Neue Leistungssteller steigern Energieeffizienz und Stabilität elektrischer Prozesswärme
Steigende Energiepreise und Klimavorgaben zwingen energieintensive Industrien wie Metall, Glas, Papier oder Zement zu effizienteren thermischen Prozessen. Mit der Stellerserie Jumo TYA HL30x bringt der Hersteller drei Varianten von Thyristor-Leistungsstellern auf den Markt, die elektrische Prozesswärme präzise und lastgerecht regeln und so Energieverbrauch, Produktqualität und Betriebssicherheit verbessern sollen.
Thyristor-Leistungssteller passen sich Netzschwankungen und Lasttypen an und schützen Heizelemente vor Überlastung.
Die industrielle Prozesswärme steht vor einem grundlegenden Wandel. Steigende Energiepreise, volatile Energiemärkte und Klimavorgaben erhöhen den Druck auf produzierende Unternehmen. Bis 2030 sollen je nach Branche die Kohlendioxid-Emissionen (CO2-Emissionen) um bis zu 65% reduziert werden, 2045 gilt in Deutschland die Klimaneutralität als erklärtes Ziel. Besonders energieintensive Industrien wie Metall, Glas, Papier oder Zement stehen daher vor der Aufgabe, ihre thermischen Prozesse effizienter zu gestalten. Elektrische Prozesswärme gilt dabei als zentrale Zukunftstechnologie – vorausgesetzt, sie wird präzise, lastgerecht und mit geeigneter Leistungselektronik geregelt.
Herausforderungen bei der Leistungsregelung
Viele industrielle Wärmeprozesse arbeiten bislang mit unpräziser oder träger Leistungsregelung. Mechanische Schütze, lange Zeit Standard der Elektrowärmetechnik, stoßen an ihre Grenzen: Hohe Einschaltströme, Verschleiß, geringe Diagnosemöglichkeiten und unzureichende Energieeffizienz sind die Folge. Netzschwankungen, unterschiedliche Lastcharakteristiken und die Alterung von Heizelementen erschweren zusätzlich eine konstante Temperaturführung. Das Ergebnis sind instabile Prozesse, Schwankungen in der Produktqualität und unnötig hohe Energie- und Betriebskosten.
Leistungssteller kompensieren Netzschwankungen in Echtzeit, passen sich unterschiedlichen Lasttypen an und schützen Heizelemente vor thermischen oder elektrischen Überlastungen. Regelungsarten wie U² (Spannungsregelung), I² (Stromregelung) und P (Leistungsregelung) ermöglichen eine bedarfsgerechte Ansteuerung ohmscher und nichtlinearer Lasten. Softstart-Mechanismen reduzieren Einschaltströme, Impulsgruppen- oder Phasenanschnittbetrieb passen die Leistung dynamisch an.
Drei Varianten für unterschiedliche Lastanforderungen
Mit der Stellerserie Jumo TYA HL30x bringt der Hersteller eine Plattform mit drei Varianten auf den Markt. Der einphasige TYA HL301 ist für nichtlineare Lasten wie Transformatoren oder induktive Komponenten ausgelegt und verfügt über eine integrierte Oszilloskopfunktion für Echtzeiteinblicke in das Regelverhalten. Der dreiphasige TYA HL302 arbeitet in einer Sparschaltung, die nur zwei steuernde Phasen einsetzt und für Lasten mit geringem Temperaturkoeffizienten reduzierte Verlustleistung, eine kompaktere Bauweise und Kostenvorteile gegenüber vollwertigen Drei-Phasen-Stellern bietet. Der dreiphasige TYA HL303 ist für anspruchsvolle nichtlineare Lasten wie Infrarot-Strahler (IR-Strahler), Transformatoren und induktive Lasten entwickelt; Softstart und AlphaStart reduzieren Einschaltströme, Setup-Tools vereinfachen die Inbetriebnahme.
Vorteile für Betrieb und Instandhaltung
Die kompakte Baugröße der Serie reduziert den benötigten Platz im Schaltschrank. Eine Top-Bottom-Verdrahtung minimiert Kabellängen, vereinfacht die Installation und verringert Montagezeiten und Fehlerquellen. Verschiedene Feldbusschnittstellen ermöglichen die Integration in unterschiedliche Automatisierungsumgebungen, von speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) bis zu Industrial-Internet-of-Things-Systemen (IIoT-Systemen). Eine optionale Prozessdatenaufzeichnung erlaubt eine Analyse von Regelverhalten, Prozessstabilität und Temperaturverläufen, wodurch Unregelmäßigkeiten frühzeitig erkannt werden können. Ein integrierter Energiezähler erfasst den Energieverbrauch und ermöglicht eine Zuordnung der Prozesskosten zu Produkten, Chargen oder einzelnen Produktionsschritten.
