Уникнення простоїв у промислових установках - Проблема живлення
Зниження витрат
Уникнення простоїв у промислових установках - Проблема імпульсного живлення 24 В постійного струму
Ця довідка описує проблему поєднання імпульсних джерел живлення та традиційних автоматичних вимикачів та пояснює переваги нової технології електронних вимикачів. Це також пояснює, як вирішити давно відому проблему щодо захисту промислового обладнання, що постачається імпульсними джерелами живлення.
Як реагують джерела живлення постійного струму 24 В на струмові перевантаження?
У звичайному джерелі живлення, оснащеному трансформатором, перевантаження струмом спричиняє поступове зменшення вихідної напруги (P = U x I). Наприклад, при подвоєному номінальному струмі джерело живлення буде забезпечувати лише половину нормальної напруги (див. Рис. 1). Зниження напруги живлення може призвести до відключення елементів управління, підключених до мережі живлення, оскільки для їх правильної роботи потрібно мінімум 18 вольт.
З іншого боку, імпульсні джерела живлення розроблені для швидкого відключення напруги живлення, коли їх загальний струм навантаження перевищує 110% від номінального струму.
Ця функція була розроблена виробниками джерел живлення як самозахист джерела живлення. Як результат, крива перевантаження імпульсного джерела живлення значно відрізняється від кривої звичайного джерела живлення трансформатора (див. Рис. 2). Захист, який зазвичай вбудований в блок живлення, має функцію електронного перемикача з швидкою реакцією. Більшість компонентів, підключених до джерела живлення, мають ємнісний компонент, коли вони ввімкнені. Зарядний струм цих конденсаторів може досягати значення набагато вище номінального струму джерела живлення, що може призвести до його відключення. Виробники імпульсних джерел живлення розробили свою продукцію таким чином, що вони стійкі до цього явища. Якщо стан перевантаження залишається наявним, джерело живлення спробує кілька разів подати більший струм, а потім вимкнеться, якщо поточна потреба залишається вище номінального струму, цей режим називається "гикавка".
Вибірковий захист від навантаження
Коли до одного джерела живлення підключено декілька навантажень, перевантаження лише одного з навантажень, яке не коригується швидко, призведе до вимкнення джерела живлення та падіння напруги живлення до всіх інших підключених навантажень. Для індивідуального захисту ланцюгів, підключених до одного джерела живлення, інженер-розробник розміщує тепловий або магнітотермічний вимикач між напругою живлення та кожним навантаженням.
Дилема
Розглянемо той самий сценарій, використовуючи імпульсний блок живлення для живлення термомагнітного вимикача. Як описано вище, максимальний струм, що подається від імпульсного джерела живлення, становитиме 11 А (110% від номінального струму). Отже, будь-яке перевантаження в будь-якому з навантажень, що приводить загальний струм навантаження до значення, що перевищує 11 А, змусить імпульсний джерело живлення зменшити вихідну напругу або перейти в режим гикавки. У тому ж випадку, що і вище, автоматичний вимикач не спрацює, вихідна напруга дорівнює нулю, і інженер буде мати проблеми з виявленням, яке навантаження було несправним.
Технологія електронного захисту електричних ланцюгів
Давайте тепер розглянемо “інтелектуальний” електронний вимикач, що дає можливість захистити кожну ланцюг постійного струму, краще контролювати значення струму в ланцюзі та точніше визначати, за яких умов повинна бути спричинена спрацювання.
Хоча основи електронного захисту електричних ланцюгів відомі давно, електронні вимикачі - це нова технологія, яка застосовується для захисту електричних ланцюгів. Звичайні вимикачі використовують одну з чотирьох технологій: теплову, магнітотермічну, магнітну або високоефективну. Механізми відключення цих автоматичних вимикачів, що базуються на цих технологіях, спрацьовують при русі теплового біметалу або металевої частини, що приводиться в дію електромагнітною котушкою. З іншого боку, електронні вимикачі засновані на транзисторах, і всі скорочення навантаження контролюються електронно, а не механічно.
Розумні електронні протектори
Згідно з ETA, основною функцією “інтелектуального” електронного захисника має бути терпіння миттєвого перевантаження струму і одночасно обмеження максимального струму, що протікає в навантаженні, до 1,8 разів від його номінального струму, його діапазон номінального струму. номінали від 1 до 12 А. Це повинно мати можливість легкої інтеграції в систему подачі напруги, щоб забезпечити захист електричних ланцюгів у промислових установках, що постачають, наприклад, датчики, виконавчі механізми, польові муфти або програмовані контролери.
Застосування в реальному середовищі
Виробник автомобілів вже кілька років використовує електронні вимикачі від компанії E-T-A. З моменту встановлення нових електронних вимикачів, його інженери-виробники спостерігали значне зменшення перебоїв у виробничій лінії, зменшуючи при цьому витрати на відключення на 800 євро за хвилину безперебійного виробництва.