Zuverlässige Hutschienennetzteile für moderne Industrieanlagen

Industrielle Betriebe aller Art - von der diskreten und verfahrenstechnischen Fertigung über Systeme für erneuerbare Energien bis hin zu Telekommunikations- und IT-Infrastrukturen - benötigen eine stabile und zuverlässige Energieversorgung. Stromversorgungseinheiten (PSUs) bieten diese Möglichkeit, indem sie eine Eingangsspannung (Wechsel- oder Gleichstrom) aufnehmen und sie in die erforderliche Form und Ausgangsspannung umwandeln, die die Systeme zum Betrieb benötigen.

Kriterien für PSUs und Hutschienennetzteile

Die AC/DC-Wandler von heute müssen sicher, kostengünstig, energieeffizient und zuverlässig sein und deutlich kleiner als ihre Vorgänger. Neben der Arbeit mit hochinduktiven oder kapazitiven Lasten müssen AC/DC-Netzteile für den industriellen Einsatz auch starken AC-Eingangsspannungen standhalten, die durch das Ein- und Ausschalten von schweren Maschinen entstehen. Außerdem müssen sie einen weiten Betriebstemperatur- und Eingangsspannungsbereich abdecken.

Hutschienennetzteile (auch DIN-Schienen-Netzteile, DIN = Deutsches Institut für Normung), die Relais, Stellantriebe, Ventile und Überwachungs-/Steuerungssysteme versorgen, erfüllen diese Kriterien.

Der Stromrichter wird auf einer Hutschiene montiert, einer genormten Metallschiene, die auf geeignete Längen zugeschnitten und in Racks oder an Wänden verschraubt werden kann (Abbildung 1).

Abbildung 1: Eine typische Hutschieneninstallation (Bildquelle: RECOM)

Während die Hutschienennetzteile eine Reihe von Vorteilen bieten, erfordern die Bedingungen, unter denen sie arbeiten, eine Reihe zusätzlicher spezieller Merkmale. Sie benötigen eine lange Betriebsdauer, da sie in der Regel im Dauerbetrieb arbeiten, auch wenn eine Produktionslinie stillgelegt ist. Sie benötigen außerdem einen hohen Wirkungsgrad - sowohl unter Last als auch im Leerlauf - um Energie zu sparen und die interne Wärmeabgabe zu minimieren. Darüber hinaus müssen sie vor Unter- und Überspannungsschwankungen, Überspannungen, Kurzschlüssen, Überlastungen und Übertemperaturen geschützt werden.

Die gehäusemontierbaren LED-AC/DC-Netzteile der Serie RACPRO1 sind industrielle Hutschienennetzteile von RECOM Power, die die oben genannten Merkmale und mehr erfüllen. Ihre Betriebstemperatur reicht von -40°C bis +70°C bei voller Leistung bis +60°C und einem Leistungsschub von 150% für 5 Sekunden. Ihr Energieverbrauch bleibt im Standby-Modus minimal, da die Leistungsaufnahme im Leerlauf je nach Ausgangsleistung des Netzteils zwischen 1 und 3 Watt liegt.

Weitere Vorteile des DIN-Schienensystems

Die standardisierte Montage auf der Hutschiene (auch DIN-Schiene genannt) ermöglicht eine schnelle und einfache Montage, da das Netzteil einfach auf die Schiene aufgeschnappt werden kann, ohne dass ein Werkzeug erforderlich ist. Die Hutschiene spart Platz, und Konstrukteure können viele Geräte in Standardgröße dicht an dicht auf einer kleinen Fläche unterbringen.

Darüber hinaus hat sich die Hutschiene im Laufe der Jahre weiterentwickelt, um den sich ändernden Größen der elektrischen Komponenten Rechnung zu tragen. Die Breiten und Größen der Kanäle passen zu den heutigen Netzteilen, was bedeutet, dass Entwickler problemlos die für die Konfiguration komplexer Systeme erforderlichen Netzteile auswählen und in den standardisierten Raum einpassen können. Außerdem können auf Hutschienen verschiedene Arten von Komponenten zusammen untergebracht werden, so dass Stromversorgungen für viele Maschinen effizient konfiguriert werden können, oft auf demselben Metallstreifen.

Auswahl des richtigen Hutschienennetzteils

Komplexe industrielle Automatisierungssysteme können eine Reihe von Netzteilen erfordern, um ihren Strombedarf zu decken. Die Auswahl hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der elektrischen Spezifikationen wie Eingangs- und Ausgangsspannungsbereich und der maximal erforderlichen Stromstärke.

