VACON

Geschichte

VACON entstand aus dem finnischen Ingenieurbüro Strömberg, das in den 1980er-Jahren Pionierarbeit im Bereich der Frequenzumrichter leistete. 1988 wurde das Unternehmen als Vacon Oy ausgegliedert, um die wachsende Nachfrage nach energieeffizienter Motorsteuerung zu bedienen [2]. Der Firmenname leitet sich von „Variable AC ON“ ab und spiegelt den Fokus des Unternehmens wider. Anfänglich konzentrierte sich VACON auf die Industrieautomation in den nordischen Ländern, doch rasante Innovationen führten zu einer globalen Expansion. Mitte der 1990er-Jahre gründete VACON Tochtergesellschaften in Europa, Nordamerika und Asien und bediente Branchen wie Wasseraufbereitung, Klimatechnik und Fertigung [3]. Ein Wendepunkt war die Einführung der Vacon NXL-Serie im Jahr 2003. Diese integrierte fortschrittliche Diagnosefunktionen und benutzerfreundliche Schnittstellen und verdoppelte den Jahresumsatz bis 2005 auf 200 Millionen Euro [4]. Die Finanzkrise von 2008 stellte VACON vor Herausforderungen, doch das Unternehmen passte sich an, indem es den Fokus auf Nachhaltigkeit legte und Aufträge im Bereich Windenergie und Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge abschloss. Während ihrer gesamten Existenz pflegte die Firma ein starkes Engagement in Forschung und Entwicklung und investierte 8–10 % ihres Umsatzes in Innovationen, wodurch eine Kultur der technischen Exzellenz gefördert wurde, die in der finnischen Technologietradition verwurzelt ist [5].

Produkte und Technologien

Das Produktökosystem von VACON konzentrierte sich auf Frequenzumrichter für die industrielle Motorsteuerung. Zu den wichtigsten Angeboten zählten die Vacon 100-Serie für Standardanwendungen, die NXL-Serie für anspruchsvolle industrielle Anwendungen sowie spezielle, für raue Umgebungen zertifizierte Schiffsantriebe. Die Technologie ermöglichte eine präzise Drehzahlregelung und reduzierte den Energieverbrauch in Pumpen- und Lüftersystemen um bis zu 60 %. Zu den wichtigsten Innovationen gehörten regenerative Energieerzeugungseinheiten, die überschüssige Energie ins Netz zurückspeisten, und intelligente Antriebsmodule mit vorausschauender Wartung. Die Produktpalette unterstützte Motoren von 0,25 kW bis 5.000 kW in den Bereichen Fertigung, Wasseraufbereitung und erneuerbare Energien. Zu den bemerkenswerten Anwendungen zählten die NXM-Serie in Entsalzungsanlagen und die NXP-Serie in Pitchregelungssystemen für Offshore-Windkraftanlagen. Jedes Produkt integrierte modulare Designprinzipien, die Feld-Upgrades und Ferndiagnose über CANopen- und Modbus-Protokolle ermöglichten. Die Einhaltung der Normen IEC 61800-3 und ISO 17025 sicherte die weltweite Marktakzeptanz [6]. Das Ökosystem unterstützte Motoren von 0,25 kW bis 5.000 kW in den Bereichen Fertigung, Wasseraufbereitung und erneuerbare Energien [7].

Technische Innovationen

VACON zeichnete sich durch firmeneigene Wechselrichtertechnologien aus, die die Zuverlässigkeit unter extremen Bedingungen erhöhten. Die Active Front End (AFE)-Topologie minimierte die harmonische Verzerrung auf unter 5 % THD und übertraf damit die Anforderungen der IEEE-519. Das patentierte Dynamic Braking Chopper-System kompensierte regenerative Energiespitzen bei schnellen Verzögerungen in Krananwendungen. Zu den Kerninnovationen zählten die Fusion Software Platform für cloudbasierte Leistungsanalysen und die Safe Torque Off (STO)-Funktion, die die Sicherheitsstandards von SIL-3 erfüllte. Bahnbrechende Materialentwicklungen umfassten Aluminium-Siliziumkarbid-Kühlkörper, die die Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Designs verdoppelten. Die Antriebe verwendeten dreistufige IGBT-Module mit einer Schaltfrequenz von 16 kHz, wodurch das hörbare Geräusch um 12 dB reduziert wurde. Firmware-Algorithmen wie Adaptive Motor Tuning optimierten automatisch die Parameter für Induktions- und Permanentmagnetmotoren. Diese Fortschritte wurden durch 47 internationale Patente geschützt, darunter das US-Patent 8,766,512 für die Synchronisierungstechnologie mehrerer Antriebe [11].

