LÜTZE: Industrielle-Spannungsversorgung

12 U/I-Charakterisitk LÜTZE Netzteile mit U/I-Charakteristik begrenzen den Strom typischerweise auf das 1,2-fache des Bemessungsstroms bei kon- stanter Ausgangsspannung. Kommt es zu einer Überlast oder einem Kurzschluss, steht dieser Strom weiterhin zur Verfügung. Die Spannung wird langsam abgesenkt, wobei der Ausgangsstrom noch weiter zunehmen kann (dreieckförmige Strombegrenzung). Da der Strom bei einer Überlast nicht einbricht, können große Lasten zuverlässig gestartet werden. 5 Einfluss der Umgebungstemperatur Die Umgebungstemperatur hat einen direkten Einfluss auf die maximal mögliche Ausgangs- leistung eines Netzteils und somit auf das Kurzschluss- und Überlastverhalten. Bedingt durch innere oder äußere Einflüsse können in einem Schaltschrank Tempera- turen von über 60 °C herrschen. Trotzdem müssen auch bei solch hohen Temperaturen eingesetzte Netzteile noch zuverlässig funk- tionieren. Bedingt durch die eingesetzten Komponenten gibt es aber einen Punkt, ab dem die Ausgangsleistung zurückgenommen werden muss. Dieser Punkt ist über das sogenannten Derating beschrieben. Die Delta Serie von LÜTZE ist z.B. für Umgebungstem- peraturen bis zu 70 °C ausgelegt wobei das Derating bei 60 °C beginnt. Die Reduzierung der Ausgangsleistung beträgt 2,5% / °C. Beispiel: derating Kurve LÜTZE Delra Serie 6 Thermischer Schutz Wird ein Netzteil lange unter extremen Bedingungen betrieben, z.B. permanent in der Leistungsbegrenzung oder bei sehr hohen Umgebungstemperaturen, kann sich das Gerät bis in einen Bereich erwärmen, der einen sicheren Betrieb nicht mehr gewährlei- stet. Es gibt mehrere Techniken, wie das Netzteil vor Zerstörung durch Übertemperatur geschützt werden kann. • Die maximale Ausgangsleistung wird ge- drosselt, wodurch sich das Netzteil wieder abkühlen kann. • Das Gerät wird komplett abgeschaltet und nimmt erst nach einem manuellen Reset den Betrieb wieder auf. Der Reset wird je nach Hersteller entweder durch einen dafür vorge- sehen Schalter oder durch Wegnahme der Versorgungsspannung durchgeführt. • Das Gerät schaltet nur den Ausgang ab und schaltet diesen erst wieder ein, wenn die Temperatur einen gewissen Grenzwert unterschritten hat .Dieses Verfahren ist heute üblich und wird auch bei LÜTZE Netzteilen verwendet. 7 Allgemeine Kenngrößen 7.1 Leerlauffestigkeit Leerlauffeste Netzteile benötigen keine Min- destlast um eine stabile Ausgangsspannung bereitstellen zu können. Dies ist beispiels- weise bei zeitkritischen Anwendungen wich- tig, bei denen eine Last angelegt wird, welche sofort mit Spannung versorgt werden muss. Nicht leerlauffeste Netzteilen benötigen oft- mals bis in den Sekundenbereich bis zu einer tatsächlichen Versorgung. 7.2 Rückeinspeisefestigkeit Die Rückeinspeisefestigkeit beschreibt die Spannung die maximal auf der sekundärseite eingespeist werden darf. Ein solcher Strom- fluss kann entstehen, wenn Netzteil parallel betrieben werden oder induktive Verbraucher angeschlossen sind. 7.3 Überspannungsschutz (sekundärseitig) Weist ein Netzteil einen internen Fehler auf, so sorgt dieser Schutzmechanismus dafür, dass sekundärseitig keine Überspannung auf- treten kann, die eine angeschlossene Last beschädigen bzw. zerstören oder die SELV- Kleinspannung überschreiten könnte. 7.4 Netzausfallüberbrückung Bricht die Versorgungsspannung ein, so müssen Netzteile die Ausgangsspannung noch über einen gewissen Zeitraum aufrecht erhalten. Die Überbrückungszeit sollte minde- stens 20 ms betragen, um den Ausfall einer gesamten Netzperiode puffern zu können. Im Bereich der Halbleiter Industrie werden höhe- re Zeiten gefordert. Die Geräte müssen dann den Anforderungen der SEM F47 entspre- chen. Ein Großteil der LÜTZE Geräte ent- spricht auch diesen Anforderungen. Stromversorgungen · Grundlagen 8 Leitungsquerschnitt und Absicherung 8.1 Eingangsseitige Absicherung Besitzen Netzteile eine eigene Eingangs- sicherung, z.B. eine Schmelzsicherung, ist eine weitere Schutzmaßnahme nicht erforder- lich. Normative Bestimmungen legen aller- dings fest, dass ein Netzteil extern span- nungslos vom Versorgungsnetz getrennt wer- den können muss. Hier können dann Lei- tungsschutzautomaten zum Einsatz kommen, Die entsprechende Charakteristik kann bei LÜTZE den Datenblättern entnommen wer- den. 8.2 Ausgangsseitige Absicherung Neben den unter Punkt 4 beschriebenen Ausgangsverhalten gibt es eine weitere Kennlinie U/I Kennlinie mit einer zusätzlichen Leistungsreserve. All diese Ausgangsverhal- ten sind aber letztendlich nicht dazu geeignet einen übliche Leitungsschutzautomaten sicher anzusprechen. Ursache ist der techni- sche Aufbau dieser Automaten. Eine Lösung bieten nur elektronische Schutzgeräte, die schnell genug auf Überlast oder Kurzschluss reagieren können. Im weiteren besitzen diese Geräte eine hohe Wiederholgenauigkeit über den gesamten Temperaturbereich. Lütze bie- tet mit der LOCC-Box intelligente DC Schutz- bausteine die auch in Feldbus Kommunika- tionssysteme eingebunden werden können. (siehe auch Elektronischer Überlastschutz Seite ). 8.3 Selektivität Selektivität bedeutet Auswahlfähigkeit. In elektrischen Systemen können Sicherungen zueinander selektiv sein („Reihenselektivität“) oder einzelne Stromkreise zueinander („Parallel-Selektivität“). Reihenselktivität Sind Sicherungen zueinander selektiv, löst nur die Sicherung aus, die am nächsten zum Fehler liegt. Sicherungen näher am Energie- einspeisepunkt bleiben unberücksichtigt. Das gewährleistet, dass bei einem einzelnen Fehler möglichst viele Teile der Anlage weiter in Betrieb bleiben, d.h. die Verfügbarkeit wird erhöht. Faustformel: Die Sicherungen müssen sich um zwei Nenngrößen unterscheiden 100 0 50 100 230 VAC 115 VAC 110 120 130 140 150 160 Output Current [%] Output voltage [%] -25 0 75 100 61 71 Temperature [ o C] Power out [%]