 450 V DC und für mehr Strom pro Gleichrichtermodus bis maximal 120 A DC ausgelegt.
Die neuen SiC-Gleichrichter sind bereits in zwei Anlagen verbaut. Dort ermöglichen sie den Anlagenbetrieb im optimalen Betriebspunkt und führen zu einem bestmöglichen Beschichtungsergebnis. SiC-Gleichrichter ersetzen die seit etwa zehn Jahren auf dem Markt befindliche IGBT-Technologie, können aber auch für konventionelle Thyristor-Gleichrichter nachgerüstet werden.
