Οι σχεδιαστές ή οι προσδιοριστές τροφοδοτικών AC/DC για βιομηχανικούς, εγκαταστάσεις, αυτοματισμούς κτιρίων και διεργασιών, παραγωγή και διανομή ηλεκτρικής ενέργειας, υποδομές και εφαρμογές δεδομένων και τηλεπικοινωνιών αντιμετωπίζουν πολυάριθμες προκλήσεις ηλεκτρικού, φυσικού, ανάπτυξης, συντήρησης, ασφάλειας και συμμόρφωσης. Ωστόσο, πολλές από αυτές τις δυσκολίες μπορούν να ξεπεραστούν επιλέγοντας προσεκτικά ένα τροφοδοτικό DIN και ασφάλειες που έχουν σχεδιαστεί για τις παραπάνω εφαρμογές.
Αυτό το έγγραφο παρέχει μια σύντομη επισκόπηση των δυσκολιών που συναντώνται στη χρήση αυτών των προϊόντων. Στη συνέχεια περιγράφονται τα τροφοδοτικά AC/DC και DC/DC της RECOM Power που είναι τοποθετημένα σε ράγα DIN και η σειρά προϊόντων διαφόρων ασφαλειών. Αυτά τα προϊόντα επιτρέπουν αξιόπιστη και ασφαλή τροφοδοσία συνεχούς ρεύματος βιομηχανικής ποιότητας.
Προκλήσεις με τα βιομηχανικά τροφοδοτικά
Το τροφοδοτικό βιομηχανικής εφαρμογής πρέπει να πληροί τις ακόλουθες απαιτήσεις: συμπαγής δομή, ικανή να υιοθετεί διάφορες τριφασικές εισόδους AC ή υψηλής τάσης DC, υψηλή απόδοση, συμμόρφωση με πολλές κανονιστικές απαιτήσεις, υποστήριξη παράλληλης λειτουργίας για πλεονασμό, ισχυρές λειτουργίες προστασίας χρήστη και συστήματος. Επιπλέον, τέτοια τροφοδοτικά πρέπει να πληρούν τις προδιαγραφές απόδοσης σε μεγάλο εύρος θερμοκρασιών με μόνο παθητική ψύξη, να είναι στιβαρά, να έχουν μεγάλο μέσο χρόνο αποτυχίας (MTBF) και να είναι οικονομικά αποδοτικά στην ανάπτυξη και τη συντήρηση.
Οι συνθήκες λειτουργίας που απαιτούνται για αυτές τις εφαρμογές αποκλείουν τη σκοπιμότητα προσαρμοσμένων σχεδίων και περιγραφικών προδιαγραφών και προτιμώνται τροφοδοτικά και ασφάλειες που είναι τοποθετημένες σε ράγα DIN. Οι τρέχουσες δυσκολίες έχουν στραφεί σε συνετή επιλογή για την επίτευξη βελτιστοποίησης εφαρμογών.
Τροφοδοσία: από συσκευασία
Ο κρίσιμος ρόλος των τροφοδοτικών στην ακεραιότητα του συστήματος συχνά παραβλέπεται. Το βασικό σημείο εκκίνησης του σχεδιασμού του τροφοδοτικού είναι η συσκευασία, η οποία επηρεάζει άμεσα την ηλεκτρική, μηχανική και θερμική του απόδοση σε βιομηχανικό περιβάλλον. Επομένως, το βιομηχανικό τροφοδοτικό έχει σχεδιαστεί για τυπική εγκατάσταση ράγας DIN σχεδόν σε όλες τις περιπτώσεις (Εικ. 1).
Βιομηχανικός πίνακας ελέγχου με διάφορες μονάδες τοποθετημένες σε ράγα DIN
Εικόνα 1: Βιομηχανικός πίνακας ελέγχου με διάφορες μονάδες τοποθετημένες σε ράγα DIN, που αφαιρούνται εύκολα από το μπροστινό μέρος και μπορούν να συνδεθούν με καλώδιο ανά πάσα στιγμή. Πηγή εικόνας: Hakaday)
Οι ράγες DIN είναι στερεωμένες στον πίσω πίνακα ή στο περίβλημα του πίνακα ελέγχου του εξοπλισμού. Όλες οι ηλεκτρικές μονάδες, όπως ηλεκτροκινητήρες, ελεγκτές βρόχου, τροφοδοτικά, διεπαφές σήματος, υποσυστήματα ασφαλείας και διεπαφές επικοινωνίας είναι τοποθετημένες σε αυτή τη ράγα και όλες οι συνδέσεις ισχύος και σήματος είναι προσβάσιμες από μπροστά.
