Hintergrund für das seit Juli 2016 laufende  Forschungsprojekt ist, dass Gleichstrom als zukünftige Schlüsseltechnologie zur Integration regenerativer Energiequellen in die Produktion gilt und sich damit aufwändige Energieumwandlungen - wie sie bei den heute üblichen AC-Netzen zwangsläufig erforderlich sind - vermeiden lassen. Ein weiterer Nutzen von ‚DC-Industrie‘ in der Industrie wird unter anderem im Energieverbund der angeschlossenen Geräte untereinander gesehen, weil sich hier beim Bremsen entstandene Energie wieder einspeisen lässt. Ein Thema, das für Danfoss nicht neu ist: Bereits seit geraumer Zeit hat der dänische Antriebstechnik-Hersteller eine Reihe an Produkten oder Systemen für DC-Netze mit verbundenem Zwischenkreis im Markt – zum Beispiel für den Einsatz in elektrischen DC-Netzen an Bord von Schiffen. Der entsprechende Produkt-Baukasten basiert auf der Vacon-Umrichterfamilie und reicht von der Motor-/Generatoranwendung bis hin zum ‚DC Guard‘ als extrem schnelle Abschalteinrichtung.

Daneben bringt Danfoss nun zwei weitere Antriebsansätze mit Servo- sowie Getriebemotoren in den Markt, die den Grundansatz von ‚DC Industrie‘ ebenfalls bereits umsetzen. Zum einen FlexMotion - ein Konzept für die Verknüpfung von Servoantrieben untereinander. Es besteht aus der zentralen Versorgungseinheit MSD, die den Wechselstrom in Gleichstrom wandelt, und den Servoantrieben ISD 510 (integriert) oder DSD 510 (dezentral). Zum anderen FlexConcept Advanced – eine Lösung, die mittels Gleichstrom-Kopplung (Load Sharing) einen DC-Verbund mit intelligenten Getriebemotoren für eine Vielzahl an Anwendungen ermöglicht. „Im Vorjahr waren die Baukästen noch Konzept, heute sind sie Realität und ab Mitte 2019 lieferbar“, so Per Boysen, Direktor Produktentwicklung Servoantriebe bei Danfoss Drives in Bruchsal.

Die genannten Systeme befinden sind Boysen zufolge nach der Klassifizierung des DC-Industrie-Projektes auf dem Level ‚Basisverbund ohne übergeordnetes Netzmanagement‘. Gleichwohl setzen diese Antriebslösungen mit ihrer durchgängigen Gleichspannungsversorgung ohne nennenswerte Übertragungsverluste sowie einem Energieaustausch zwischen den angeschlossenen Motoren den Grundansatz von DC-Industrie bereits um.

Die Vorteile für den Maschinenbau

Auf die Frage, welche Vorteile die DC-Technologie speziell für den Maschinen- und Anlagenbau bieten kann, entgegnet Boysen: „Unter anderem reduziert sich der Installationsaufwand deutlich. Da die zentralen Schaltschränke mit ihren Umrichtern samt Verkabelung bis zum Motor entfallen und nur sehr kleine Leistungsschränke mit PLC, Hauptverteilung, Vorsicherungen und Netzdrosseln an der Anwendung notwendig sind, fallen Schalträume hier deutlich kleiner aus.“ Zudem könne der Energieverbrauch durch DC-Technologie in geeigneten Anwendungen mit vielen parallelen Brems- und Beschleunigungszyklen reduziert werden, und das dauerhaft. Boysen hierzu: „Das Betreiben von mehreren Antrieben in einem per DC-Link zusammengeführten Verbund erlaubt ein perfektes Load-Sharing. Hierbei nutzen motorisch laufende Antriebe die generatorisch eingespeiste Energie von bremsenden Motoren, was das System sehr effizient macht. Im Prinzip muss durch die aktiv zwischen generatorisch und motorisch arbeitenden Motoren ausgetauschte Energie nur die Differenzenergie für den Prozess eingespeist werden.“

Was die Umsetzung betrifft, steht das  Thema ‚DC Industry‘ zwar noch ganz am Anfang; ungeachtet dessen lasse sich aber festhalten: „VLT FlexMotion oder auch FlexConcept Advanced sind  relativ einfach als Insellösung auch innerhalb einer klassisch installierten Fabrikanlage einsetzbar und der Anwender kann somit eine für diese Lösung geeignete Maschine heute schon wie beschrieben aufbauen, ohne seine Gesamtanlage auf DC-Technik umrüsten zu müssen.“