Nicht mehr mit Kanonen auf Spatzen schiessen
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26 STROMVERSORGUNG KO N D E N S ATO R PA K E T www.polyscope.ch Hybride Stro mversorgung punktet in jeder Hinsicht Nicht mehr mit Kanonen auf Spatzen schiessen Es gibt Anwendungen in der Elektrotechnik, die nur für eine sehr kurze Zeit eine elektrische Versorgungsleistung von bis zu 11 kW benötigen. Für den Rest der Zeit sind sie mit 100 W Dauerleistung zufrieden. Zur Wahl stehen hier schwere 11-kW-Stromversorgungen von der Stange oder als sehr interessante Alternative ein leistungsstarkes Kondensatorpaket. Wer vor der Aufgabe steht, kurzfristig 11 kW abrufen zu müssen, kann es sich ganz einfach machen. Er sucht in Katalogen von Stromversorgungsherstellern nach Geräten, die 11 kW leisten; damit wäre die Aufgabe erledigt. Diese «Kraftwerke» schaffen solche Leistungsanforderungen zwar mühelos, kosten dafür aber auch eine Stange Geld und bringen über 40 kg auf die Waage. Die meiste Zeit laufen solche Netzteile mehr oder weniger im Leerlauf, was bedeutet, dass sie für die gestellte Aufgabe eigentlich überdimensioniert sind. Kondensatoren als interessante Lösung Damit gab sich ein Unternehmen, das für Tests an Magnetventilen eine Stromversorgung mit einer Dauerleistung von 100 W bei Die Kondensatorschublade mit den parallel geschalteten Kondensatoren hat die stattliche Gesamtkapazität von 1,5 mF 600 V suchte, nicht zufrieden. Die Techniker spürten, dass es dafür auch andere Lösungen geben müsste, und wandten sich an SchulzElectronic. Ein Gerät mit einer Leistung von über 10 kW einzusetzen, nur weil kurzzeitig eine Leistungsspitze gefragt war, hielt man auch dort für überzogen. Die hohe Einschaltleistung musste nur sehr begrenzte Zeit zur Verfügung stehen. Schnell kamen die Experten auf den Kondensator als Energiespeicher. Wenn man ausreichend viele Kondensatoren parallel schaltete, müsste ihre Ladung ausreichen, den Energieschub während des Einschaltvorgangs der Magnetventile zu liefern. Dann würde ein deutlich kleiner dimensioniertes Netzteil ausreichen, die Halteenergie für die Magnete bereitzustellen. Schlanke Lösung bietet viele Vorteile Das Netzteil SM 600-10 ist die Energiezentrale der Konfiguration Die Berechnungen ergaben eine Konfiguration, die aus einer Gleichspannungsversorgung mit max. 600 V und 10 A und zwei 19"-Einschüben vollgepackt mit Kondensatoren bestand. Die 450 Kondensatoren addieren sich zu einer Gesamtkapazität von zirka 3 mF bei 630 V maximaler Spannung. Sie können kurzzeitig die 15-fache Leistung der Stromversorgung abgeben. Die Vorteile dieser schlanken Lösung liegen auf der Hand: sie kostet nur zwei Drittel der ursprünglich angedachten Lösung mit einem «Kraftwerk». Das Gerät ist modular aufgebaut. Im vorliegenden Fall kam als Gleichspannungslieferant das SM 600-10 von Delta-Elektronika zum Einsatz. Das Gerät liefert max. 10 A bei bis zu 600 V. Diese Geräte zeigen eine grosse Unempfindlichkeit der Polyscope 16/10 28 STROMVERSORGUNG KO N D E N S ATO R PA K E T Ausgangsspannung gegenüber plötzlichen Stromschwankungen. Die Stromversorgung kann einen Strompuls von 17 A für mindestens 5 ms erzeugen. Das Erstaunliche dabei ist die Tatsache, dass sich die Ausgangsspannung nur um 1,925 Prozent verändert. Das ist nur ein leichtes Zucken angesichts eines Laststosses, der mehr als das 15-Fache der Nennlast beträgt. Klug gelöst dank Entladeschaltung Weil die Kondensatoren auch nach dem Abschalten der Stromversorgung eine gefährliche Energiemenge beinhalten, plante man eine Entladeschaltung ein. Diese sorgt dafür, dass zirka 15 s nach dem Ausschalten des Geräts oder nach dem Betätigen des Entladeschalters keine gefährliche Spannung mehr an den Ausgangsklemmen anliegt. Das fernprogrammierbare Entladen ist ebenfalls möglich. Eine Steuerschaltung sorgt ausserdem dafür, dass ein gleichzeitiges Laden und Schutzentladen unmöglich wird und dass kurz vor thermischer Überforderung des Entladeteils das Gerät gezielt heruntergefahren wird. Die Konfiguration wird inzwischen als eigenes Produkt unter dem Namen kobarSE angeboten. In der Serienkonfiguration sollen schaltfeste Elektrolytkondensatoren zum Einsatz kommen, damit wird die kobarSE-Einheit noch kompakter. Einsatzfälle für diese hybride Stromversorgung sind überall dort, wo stabile Spannungen bei hohen Lastsprüngen gefragt sind. Dazu gehören beispielsweise alle Anwendungen mit Elektromagneten, wie Magnetventile oder Hubmagnete. Aber auch PTC-Tests oder Testanlagen für Relais- und Schalter profitieren von dieser Lösung. « Infoservice Schulz-Electronic GmbH Christoph Merian-Ring 11, 4153 Reinach Tel. 061 712 26 00 [email protected] www.schulz-electronic.ch Nachgefragt «Sparpotenzial liegt bei 30 Prozent» Kurt Hagmann, Vertriebsrepräsentant von Schulz-Electronic in der Schweiz Wie sehen die Alternativen zur beschriebenen Lösung mit Kondensatoren aus? Alternativ zu der beschriebenen Lösung mit Kondensatoren müsste man Geräte einsetzen, die die erforderlichen Spitzenströme liefern könnten. Diese Geräte hätten dann ein Vielfaches der geforderten Dauerleistung als ungenutzte Reserve. Ihre Genauigkeit und Regelungsfähigkeit wäre herabgesetzt, da man sie für die durchschnittliche Leistung nicht im optimalen Arbeitspunkt betreiben könnte. Welche Vorteile bietet Ihre Technik? Unsere Lösung ist schlank. Die Auslegung der Stromversorgung erfolgt für den «normalen» Betrieb, hier hat das Gerät den besten Wirkungsgrad. Die Kondensatorbank lässt sich hinsichtlich der erforderlichen Energiereserve genau an die Kundenwünsche anpassen. Trotz der kundenspezifischen Anpassung ist diese Lösung deutlich günstiger als die Verwendung einer Vollleistungsversorgung. Sehr schnell auftretende Lastsprünge kann man viel besser «wegbügeln». Wo sitzen in der Schweiz Kunden für kobarSE? Grundsätzlich sprechen wir alle Kunden an, welche kurzzeitig Stromspitzen abdecken müssen – egal in was für einer Applikation und egal wo diese in der Welt ihren Sitz haben. Mit welchen Kosten muss ein Kunde rechnen, der sich für Ihre Technik entscheidet? Die Kostenersparnis liegt bei 30 Prozent einer Vollleistungsversorgung, und dies trotz Anpassung an die jeweilige Applikation. Beispiel: Liegt der Preis für eine Stromversorgung bei zirka 15 000 Franken, können wir die Hybrid-Lösung für zirka 12 000 Franken anbieten. Polyscope 16/10
