Phoenix Contact / Hutschienen-Netzteil Power allein reicht nicht

In dezentralen Anwendungen mit Leistungen bis 100 W erfährt man kaum etwas über den Status des Netzgerätes, wenn man nicht direkt vor Ort ist. Viele Applikationen erfordern aber präventive Monitoring-Lösungen und langlebige Geräte, um Wartungskosten und Anlagenverfügbarkeit zu optimieren.

Eine der Situation angemessene Signalisierung des jeweiligen Status ist in Anwendungen unumgänglich, in denen Geräte zuverlässig funktionieren müssen, weil jeder Serviceeinsatz hohe Kosten verursacht. Die Stromversorgungen der vierten Generation der Baureihe Quint Power von Phoenix Contact ermöglichen erstmals den Einsatz von präventiver Funktionsüberwachung und hohen Leistungsreserven im Leistungsbereich bis 100 W. Diese Funktionen waren bislang nur leistungsstärkeren Geräten vorbehalten. Eingesetzt werden derartige Stromversorgungen dezentral in kleinen Schaltkästen in zahlreichen Applikationsfeldern: Maschinen- und Anlagenbau, Wind- und Prozessindustrie, Infrastruktur-Projekte und Schiffbau, um die wichtigsten zu nennen.

Die Quint-Power-Geräte verfügen über einen aktiven Transistor-Signalausgang, dessen Funktion sich mittels Drehwahlschalter ändern lässt (Bild 1). Abhängig von der Schalterstellung lassen sich drei verschiedene Ausgangsleistungsschwellen PThr auswerten. Die Leistungsschwelle PThr > 50 % eignet sich, um in einem redundanten Aufbau kritische Situationen frühzeitig zu erkennen. Im redundanten Aufbau versorgen zwei Stromversorgungen mit jeweils maximal die halbe Nenn-Ausgangsleistung parallel eine Last, um im Fehlerfall eines Gerätes die Last mit dem verbleibenden Gerät immer noch sicher zu versorgen. Durch die Auswertung der Leistungsschwelle von 50 % ist sofort zu erkennen, wenn nur noch eine Stromversorgung die Last versorgt. Somit kann in weit entlegenen Anlagen rechtzeitig ein Serviceeinsatz erfolgen, um einen Anlagenstillstand zu vermeiden.

Außerdem gibt es noch die Leistungsschwelle PThr > 75 %, um auszuwerten, ob die Stromversorgung passend dimensioniert ist, sowie eine Leistungsschwelle mit PThr > 100 %, die signalisiert, dass sich die Stromversorgung im Überlastbetrieb befindet. Sollte dieser Zustand andauern, kann der Anwender ableiten, dass die Stromversorgung bislang für diesen Einsatz zu klein dimensioniert ist. Er kann dann rechtzeitig auf die nächst größere, leistungsstärkere Stromversorgung umstellen, ohne dass es zwischenzeitlich zu einem Fehler in der Anlage kommt. Neben der präventiven Funktionsüberwachung der Leistungsschwellen wird die anstehende Ausgangsspannung per Signalausgang mit dem Signal »DC OK« ausgewertet.

Zusätzlich zum einstellbaren Signalausgang gibt es an der Stromversorgung zwei LEDs (Bild 1). Leuchtet die LED »DC OK« grün, so ist die Ausgangsspannung voll da. Blinkt diese LED, so ist die Ausgangsspannung unter 90 % des am Potenziometer eingestellten Werts abgefallen. Dadurch weiß der Anwender sofort, dass die Stromversorgung aufgrund der U/I-Ausgangskennlinie noch einen Ausgangsstrom treibt, die Ausgangsspannung aber zum Beispiel aufgrund eines Kurzschlusses in der Verdrahtung zur Last oder durch einen enormen Überlastbetrieb eingebrochen ist. Leuchtet LED »POut > PThr« gelb, ist die per Drehwahlschalter ausgewählte Leistungsschwelle PThr überschritten. Somit sieht der Anwender beispielsweise bei der Inbetriebnahme an den beiden LEDs, in welchem Zustand sich die Stromversorgung befindet, ohne mit einem Multimeter am Ein- oder Ausgang nachmessen zu müssen.