Die Serie RACPRO1 von RECOM Power (Abbildung 2) besteht aus einer Reihe von Hutschienennetzteilen mit Konvertierung von AC- und DC-Eingangsspannungen. Die Baureihen RACPRO1-T240, -T480 und -T960 bieten beispielsweise einen universellen AC- und DC-Eingangsspannungsbereich von 3 x 320 V_AC bis 3 x 575 V_AC und 430 V_DC bis 850 V_DC. Sie sind in den Leistungsklassen 240 W, 480 W und 960 W erhältlich. Die Lastanzeigen der T480 und T960 ermöglichen eine schnelle Bestimmung des Prozentsatzes des Ausgangsnennstroms, der aufgenommen wird. Beide Geräte ermöglichen die Auswahl zwischen einem Konstantstrommodus (CC) für Aufgaben wie Batterieladeanwendungen und einem Lastverteilungsmodus für den Parallelbetrieb.

Abbildung 2: Die RACPRO1-T240, -T480 und -T960 verfügen über einen universellen AC- und DC-Eingangsspannungsbereich von 3 x 320 V_AC bis 3 x 575 V_AC und 430 V_DC bis 850 V_DC und sind in den Leistungsklassen 240 W, 480 W und 960 W erhältlich. (Bildquelle: RECOM)

Die RACPRO1-T-Netzteile erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 97,1% und ermöglichen eine hohe Leistungsdichte in einem kompakten Design. Sie sind in Breiten von 43 mm, 52 mm und 80 mm erhältlich. Sie bieten geringe Leistungsverluste und eine Lebensdauer von über 80.000 Stunden.

Sie verfügen außerdem über eine Überspannungsfestigkeit von bis zu 6 kV am Eingang und einen Verpolungsschutz von über 35 V am Ausgang. Ihr erweiterter Temperaturbereich von -40°C bis +70°C macht sie ideal für raue Industrieumgebungen und Außenanwendungen.

Darüber hinaus verfügen die RACPRO1-Hutschienennetzteile von RECOM über zwei getrennte Belüftungskanäle, die den Kamineffekt nutzen, um einen Betrieb mit 100% Leistung bei einer Umgebungstemperatur von bis zu +60°C zu ermöglichen. Der Kamineffekt tritt auf, wenn eine vertikale Säule warmer Luft aufsteigt und einen natürlichen Luftzug erzeugt, der die Innentemperatur heißer Bauteile erheblich senken kann.

Elektronische Sicherungen (e-Fuse) der Serie RACPRO1-4SP

Ebenfalls unter dem Dach von RACPRO befindet sich die Serie RACPRO1-4SP, die aus 4-Kanal-Lastschaltern mit elektronischer Sicherung (e-Fuse) besteht, die einen unabhängigen Überstromschutz für jeden Kanal bieten (Abbildung 3). Hinzu kommen Echtzeit-Stromüberwachung und LED-Statusanzeigen zur Vereinfachung der Diagnose. Jeder Kanal arbeitet unabhängig, so dass die Zuverlässigkeit des Systems auch bei Störungen gewährleistet ist. Das Design umfasst ein sequenzielles Einschalten zur Begrenzung des Einschaltstroms und eine Abschaltung in umgekehrter Reihenfolge, um wichtige Lasten zu priorisieren. Einstellbare Überlastmodi ermöglichen eine flexible Systemkonfiguration.

Abbildung 3: Bei der RACPRO1-4SP-Serie handelt es sich um 4-Kanal-e-Fuse-Lastschalter mit unabhängiger Überstrombegrenzung und Echtzeit-Ausgangsstromanzeige. (Bildquelle: RECOM)

Die RACPRO1-e-Sicherungen unterstützen 5 A oder 10 A pro Kanal, mit einem 150% Leistungsschub für bis zu fünf Sekunden, um temporäre Lastspitzen zu bewältigen. Bei kurzzeitigen Überstromereignissen können sie eine Überlast von 150% für bis zu 120 ms aufrechterhalten und so unnötige Auslösungen vermeiden. Die Serie gewährleistet eine hohe Zuverlässigkeit mit einer Lebenserwartung von >80.000 Stunden bei +40°C, bietet eine optimierte Installation mit werkzeuglosen Steckanschlüssen und verfügt über gepaarte Eingangs-/Ausgangsanschlüsse, die eine schnelle und effiziente Verdrahtung und Verkettung mehrerer Module ermöglichen.

Anwendungen für die RACPRO1-Serie

Die RACPRO1-Serie wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter

• Industrielle Automatisierung und intelligente Fertigung
• Erneuerbare Energien und Microgrids
• Infrastruktur, Verkehrstechnik und intelligente Städte
• Stromverteilungs- und Batteriespeichersysteme
• Ausrüstung für Test- und Messanlagen

Fazit

Die heutigen industriellen Prozesse erfordern eine komplexe Reihe von Stromversorgungen für Geräte mit einem breiten Spektrum an Strom- und Spannungsanforderungen. Da in der industriellen Automatisierung immer mehr Sensoren zum Einsatz kommen, müssen die Netzteile auch bei beengten Platzverhältnissen und in rauen Umgebungen eingesetzt werden können. Die RACPRO1-Serie von RECOM stellt sich diesen anspruchsvollen Herausforderungen und liefert auf effiziente Weise zuverlässige und konstante Energie für den Betrieb der Systeme.