Η λύση ράγας DIN έρχεται σε καλή αντίθεση με το ράφι 19 ιντσών, το οποίο είναι εξοπλισμένο με μπροστινές και πίσω θύρες καλωδίωσης για τη σύνδεση μονάδων. Αυτό το ράφι χρησιμοποιείται ευρέως σε εργαστηριακά όργανα και συστήματα δοκιμών/μετρήσεων. Αντίθετα, οι ράγες DIN είναι πιο βολικές και πρακτικές, επειδή ένας μεγάλος αριθμός μονάδων πρέπει συχνά να εγκατασταθεί σε ένα ντουλάπι, με αποτέλεσμα μια δύσκολη θέση.
Πολλά τροφοδοτικά AC/DC σε βιομηχανικές εφαρμογές χρησιμοποιούν τριφασικές εισόδους γραμμής 320 VAC έως 575 VAC και πρέπει να παρέχουν καθαρή, σταθερή, παροδική ανθεκτική τάση 24 VDC ή 48 VDC σε φορτία όπως ελεγκτές κινητήρα. Επιπλέον, πολλές εφαρμογές σήμερα απαιτούν τροφοδοτικά DC υψηλής τάσης 430 V έως 815 V. Η χρήση τροφοδοτικών συνεχούς ρεύματος είναι ιδανική για εφαρμογές αυτοματισμού εγκαταστάσεων που βασίζονται σε μικροδίκτυα και λύσεις ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, συμπεριλαμβανομένου εξοπλισμού βιοαερίου, φωτοβολταϊκών και αιολικής ενέργειας.
Για να ανταποκριθούν στις απαιτητικές απαιτήσεις της βιομηχανικής τροφοδοσίας μέσω τροφοδοτικού DIN σε ράγα, οι σχεδιαστές μπορούν να χρησιμοποιήσουν το τριφασικό τροφοδοτικό AC/DC της σειράς RACPRO1 της RECOM Power. Αυτή η σειρά τροφοδοτικών μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για εισόδους DC υψηλής τάσης.
Για παράδειγμα, τα RAC1-T240/24, RAC PRO1-T480/24 και RAC PRO1-T960/24 (Σχήμα 2, από αριστερά προς τα δεξιά) έχουν ισχύ εξόδου 240 W, 480 W και 960 W, αντίστοιχα, και τάση εξόδου 24 V, είναι διαθέσιμες και άλλες εκδόσεις 4 V. πανομοιότυπη. Επιπλέον, η ονομαστική τάση εξόδου του τροφοδοτικού σειράς μπορεί να ρυθμιστεί από 24 V έως 28 V και 48 V έως 56 V.
RACPRO1-T240/24 (αριστερά), RACPRO1-T480/24 (μέση) και RACPRO1-T960/24 (δεξιά) DIN τροφοδοτικά ράγας της RECOM Power
Εικόνα 2: Τα συμπαγή τροφοδοτικά RACPRO1-T240/24 (αριστερά), RACPRO1-T480/24 (μέση) και RACPRO1-T960/24 (δεξιά) DIN παρέχουν 240 W, 480 W και 960 W αντίστοιχα. Πηγή εικόνας: RECOM Power)
Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό αυτής της σειράς μονάδων ισχύος είναι το συμπαγές σχήμα τους. Συγκεκριμένα, κάθε μονάδα ισχύος έχει πλάτος 43 mm, 52 mm και 80 mm (1,69 ", 2,05" και 3,15 "). Κάθε μία από αυτές τις τρεις μονάδες έχει ύψος 135 mm (5,31") και βάθος 140 mm έως 156 mm (5,51" έως 6, ανάλογα με το μοντέλο. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό αυτών των μονάδων για εγκαταστάτες και τεχνικούς είναι η χρήση σφιγκτήρων κλωβού με ώθηση +25 ° για γρήγορη και εύκολη αφαίρεση χωρίς την ανάγκη εργαλείων.
Η σειρά RACPRO1 έχει υψηλή απόδοση, η οποία μπορεί να μειώσει το κόστος λειτουργίας και τη θέρμανση ισχύος. Επομένως, ένα μικρότερο ψυγείο και επιφάνεια ψύξης μπορούν να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις ψύξης.
Αυτά τα τροφοδοτικά δεν απαιτούν εξαναγκασμένη ψύξη αέρα από ανεμιστήρες ή άλλα ενεργά συστήματα. Ένα άλλο πλεονέκτημα σε βιομηχανικά περιβάλλοντα είναι η χρήση ενός πλήρως φυσικού σχεδιασμού που ψύχεται με συναγωγή. Κάθε μονάδα ισχύος έχει δύο ανεξάρτητους καπναγωγούς ροής αέρα για μεγιστοποίηση του "φαινόμενου στοίβας" για ψύξη.