Starke Leistungsreserven

Die neuen Stromversorgungen für den niedrigen Leistungsbereich bieten eine statische Reserve von 125 Prozent der Nennausgangsleistung, die dauerhaft bis zu einer Umgebungstemperatur von +40 °C abgerufen werden kann. Somit kann die Stromversorgung mit 1,3 A Nennausgangsstrom kontinuierlich einen Strom von 1,63 A zur Verfügung stellen. Dadurch lassen sich ohne den Austausch der Stromversorgung in einer Anlage weitere Verbraucher ergänzen, ein direkter Umstieg auf ein leistungsstärkeres Produkt ist also nicht erforderlich.

Neben der statischen Leistungsreserve verfügt die Quint Power über eine dynamische Reserve von bis zu 200 Prozent der Nennausgangsleistung für eine Dauer von fünf Sekunden. Dadurch lassen sich kurzzeitige Stromspitzen beispielsweise in der Anlaufphase eines Motors abfangen. Somit ist eine deutliche Überdimensionierung der Stromversorgung für Situationen, die nur kurzzeitig auftreten, nicht erforderlich.

Trotz großem Funktionsumfang, wie etwa der einstellbaren Funktionsüberwachung und der Leistungsreserve, können diese Stromversorgungen bis 100 W viel Platz im Schaltschrank sparen. Die Geräte sind nicht nur bis zu 45 Prozent schmaler als frühere Generationen, sondern sind auch 15 Prozent weniger tief. Dadurch eignen sie sich für den Einbau in niedrigen Schaltkästen. Da der Wirkungsgrad beispielsweise beim 90-W-Gerät bei 93,7 Prozent liegt, ist die Verlustleistung um bis zu 30 Prozent geringer im Vergleich zu früheren Generationen. Weil die Eigenerwärmung damit geringer ist, liegt die Lebensdauer der Geräte bei bis zu 15 Jahren.

Die Quint Power sind mit Schraubanschluss- und mit Push-in-Technik verfügbar (Bild 2). Somit kann der Anwender gemäß den Anforderungen seiner Applikation auswählen. Die Push-in-Anschlusstechnik ermöglicht eine schnelle werkzeuglose Verdrahtung von flexiblen Leitern mit Aderendhülsen oder starren Leitern. Beide Anschlusstechniken garantieren eine sichere und zuverlässige Verbindung, was durch Vibrationsprüfungen mit einer Beschleunigung von 2,3 g in alle drei Raumrichtungen belegt ist. Deshalb steht dem Einsatz zum Beispiel in Windturbinen oder Schiffen nichts im Weg.

Die Sicherheitszulassungen werden einerseits durch ein CB-Zertifikat gemäß IEC 61010-1 beziehungsweise IEC 61010-2-201 bescheinigt. Andererseits gibt es eine cULus-Kombizulassung als UL-Listing gemäß ANSI/UL 61010-1 bzw. ANSI/UL 61010-2-201. Zusätzlich sind die Ausgänge der Stromversorgungen nach UL 1310 als Class-2-Power-Unit für NEC-Class-2-Applikationen zugelassen. Somit sind die Ausgänge der Stromversorgungen auf maximal 100 W im dauerhaften Betrieb begrenzt, weshalb beim 3,8-A-Gerät kein statischer Boost implementiert ist. Zusätzlich werden die Stromversorgungen gemäß HazLoc (Hazardous Location Systems) für den Einsatz gemäß Class I Division 2 nach ANSI/UL 121201 mit dem Temperatur-Code von mindestens T4 zertifiziert. Eine Schiffbauzulassung von DNV-GL soll im Juni 2018 erfolgen.