Als im Jahr 2016 bei BMW der Startschuss fiel, um den Einsatz von Gleichstromtechnologie in einer Produktionszelle im Werk Dingolfing zu erforschen, konnte Phoenix Contact dank seines Lösungsportfolios schnell unterstützen. „Durch langjährige kooperative Zusammenarbeit steht Phoenix Contact dem Projektteam von BMW mit Produkten und Lösungen für die Planungs- und Projektierungsarbeiten zur Seite. Das bestehende und stetig wachsende DC-Produktportfolio wird gerne angenommen und durch praktische Anwendungen final optimiert“, berichtet Manfred Klotz, Industrie- und Key Account Manager Automotive bei Phoenix Contact.
Von der Theorie in die Praxis
Um eine Gleichstrom-Infrastruktur in einer Produktionsumgebung aufzubauen, muss zunächst das öffentliche AC-Netz in ein DC-Netz umgewandelt werden. Mit den Produkten aus dem Bereich High Power Systems (HPS) von Phoenix Contact gelingt dies denkbar einfach. Dass sich die Module zu einer Gesamtleistung von bis zu 1.5MW anpassen lassen, sorgt für eine hohe Flexibilität. Das Einsatzspektrum der HPS-Module ist darüber hinaus weitaus größer. Die Geräte im 19″-Format binden die verschiedenen DC-Teilnetze wie die PV-Anlage, Beleuchtung oder die DC-Ladeinfrastruktur an den übergeordneten DC-Bus an. Durch den weiten Ausgangsspannungsbereich von 30 bis 1000VDC ist es zudem möglich, das gesamte DC-Netz ‚langsam‘ hochzufahren. Die Leistungsparameter der Module sind über die PLC Next Plattform von Phoenix Contact einfach zu parametrieren. Dadurch sollen in Zukunft die einzelnen DC-Sektoren netzdienlich miteinander gekoppelt werden.
Stromversorgung und Leistungsschalter
Wird eine 24VDC Hilfsversorgungsspannung benötigt, können die DIN-Rail-Stromversorgungen Quint Power der 4. Generation eingesetzt werden. Sie überzeugen durch einen weiten DC-Eingangsbereich, welcher sich von 450 bis 900VDC erstreckt. In der Leistungsklasse von 240 bis 960W lassen sich die individuellen Lasten versorgen. Das Schalten und das Schützen sowie das Vorladen von DC-Sektoren an einer bestehenden DC-Infrastruktur sind technische Herausforderungen, für die Phoenix Contact heute schon die richtige Antwort hat. Der DC-Leistungsschalter Contactron ELR HDC ist genau für diese Anwendungen entwickelt worden. Er verfügt über eine Vorladefunktion, um insbesondere kapazitive Lasten auf eine gemeinsame Spannung zu heben und so Strom- und Spannungsspitzen während des Schaltvorgangs zu verhindern. Weiterhin überwacht das Gerät Spannung und Strom während des Betriebs und verfügt im Fall von Überstrom über eine dreistufige Abschaltfunktion, bis hin zu sehr schnellen Abschaltzeiten bei Kurzschluss. Der Bediener kann die wesentlichen Parameter bequem per USB-Schnittstelle einstellen. Außerdem bietet der Schalter Netzwerkfähigkeit mit einer IO-Link-Schnittstelle.
Ohne Lichtbogen im Gleichstromnetz
Ein entscheidender Unterschied zwischen Gleich- und Wechselstrom ist der Lichtbogen bei Trennvorgängen unter Last. Bei Wechselstromanwendungen oszillieren Strom und Spannung. Es kommt somit 100-mal in der Sekunde zu Nulldurchgängen mit Polumkehr. In Gleichstromanwendungen ist dies nicht der Fall, sodass ein möglicher Lichtbogen nicht automatisch gelöscht wird. In dieser Netzform sind die Schäden an Kontakten und Gehäusen größer und es besteht ein größeres Risiko für den Bediener. Der ArcZero-Stecker ist der einzige Stecker seiner Art, der den Gleichstromlichtbogen aktiv löscht. Er arbeitet nicht passiv z.B. mit Opferkontakten, sondern mittels einer aktiven intelligenten elektronischen Steuerung, was für eine hohe Anzahl Steckzyklen sorgt. Durch diesen einzigartigen technologischen Ansatz ist das häufige und sichere Stecken und Ziehen unter Last ohne Lichtbogen in Gleichstromnetzen möglich geworden.