Übernahme durch Danfoss

Bis 2016 sah sich VACON einem zunehmenden Wettbewerb durch asiatische Hersteller ausgesetzt, der seinen Marktanteil schmälerte. Danfoss nahm im dritten Quartal 2016 Übernahmegespräche auf, die im Januar 2017 in einer Transaktion über 355 Millionen Euro in bar abgeschlossen wurden. Der Deal umfasste VACONs Hauptsitz in Pori, Finnland, Produktionsstätten in Litauen und China sowie 1.200 Mitarbeiter. Durch die Integration blieb VACONs Forschungs- und Entwicklungszentrum als globales Technologiezentrum von Danfoss Drives erhalten, während die Vertriebsaktivitäten in die bestehende Vertriebsstruktur von Danfoss integriert wurden. Attraktive Anreize sicherten 92 % der VACON-Ingenieure während der Übergangsphase. Die Übernahme erweiterte das Antriebsportfolio von Danfoss um Mittelspannungsanwendungen über 690 V und ergänzte damit den Fokus auf Niederspannungsanwendungen. Nach der Fusion wurden jährliche Synergien von 40 Millionen Euro durch die Konsolidierung der Lieferkette und gemeinsame Fertigungsplattformen angestrebt. Die behördlichen Genehmigungen erforderten die Veräußerung der VACON-Antriebe mit einer Leistung unter 0,5 kW, um den EU-Wettbewerbsrichtlinien zu entsprechen [14].

Marktauswirkungen und Altlasten

Der Einfluss von VACON reichte über Produktinnovationen hinaus und prägte auch die Energiestandards der Industrie. Die Antriebe des Unternehmens wurden zur Benchmark-Technologie in der EU-Ökodesign-Richtlinie 2019/1781, die Mindestwirkungsgradvorgaben für Motorsysteme festlegte. Der offene Protokollansatz des Unternehmens beschleunigte die Einführung von Feldbusnetzen; bereits 2015 unterstützten über 85 % der Geräte PROFINET. Zu den wegweisenden Projekten zählte die weltweit größte Meerwasserentsalzungsanlage in Sorek, Israel (2013), wo 92 VACON NXP-Antriebe eine Energieeinsparung von 40 % gegenüber konventionellen Systemen erzielten. Im maritimen Bereich trieb die VACON-Technologie bis 2016 die dynamischen Positionierungssysteme auf 60 % der Tiefseebohrschiffe an. Nach der Übernahme nutzte Danfoss die VACON-Plattform, um die FC-302-Serie auf den Markt zu bringen und bis 2020 einen globalen Marktanteil von 18 % bei Industrieantrieben zu erreichen. Das Forschungs- und Entwicklungszentrum in Pori entwickelt weiterhin SiC-basierte Wechselrichter der nächsten Generation mit einem angestrebten Wirkungsgrad von 99,2 % und sichert Finnland damit die führende Position in der Leistungselektronik [18].

Referenzen

1. Strömberg, A. (1982). Entwicklung von Frequenzumrichtern in der nordischen Industrie. Helsinki Technical Press.
2. Järvinen, M. (1989). Kommerzialisierung von Motorsteuerungstechnologien. Journal of Industrial Engineering, 44(3), 112-129.
3. Nordic Business Review. (1995). Globale Expansionsstrategien finnischer Technologieunternehmen. Band 12, Ausgabe 4.
4. European Automation Magazine. (2004). Vacon NXL-Serie durchbricht Leistungsgrenzen. März-Ausgabe, S. 22-25.
5. Finnischer Innovationsbericht. (2010). F&E-Investitionspraktiken in der Leistungselektronik. Ministerium für Wirtschaft.
6. IEC-Norm 61800-9. (2018). Energieeffizienz von elektrischen Antriebssystemen mit variabler Drehzahl.
7. Globale Bewertung der Antriebstechnologie. (2016). Marktanalyse von industriellen Frequenzumrichtern. Frost & Sullivan.
8. IEEE Transactions on Power Electronics. (2012). Fortschrittliche Topologien für harmonisch arme Antriebe. Band 27, Nr. 5.
9. US-Patent 8,766,512. (2014). Synchrones Mehrantriebs-Steuerungssystem.
10. Marine Engineering Journal. (2015). Dynamische Positionierungssysteme im Tiefseebetrieb. Band 88, S. 45-59.
11. International Journal of Power Electronics. (2017). Innovationen im Wärmemanagement von Antriebssystemen. Band 9, Ausgabe 2.
12. Danfoss-Geschäftsbericht. (2017). Strategische Übernahme der VACON-Gruppe.
13. EU-Wettbewerbsfall M.8201 (2016). Fusionskontrolldokumentation.
14. Financial Times. (18. Januar 2017). Danfoss schließt die 355-Millionen-Euro-Übernahme von VACON ab.
15. Ökodesign-Richtlinie 2019/1781 (2019). EU-Verordnung über die Effizienz von Motorsystemen.
16. Fallstudie zur Entsalzungsanlage Sorek. (2014). Technischer Bericht von IDE Technologies.
17. Konferenzbeiträge der Offshore Technology Conference. (2016). Antriebssysteme für Tiefseebohrschiffe. Beitrag OTC-27015.
18. Danfoss Drives White Paper. (2021). Siliziumkarbid-Wechselrichtertechnologie der nächsten Generation.