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Industrielle Elektronik Stromversorgungen
Das fünfte Element
Neue Stromversorgungen erhöhen Anlagenverfügbarkeit
Besondere Sicherheit im Produktionsalltag bieten Quint Power Stromversorgungen mit
SFB-Technology (Selective Fusebreaking Technology). Mit dem sechsfachen Nennstrom
für zwölf Millisekunden lassen sich erstmalig auch Standard-Leitungsschutzschalter
zuverlässig und schnell auslösen. Fehlerhafte Strompfade werden selektiv abgeschaltet,
der Fehler wird eingegrenzt und wichtige Anlagenteile bleiben in Betrieb.
Schaltnetzteile versorgen weltweit in allen Industriezweigen
parallel angeschlossene Lasten mit 24 Volt DC, die jeweils mit
einem Leitungsschutzschalter selektiv abgesichert sind. Im Kurzschlussfall löst dieser aus und trennt den fehlerhaften Pfad von der
Stromversorgung. Bei derzeitigen Lösungen geschieht dies nicht
innerhalb weniger Millisekunden, deshalb bricht die 24 Volt DCSpannung ein. Die Folge ist ein Anlagenstillstand.
Für die Auslösung innerhalb weniger Millisekunden benötigen Leitungsschutzschalter einen deutlich höheren Strom als den Nennstrom.
Im Vergleich zu AC-Anwendungen sind die Werte bei DC noch um
den Faktor 1,5 höher. Mit 60 Ampere löst ein Leitungsschutzschalter
mit 6,0 Ampere Nennstrom und B-Charakteristik bei Gleichstrom auf
jeden Fall im magnetischen Bereich der Kennlinie aus. Damit eine Last
bei Kurzschluss zuverlässig selektiv abgeschaltet wird und die anderen
„Die neuen Stromversorgungen Quint
Power mit SFB-Technology sind derzeit
als ein- und dreiphasige Varianten mit
24 Volt DC und Ausgangsströmen bis
20 Ampere verfügbar“:
Robert Hazler,
Product Manager Interface,
Phoenix Contact GmbH
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elektronikJOURNAL 01/2009
Verbraucher weiter arbeiten, muss eine Zehn-Ampere-Stromversorgung für diesen Automaten also ihren sechsfachen Nennstrom, 60 Ampere, zur Verfügung stellen. Für einen C4-Automaten ist sogar der
15-fache Nennstrom für ein zuverlässiges Auslösen notwendig.
Quint Power Netzteile mit der SFB-Technology machen dies
erstmals möglich. Die Stromversorgung mit den Nennwerten 24
Volt/10 Ampere liefert 60 Ampere für zwölf Millisekunden. So
werden die Leitungsschutzschalter aus obigem Beispiel zuverlässig
im magnetischen Bereich der Sicherungs-Kennlinie ausgelöst.
Der fehlerhafte Strompfad ist innerhalb weniger Millisekunden
selektiv abgeschaltet, der Fehler ist eingegrenzt und wichtige Anlagenteile bleiben in Betrieb. Eine ebenfalls an die Quint Power
Stromversorgung angeschlossene Steuerung ist nicht von dem
Kurzschluss betroffen. Sie wird durchgängig mit 24 Volt DC versorgt und läuft unterbrechungsfrei weiter. Nun ist der Kurzschluss
im Schaltschrank relativ selten. Wesentlich häufiger tritt dieser in
einiger Entfernung zum Netzteil auf. Ob ein Leitungsschutzschalter schnell genug auslöst, hängt hier auch von der verwendeten
Leitungslänge und dem Leitungsquerschnitt ab, mit der der Verbraucher angeschlossen ist. Eine Tabelle zeigt, welche Stromversorgung bei welchem Leitungsquerschnitt und welcher Leitungslänge den Leitungsschutzschalter sofort auslöst. Das vereinfacht
die Auslegung einer Maschine oder Anlage.
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Industrielle Elektronik Stromversorgungen
Kommt es beispielsweise an einem Display zum
Kurzschluss, löst zuerst die Sicherung aus und
dann wird der Strompfad frei geschaltet.
Parallele Verbraucher, wie die Steuerung,
arbeiten unterbrechungsfrei weiter.
Mit den Stromversorgungen von Phoenix Contact
wird jede Anforderung optimal abgedeckt.
rung der Umgebungstemperatur, käme es zum Spannungseinbruch der
24-Volt-Versorgung. Mit der präventiven Signalisierung kann frühzeitig
reagiert werden und zwar bevor Fehler auftreten. Ist zum Beispiel ein
defekter Motor an der Überlastung schuld, kann dieser ausgetauscht
werden, bevor andere Verbraucher Spannungseinbrüche verzeichnen.
