TDK-Lambda kann auch Ausgefallenes... Karierte Maiglöckchen gefällig?

Das Netzteil für den Kuhstall, gleichermaßen verlässlich und unproblematisch für den Kunden und die Betreiber

Im Sommer zeigt das Thermometer oft bis 50 °C, im Winter sinkt die Temperatur oft weit unter die Null-Grad-Grenze. In der Atmosphäre große Mengen Ammoniak – bei einer relativen Feuchte von bis zu 100 Prozent.

Nein, hier wird nicht die Atmosphäre eines fernen Planeten beschrieben, sondern die Arbeitsumgebung eines Melkstands in einer Stallung für Milchkühe. Eine besondere Herausforderung für jeden Stromversorgungshersteller.

Ein Hersteller von Melkstandsystemen suchte ein Gleichspannungsnetzteil mit einer Dauerleistung von etwa 250 W. Ein Weitbereichseingang sollte sicherstellen, dass das Gerät in Milchbetrieben auf der ganzen Welt eingesetzt werden kann. Eigentlich nichts Besonderes, wenn nicht die relativ hohe Schutzart IP54 zu den Randbedingungen gehört hätte. In den Stallungen kann es nämlich sehr warm werden, es staubt zeitweise sehr, die Luft enthält aggressives Ammoniak und beim Reinigen der Anlagen ist nicht auszuschließen, dass das Netzteil mal einen Wasserstrahl abbekommt. Der Schutz des Personals vor gefährlichen Berührungsspannungen ist ohnehin obligatorisch.

Netzteile für den Kuhstall?

Mit dem Siegeszug der Elektronik und Automatisierungstechnik steigt der Bedarf an maßgeschneiderter Stromversorgung. Neue Anwendungen führen zu teilweise ausgefallenen Bedürfnissen. Oft sind es beengte Einbausituationen oder, wie in diesem Fall, ausgefallene Umweltbedingungen. Nicht selten spielen einfache Kostenrechnungen die entscheidende Rolle. Denn es ist für Anwender, vor allem wenn sie kein eigenes Elektronik-Know-how besitzen, kostengünstiger, die einbaufertige Lösung aus einer Hand zu beziehen, als selber diverse Anbieter beauftragen zu müssen.

Aus dieser Motivation heraus handelte auch der Melkanlagenanbieter. Als dessen Entwickler kein Seriengerät im Handel fanden, das ihren Forderungen entsprach, wandten sie sich an TDK-Lambda. Sonderlösungen zu entwickeln gehört zum Selbstverständnis des Unternehmens. Auch im süddeutschen Achern betreibt der weltweit agierende Konzern den Unternehmenszweig „Power+Solutions“. Insgesamt besteht das Team aus 15 Mitarbeitern. Sie beschäftigen sich mit der Erfüllung von Kundenwünschen, die mit Katalogware nicht erfüllt werden können.

Für das Projekt wählten die Ingenieure ein Gerät aus der HWS-300-Serie mit 240 W. Die seit vielen Jahren bewährten und zuverlässigen Netzteile verfügen über einen Weitbereichseingang für Wechselspannungen von 85 bis 265 V mit Blindstromkompensation gemäß EN 61000-3-2. Eine der Forderungen war damit schon abgehakt. Um die Schutzart IP54 einhalten zu können, brachten die Fachleute das Gerät samt der zusätzlichen Anschlussklemmen in einem dichten Kunststoffgehäuse unter. Der zum Netzteil gehörende Ventilator sorgt zwar innerhalb des Gehäuses für Luftzirkulation, offen war indes, ob das Kunststoffgehäuse genügend Wärmeaustausch zur Umgebung ermöglicht.

Temperaturstress vermeiden

Thomas Benz, der das Projekt leitete: »Wenn Netzteile ausfallen, ist oft Temperaturstress die Ursache. Deshalb achten wir sehr darauf, dass alle wichtigen Bauteile weit unterhalb ihrer Temperaturspezifikation betrieben werden. Das ist eine der besten Maßnahmen, damit das Gerät langzeitstabil ist.« Es folgten daher Tests unter den geforderten Umweltbedingungen. Jedoch zeigten die Messungen, dass einige Elkos dabei auf zu hohe Temperaturen kamen. Aus diesem Grund entschieden sich die TDK-Ingenieure, das Netzteil mit Elkos einer höheren Temperaturklasse auszustatten, um auch unter diesen Bedingungen die geforderte Lebensdauer gewährleisten zu können. Nachdem die Sonderlösung‚ Netzteil in Kunststoffgehäuse, eine Reihe von Praxistests beim Kunden bestanden hatte, wurde TDK-Lambda mit der Serienproduktion beauftragt.