Stromversorgungen mit Sonderspannung Hoch hinaus mit der richtigen Power

Die Stromversorgungen mit Sonderspannungen im industriellen Bereich sind nicht oder mit erhöhten Aufwand zu bekommen.

In vielen industriellen Bereichen sind Stromversorgungen mit Sonderspannungen erforderlich. Denn Standardgeräte mit 24 V Ausgangsspannung können nicht oder nur mit erhöhtem Aufwand verwendet werden, wenn eine Applikation beispielsweise eine Stromversorgung mit 14 V benötigt.

Hoch hinaus mit einem Riesenrad – wer die Höhe nicht fürchtet, hat sicher schon mal die schöne Aussicht genossen. Riesenräder, oft das Wahrzeichen einer Stadt, werden insbesondere bei Dunkelheit zu bunt leuchtenden Attraktionen. Für die repräsentative Beleuchtung bedarf es einer sicheren 12-V-Versorgung, die auch schwierigen Witterungsbedingungen und mechanischen Einflüssen standhält. In einer solchen Anwendung kommt ein neues Quint-Power-Modell zum Einsatz – eine von drei neuen leistungsstarken Stromversorgungen dieser Baureihe.

Ergänzt hat Phoenix Contact seine Stromversorgungsfamilie Quint Power um drei Spannungsvarianten: eine Stromversorgung mit 12 V(DC) und zwei Modelle mit 48 V(DC) Ausgangsspannung, die Ausgangsströme von 5 bis 15 A liefern. Alle drei Geräte entsprechen den besonderen Anforderungen an die Sicherheit von Schaltnetzteilen und von Transformatoren für Schaltnetzteile für Versorgungsspannungen. Sie sind EN-61558-2-16-konform.

Eingesetzt werden die neuen Modelle beispielsweise zur Beleuchtung von Riesenrädern, beim DC-Antrieb von Druck- oder Verpackungsmaschinen, in der Sicherheitstechnik und im Maschinenbau. Dort ist immer häufiger eine Versorgung mit Sonderspannungen erforderlich. Das 12-V(DC)-Gerät adressiert zum Beispiel Anwendungen in den Bereichen Infrastruktur, Beleuchtung sowie Sicherheitstechnik und ermöglicht dort eine industriegerechte Versorgung. Das Modul wird zum schnellen Laden von Batterien sowie in Prüf- und Testsystemen verwendet. Quint-Power-Geräte mit 12 V machen zudem Stecker-Netzteile im Schaltschrank überflüssig.

Die Stromversorgungen Quint

Power-Geräte mit 48 V(DC) Ausgangsspannung bieten beispielsweise eine zuverlässige Versorgung für DC-Antriebe. Im Maschinenbau gewinnt eine 48-V-Versorgung an Bedeutung, wenn kleinere Motoren mit dieser Spannung betrieben werden, um mit niedrigeren Strömen und damit kleineren Leitungsquerschnitten arbeiten zu können.

Gleichstrommotoren können unter anderem in Druck- oder Verpackungsmaschinen, aber auch in Bestückungsautomaten oder Lüftern genutzt werden. Die hohen Anforderungen in den genannten Einsatzbereichen beantwortet Quint Power mit der starken Ausgangsseite, der robusten Eingangsseite sowie umfangreichen Signalisierungsmöglichkeiten.

Statischer und dynamischer Boost

Die Quint-Power-Stromversorgungen sind nicht nur gegen mechanische und elektrische Einflüsse gut geschützt, sie versorgen auch zahlreiche unterschiedliche Verbraucher zuverlässig. Dazu dienen die zwei Leistungsreserven »statischer Boost« und »dynamischer Boost«.

Anlagen werden häufig sukzessive erweitert – auf den Summenstrom wird dabei selten geachtet. Bei Standard-Geräten bricht die Ausgangsspannung im Falle einer Überschreitung der Nennleistung zusammen und die Anlage steht still. Mit einer Quint-Power-Stromversorgung läuft die Anlage stabil weiter, da sie dauerhaft bis zu 125 % des Nennstroms liefern kann. Wenn sie im statischen Boost arbeitet, wird ein Signal ausgegeben. So ist der Betreiber gewarnt, dass sich die Auslastung im oberen Bereich befindet – und es besteht genügend Zeit, um zu reagieren. Eine einfache Anlagenerweiterung ist daher jederzeit möglich.

Sind kapazitive Lasten mit hohen Anlaufströmen zu starten, oder laufen mehrere 24-V-Verbraucher gleichzeitig an, liefert der dynamische Boost für fünf Sekunden bis zu 200 % des Nennstroms. Wo sonst eine 20-A-Stromversorgung benötigt wurde, reicht nun eine Stromversorgung mit 10 A, da hohe Einschaltströme ohne Spannungseinbrüche abgefangen werden.