Μέσω της έξυπνης διάταξης και της επιλογής συσκευών, η σειρά επιτυγχάνει μικρό μέγεθος και υψηλή απόδοση. Η απόδοση του τροφοδοτικού RACPRO1-T960/24 είναι 96%. Οι αποδόσεις των τροφοδοτικών RACPRO1-T240/24 και RACPRO1-T480/24 είναι 94,1% και 95%, αντίστοιχα. Επιπλέον, αν και αυτά τα τροφοδοτικά μπορούν να αποδώσουν εκατοντάδες watt, απαιτούν μόνο περίπου 1 W χωρίς φορτίο.
Χάρη στην εξαιρετική τους απόδοση και ψύξη, αυτά τα τροφοδοτικά μπορούν να αντέξουν σε υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας. Το τροφοδοτικό W RACPRO1-T960/24 μπορεί να παρέχει ονομαστική ισχύ εξόδου πλήρους φορτίου σε θερμοκρασία έως +60 °C. Το τροφοδοτικό 240 W RACPRO1-T240/24 λειτουργεί σε ελαφρώς υψηλότερη θερμοκρασία +70 ° C υπό τις ίδιες συνθήκες εξόδου.
Η υψηλή θερμοκρασία δεν είναι το μόνο ζήτημα που πρέπει να λάβετε υπόψη, και για πολλούς εξοπλισμούς, όπως εξοπλισμός HVAC εξωτερικού χώρου, υπόκειται επίσης σε υπερβολικό κρύο. Για να εξαλειφθεί αυτό το φαινόμενο, η ονομαστική θερμοκρασία λειτουργίας του τροφοδοτικού RACPRO1 είναι - 40 ° C.
Ηλεκτρική απόδοση και λειτουργία
Τα τροφοδοτικά σε βιομηχανικά περιβάλλοντα δεν πρέπει μόνο να παρέχουν ονομαστικές τάσεις σε μια ποικιλία διαφορετικών τάσεων εισόδου και φορτίων, αλλά και να έχουν περισσότερες λειτουργίες. Άλλοι βασικοί δείκτες απόδοσης περιλαμβάνουν ανοσία υψηλής τάσης παλμικής ώθησης, ισχυρότερη ατρωσία έναντι υπερτάσεων και ικανότητα ανύψωσης ισχύος:
Κατά την τροφοδοσία ή την απενεργοποίηση φορτίων χωρίς αντίσταση, όπως οι κινητήρες, δημιουργείται μια επιστροφή ρεύματος (γνωστή και ως αντίστροφη τροφοδοσία) και εισέρχεται στην έξοδο του τροφοδοτικού. Η ατρωσία τάσης ανάστροφης ροής αναφέρεται στην ικανότητα του τροφοδοτικού να αντέχει την τάση πίσω έκπλυσης. Στο τροφοδοτικό RACPRO1, η έξοδος 24 V έχει ατρωσία αντίστροφης τάσης 35 V και η έξοδος 48 V έχει ατρωσία αντίστροφης τάσης 63 V.
Αυτά τα τροφοδοτικά έχουν ενισχυμένη ατρωσία 6 kV έναντι των εισερχόμενων υπερτάσεων του δικτύου και συμμορφώνονται με τα βιομηχανικά και ρυθμιστικά πρότυπα.
Αυτά τα τροφοδοτικά έχουν ικανότητα ανύψωσης ισχύος για να καλύπτουν τη ζήτηση φορτίου για σύντομο χρονικό διάστημα ώστε να υπερβαίνουν την ονομαστική ισχύ εξόδου. Για παράδειγμα, το τροφοδοτικό υψηλής ισχύος RACPRO1-T960/24 μπορεί να αυξήσει την ισχύ στο 150% για 6 δευτερόλεπτα (s), αποφεύγοντας έτσι πολλές διακοπές λόγω παροδικών συνθηκών φορτίου.
Ένα άλλο φιλικό προς το χρήστη χαρακτηριστικό των τροφοδοτικών RACPRO1 480 W και 960 W είναι η χρήση απλών κάθετα διατεταγμένων λωρίδων LED (Εικόνα 3) για να υποδεικνύεται η πραγματική ισχύς εξόδου του τροφοδοτικού ως ποσοστό της ονομαστικής ισχύος εξόδου του.