Bild: Fotolia, Zhann
Design für die Praxis
Sicherheit durch Leistungsreserve
In einer großen Maschine oder Anlage lässt sich nicht vorhersagen, welche Verbraucher zeitgleich einschalten. Zudem müssen
hohe Einschaltströme kapazitiver Lasten ohne Spannungseinbruch
abgefangen werden. Befindet sich parallel zur Steuerung eine Last
mit hohem Einschaltstrom, würde eine Stromversorgung ohne
Leistungsreserve diese Last nicht starten, weil nicht ausreichend
Leistung zur Verfügung steht. Das Netzteil ist überlastet, die Ausgangsspannung bricht ein und die Steuerung fällt aus.
Eine Leistungsreserve der Stromversorgung ist also unumgänglich.
Quint Power Netzteile liefern mit der statischen Leistungsreserve Power Boost bei gleichbleibender Spannung den höheren Strom im Einschaltmoment. Bei Umgebungstemperaturen von mehr als +40° Celsius steht der Power Boost dauerhaft zur Verfügung, bei höheren
Temperaturen für einige Minuten. Im Anlagen- und Sondermaschinenbau ist die präventive Funktionsüberwachung zur Ferndiagnose
der Stromversorgung sinnvoll. Durch die permanente Überwachung
von Ausgangsspannung und –strom werden kritische Situationen via
LED, potenzialfreiem Relaiskontakt und aktivem Signalausgang visualisiert und der Steuerung gemeldet, bevor ein Problem auftritt.
Ist das Netzteil über 100 Prozent ausgelastet, befindet sie sich im Power Boost-Betrieb. Die Stromversorgung und die angeschlossenen Verbraucher arbeiten normal. Bei einer weiteren Lasterhöhung oder Steigewww.elektronikjournal.com
Die schmale Bauform spart teuren Platz im Schaltschrank. So ist
die 3,5A-Stromversorgung 32 Millimeter schmal, die 5,0-AmpereGeräte 40, die 10,0 Ampere-Netzteile 60, das einphasige 24
Volt/20A Modul benötigt 90 Millimeter auf der Tragschiene und
das dreiphasige 24 Volt/20 Ampere Modul 69 Millimeter. Mit dem
robusten Metallgehäuse und dem weiten Temperaturbereich von
-25 bis +70° Celsius sind alle Netzteile für den industriellen Einsatz
optimiert. Die servicefreundlichen Combicon-Steckverbinder sind
ein weiterer Vorteil. Zeit beim Anschluss der Stromversorgungen
spart die dritte Minusklemme. Um Menschen vor elektrischem
Schlag zu schützen, muss die PELV-Kleinspannung eingehalten
werden. Dies erfordert die sekundärseitige Erdung der Stromversorgung. Üblicherweise stehen zur schnellen Potentialverteilung
jeweils zwei Klemmen für Plus und Minus zur Verfügung. Für die
sekundärseitige Erdung wird ein zusätzlicher Potentialverteiler
oder die Doppelbelegung einer Klemme erforderlich. Bei Quint
Power dient eine dritte Minusklemme als Erdungsklemme. Kommt
es aufgrund langer Leitungswege zum Spannungsfall, etwa bei Verpackungsmaschinen, ermöglicht die einstellbare Ausgangsspannung von
18 bis 29,5 Volt DC den Ausgleich. Dabei erweist sich die einfache Einstellung von der Vorderseite der Geräte als Zeit sparend. (rei)
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Link zu Phoenix Contact
VORTEIL Dank präventiver Funktionsüberwachung und dynamischer
Leistungsreserve bieten diese Stromversorgungen ein Plus an Sicherheit.
Auf einen Blick
Perfekte Versorgung
In jedem Schaltschrank sind sie zu finden – Stromversorgungen, welche die 24-Volt-Versorgung aller Module sichern. Doch die Vielfalt der
angebotenen Geräte macht es schwierig, die optimale Lösung zu finden. Die Prüfung der technischen Daten sowie applikationsspezifische
Voraussetzungen helfen, die Suche nach der optimalen Stromversorgung einzugrenzen. Mit den Stromversorgungen Mini & Step Power,
Trio Power und Quint Power bietet Phoenix Contact ein aufeinander abgestimmtes Programm für den industriellen Einsatz. Da verschiedene
Einsatzgebiete wie dezentrale Automatisierung, Serien- oder Sondermaschinenbau sehr unterschiedliche Anforderungen an ein Netzteil
stellen, ermöglicht die applikationsspezifische Gliederung der technischen Merkmale die Auswahl der optimal geeigneten Gerätefamilie.
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