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Kondensator

Zwischenkreiskondensatoren für das Induktionslöten

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Weil bei den Generatoren für das Induktionslöten der Idea GmbH hohe Rippelfrequenzen auftreten, müssen Zwischenkreiskondensatoren die benötigte Gleichspannung ausgleichen und stabilisieren. Der Hersteller entschied sich für CX-Kondensatoren von FTCAP, weil sie keine eigenparasitären Induktionen mitbringen.

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Bei den Generatoren der IDEA GmbH kommen CX-Kondensatoren von FTCAP zum Einsatz – unter anderem, weil sie keine eigenparasitären Induktionen mitbringen.
Bei den Generatoren der IDEA GmbH kommen CX-Kondensatoren von FTCAP zum Einsatz – unter anderem, weil sie keine eigenparasitären Induktionen mitbringen.
(Bild: FTCAP)

Hocheffiziente Energiequellen für induktive Erwärmungsaufgaben – damit beschäftigt sich die Idea GmbH. „Bei diesem Prozess wird mit Hilfe eines elektromagnetischen Wechselfelds ein elektrisch leitfähiger Körper erwärmt“, erläutert Hubertus Jehnert, Geschäftsführer bei der Idea GmbH. „Typische Anwendungen sind das Härten, Löten, Schrumpfen, Anlassen, Glühen, Schweißen, Schmieden und Schmelzen.“ Das Unternehmen konzentriert sich vor allem auf das induktive Löten und Härten. Basis für beide Einsatzbereiche sind spezielle Generatoren, die als Energiequelle für die jeweilige Applikation dienen. Die Idea-Generatoren wurden speziell für die induktive Erwärmung in IGBT-Technologie konzipiert und verfügen über einen sehr hohen Grad an Modularität, sodass sich kundenspezifische Sonderlösungen schnell und unkompliziert realisieren lassen. Eine automatische Frequenz- und Impedanzanpassung ermöglicht einen effizienten Betrieb. Nicht zuletzt überzeugen die Generatoren mit hochmodernen volldigitalisierten Steuerungen und einem sehr hohen Anpassbereich.

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Zwischenkreiskondensatoren für den Dauerbetrieb

Die Idea GmbH brachte ihre Generatoren erstmals im Jahr 2009 auf den Markt. Von Anfang an mit dabei waren Zwischenkreiskondensatoren des Husumer Herstellers FTCAP. „Der Frequenzumrichter in den Generatoren wird mit Gleichspannung betrieben“, erklärt Hubertus Jehnert. „Die Zwischenkreiskondensatoren glätten und stabilisieren die Gleichspannung und reduzieren somit ihre Restwelligkeit.“ Letzteres war eine wichtige Anforderung an die verwendeten Produkte, denn in der vorliegenden Anwendung sind die Kondensatoren direkt an einen ungesteuerten Gleichrichter angeschlossen. Das bedeutet, dass in der Gleichspannung unter Umständen auch einmal eine höhere Welligkeit vorkommt, die die Kondensatoren zuverlässig ausgleichen müssen – und zwar im Dauerbetrieb. „Hier trennt sich die Spreu vom Weizen, denn das können nicht alle Kondensatoren leisten“, betont Hubertus Jehnert. Für die Kondensatoren von FTCAP sei das jedoch kein Problem.

Zudem erfüllen sie auch alle weiteren Anforderungen von Idea: Zum Beispiel eine möglichst kompakte Bauform, denn der Platz in den Generatoren ist knapp. Außerdem muss die Lage der elektrischen Anschlüsse in die Form des Energieflusses passen. Last but not least sind die elektrischen Parameter wie eine hohe Spannungstragfähigkeit und Kapazität von großer Relevanz.

Gut zu kühlen und niederinduktiv

In den Idea-Generatoren kommen Kondensatoren der Coax-Cap-(CX-)Baureihe von FTACP zum Einsatz. Sie sollen sich neben einer hohen Stromtragfähigkeit auch durch gute Selbstheilungseigenschaften auszeichnen. „Wenn wirklich einmal ein kleiner Durchschlag stattfindet, ist das Gerät nicht gleich defekt“, sagt Hubertus Jehnert. Die plangefräste Bodenseite gewährleiste eine optimale Wärmeanbindung an die Montagefläche – die Kondensatoren ließen sich somit optimal kühlen, was wiederum in einer langen Lebensdauer resultiere.

Im vorliegenden Anwendungsfall ermöglicht dieses Feature den Dauerbetrieb der Idea-Generatoren: Die auf der Grundplatte montierten Kondensatoren werden mit einem thermisch leitfähigen Wachs unterschichtet und über dieses gekühlt.

Der besonders aufwändig gestaltete Innenaufbau der CX-Kondensatoren hat eine technische Besonderheit aufzubieten: In der sogenannten koaxialen Bauart wird eine besonders niederohmige Rückleitung von der unteren Wickelseite zum obenliegenden Anschlussterminal hergestellt. „Es entsteht eine Abschirmung, die eine außergewöhnlich niedrige Eigeninduktivität (ESL) bewirkt“, erläutert André Tausche, Geschäftsführer von FTCAP. „Sie macht diesen Kondensator auch bei hohen Rippelfrequenzen oder Impulsentladungen zu einer guten Wahl.“ Die Niederinduktivität war auch für die Idea GmbH entscheidend: Nachdem in den Generatoren systembedingt ohnehin Rippel in Bereich von mehreren Kilohertz auftreten, sollten die Kondensatoren möglichst geringe eigenparasitäre Induktionen mitbringen.

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Flexibel anpassbare und einfach zu montierende Kondensatoren

Die Coax-Cap-Kondensatoren werden aus verlustarmem Polypropylen-Film gewickelt. Zwei massive Messing-Terminals mit jeweils 16 mm Durchmesser sorgen für eine hohe Stromtragfähigkeit. Sie sind entweder mit M8-Gewindebolzen oder als M6-Innengewinde verfügbar, wobei sich auch hier Sonderformen realisieren lassen. Für besondere Anwendungen, z.B. wenn mehrere Kondensatoren dieses Typs über einen niederinduktiven Busbar miteinander verschaltet werden sollen, kann FTCAP zudem Anschlüsse in jeweils unterschiedlichen Höhen umsetzen. Das vereinfacht die Montage und vermeidet unnötige Übergangswiderstände, die sich durch die üblicherweise verwendeten Unterlegscheiben ergeben würden.

Kundenspezifische Anpassungen von Kondensatoren gehört zum Dienstleistungsangebot von FTCAP. Als einer der letzten Hersteller fertigt das Husumer Unternehmen all seine Produkte in Deutschland. „Die Kommunikation ist viel einfacher, wenn man einen deutschen Ansprechpartner hat“, weiß Hubertus Jehnert. „Das ist für uns ein deutlicher Pluspunkt.“

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