Neben den Leistungsreserven ermöglicht auch die SFB Technology (Selective Fuse Breaking) eine sichere Versorgung. Um fehlerhafte Strompfade auf der Lastseite selektiv abzuschalten, stellt Quint Power mit dem sechsfachen Nennstrom für 15 ms genug Strom bereit, um handelsübliche Leitungsschutzschalter zuverlässig und schnell auszulösen. Fehler werden eingegrenzt und wichtige Anlagenteile bleiben in Betrieb. Stromkreise sind auf diese Weise wirtschaftlich und zuverlässig abgesichert (Bild 1).

Robust gegen Störungen

Auch sehr kleine Netzschwankungen können einen kompletten Ausfall der Anlage bewirken. Davor schützen die neuen Quint-Power-Modelle zuverlässig: Wenn am Eingang eine komplette Sinuswelle von 20 ms Dauer ausfällt, bleibt die Ausgangsleistung vollständig erhalten. Angeschlossene Verbraucher arbeiten unterbrechungsfrei weiter.

Schutz gegen transiente Überspannung bietet der integrierte Gasableiter, der mehrere 1000 A ableiten kann. Wenn beispielsweise durch Not-Aus-Schalter ein schneller Stromabriss erfolgt, oder wenn im System eine Sicherung auslöst, sodass schlagartig der Strom abgeschaltet wird, können Störungen auftreten, die Standard-Stromversorgungen beschädigen. Quint Power ist in solchen Fällen störfest und bleibt in Betrieb.

Quint Power kann im Temperaturbereich von –25 °C bis +70 °C betrieben werden. Selbst bei –40 °C startet die Stromversorgung zuverlässig und versorgt Lasten stabil. Auch punktet sie mit ihrer Schock- und Vibrationssicherheit, was unter anderem für die Beleuchtung des Riesenrads wichtig ist: 30 g Schock und Vibrationen bis 2,3 g in Resonanz bei Auf- oder Abbau, Transport oder im Betrieb stellen kein Problem dar.

Ferndiagnose zur Fehlervermeidung

Für eine hohe Anlagenverfügbarkeit sorgt auch die präventive Funktionsüberwachung zur Ferndiagnose des Netzteils. Dabei werden Ausgangsspannung und -strom permanent überwacht. Kritische Situationen werden über den LED-Bargraph an der Frontseite visualisiert und über den potenzialfreien Relais-Kontakt sowie über die aktiven Signalausgänge der Steuerung gemeldet, bevor eine Störung auftritt. Liefert die Stromversorgung mehr als den angegebenen Nennstrom, befindet sie sich im Boost-Betrieb. Die Stromversorgung und die angeschlossenen Verbraucher arbeiten normal weiter, die Ausgangsspannung bleibt konstant

Kommt es im statischen Boost zu einer weiteren Lasterhöhung, die auch der dynamische Boost nicht abfangen kann, würde die Versorgung einbrechen. Mit der präventiven Signalisierung wird reagiert, bevor Fehler auftreten. Ist etwa ein schwergängiger Motor lokalisiert, lässt sich dieser reparieren, bevor andere Verbraucher Spannungseinbrüche verzeichnen (Bild 2).

Quint Power ist an die Anforderungen einer Anlage anpassbar – eine nach Kundenwunsch voreingestellte Stromversorgung kann ab Werk bestellt werden. Mehr als 40 Parameter lassen sich individuell anpassen. Bei Bedarf ist die Stromversorgung über mobile Endgeräte oder PCs parametrierbar. Mit der integrierten NFC-Schnittstelle werden Änderungen von Meldeschwellen und Kennlinien noch einfacher umsetzbar.

Alle Einstellungen lassen sich mithilfe einer App oder einer Software auf andere Geräte übertragen. Zum Schutz vor Manipulation können die frontseitigen Taster sowie alle anderen eingestellten Parameter mit einem Passwort versehen werden.Individuell eingestellte Quint-Power-Stromversorgungen sind online bestellbar.

Die im Konfigurator vorgenommenen Geräteeinstellungen werden im Werk über die NFC-Schnittstelle eingestellt. Jedes Gerät bekommt eine individuelle Nummer, die bei einer Nachbestellung jederzeit im E-Shop aufgerufen werden kann. Diese Information ist auch im NFC-Chip und auf dem Seitenlabel hinterlegt (Bild 3).

Die hohen MTBF-Werte von über 1 Million Stunden ermöglichen eine sichere Versorgung aller angeschlossenen Verbraucher. Die neuen Geräte haben einen Wirkungsgrad von bis zu 94 % und können über den integrierten Remote-Eingang angeschlossene Verbraucher abschalten. So lassen sich zusätzlich Energie und Kosten sparen.

 

Die Autorin

 

Julia Baumgärtner

studierte an der Universität Paderborn Betriebswirtschaftslehre mit Fachrichtung Marketing und schloss ihr Studium mit einem Master of Science ab. Sie arbeitet beim Elektronikunternehmen Phoenix Contact Power Supplies in Paderborn im Bereich Marketing Communications.