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Stromversorgung So schlägt das Herz in modularen Fertigungsanlagen gleichmäßig

| Autor / Redakteur: Frank Zeiger / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Werden Fertigungsanlagen modular aufgebaut, können sie nach den Bedürfnissen der Anwender zusammengestellt werden und wachsen mit den Anforderungen. Die Stromversorgungen Uno Power liefern immer genug Energie an jedem Fertigungsmodul.

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Dezentrale Schaltkästen befinden sich an jedem Modul der Fertigungsstraße.
Dezentrale Schaltkästen befinden sich an jedem Modul der Fertigungsstraße.
(Bild: Phoenix Contact)

In der Elektronikfertigung sind Löten, Kleben, Montieren und Fördern gängige Prozesse. Diese können sowohl an Handarbeitsplätzen als auch in vollautomatischen modularen Fertigungsstraßen mit Rückführungsstrecke ablaufen. Damit elektrische Fertigungsanlagen verfügbar und betriebssicher sind, ist es entscheidend, ausreichend Versorgungsenergie vorzuhalten.

Das „Herz“ einer solchen Linie sind die Stromversorgungen, die kontinuierlich die notwendige elektrische Energie bereitstellen müssen. Daher sollte die passende Stromversorgung genauso kritisch und sorgfältig wie die übrigen Anlagenkomponenten ausgewählt werden. Denn, um im Bild zu bleiben, wieviel Leistung kann von einem Organismus mit einem unregelmäßigen Herzschlag erwartet werden?

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Advantage – dezentrale Versorgung

Wie eine Arterie durchzieht das Versorgungsnetz die gesamte Fertigungsstraße und versorgt die dezentral installierten Schalt- und Verteilerschränke. Dies hat den Vorteil, dass leitungsbedingte Spannungsabfälle zwischen der Stromversorgung und den Verbrauchern wie Steuerung, Sensorik und Aktorik verhindert werden. Ein weiterer positiver Nebeneffekt ist, dass genau die Leistung bereitgestellt wird, die auch benötigt wird.

Ebenso entfällt bei einer kompakten dezentralen Stromversorgung das sonst notwendige Vorhalten von teurem Platz in einem zentralen Schaltschrank. Teilanlagen lassen sich autark aufbauen und testen.

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Stromversorgungen Uno Power
Auch kleine Lasten von 100 W sicher versorgt

Für Verbraucher mit geringer Leistungsaufnahme bis 100 W eignen sich die Stromversorgungen Uno Power mit Basisfunktionalität.

Neben der Standard UL-Zulassungen UL 508 und UL 60950 sind diese zusätzlich nach UL 1310/508 Listed Class 2 zertifiziert. Diese grundlegende Definition der amerikanischen Sicherheitsvorschrift NEC Class 2 sieht eine Stromquelle mit maximal 100 W Ausgangsleistung vor. In Anwendungen, die ohne sekundärseitige Sicherung arbeiten, bietet diese Begrenzung Sicherheit im Produktionsalltag.

Es gibt insgesamt 15 Module. Drei Gehäuse mit den Maßen 22,5 / 35 / 55 x 90 x 84 mm (Breite x Höhe x Tiefe) sparen aufgrund ihrer Leistungsdichte von 240 W/dm³ Platz im Schaltschrank. Die Stromversorgungen für 5, 12, 15, 24 und 48 V DC Ausgangsspannung bieten Leistungsklassen von 25, 30, 40, 55, 60, 90 und 100 W.

Sparen Energie und leben länger

Hinsichtlich der Energieeffizienz sind die Netzteile Uno Power, laut Frank Zeiger, führend in ihrer Klasse. Durch niedrige Leerlaufverluste unter 0,3 W und einen optimierten Wirkungsgrad spart ihr Einsatz im Vergleich zu handelsüblichen Produkten Energie.

Der Wirkungsgrad, der sich aus dem Quotienten der Ausgangswirkleistung zur Eingangswirkleistung ergibt, ist mit bis zu 90 Prozent deutlich höher als bei vergleichbaren Geräten. Daher setzen die Netzteile weniger elektrische Energie in unerwünschte Wärmeenergie um. Das senkt nicht nur den Stromverbrauch, sondern wirkt sich außerdem lebensverlängernd auf die Bauteile aus.

Uno UPS ist eine kompakte unterbrechungsfreie Stromversorgung mit integriertem Energiespeicher.
Uno UPS ist eine kompakte unterbrechungsfreie Stromversorgung mit integriertem Energiespeicher.
( Bild: Phoenix Contact )

In diesem Jahr wird das Produktportfolio der Stromversorgungen Uno um eine unterbrechungsfreie Stromversorgung mit integriertem Energiespeicher für Lasten bis 60 W erweitert. Frank Zeiger: „Die technischen Daten, wie die Umgebungstemperatur im Betrieb von -15 bis 50°C und dem MTBF-Wert von mehr als 1,4 Mio. Stunden sind ein Alleinstellungsmerkmal im Markt.“

Weltweit einsetzbar dank Weitbereichseingang

Bei der Auswahl einer Stromversorgung muss der Planer berücksichtigen, dass es unterschiedliche Möglichkeiten gibt, um ein Gerät an verschiedenen Versorgungsspannungen zu betreiben. Die einfachste Variante ist ein Wahlschalter an der Stromversorgung, der vor Inbetriebnahme auf 115 V oder 230 V eingestellt wird.

Werden Anlagen oder Anlagenteile zum Beispiel in Nordamerika getestet, muss vor Inbetriebnahme bei einem Kunden in Brasilien die zulässige Eingangsspannung manuell neu eingestellt werden. Bei Netzteilen mit der Funktion Auto-Range wird der mögliche Eingangsspannungsbereich automatisch erkannt und eingestellt. Eine Elektronik ermittelt anhand der ungeglätteten Eingangsspannung, ob beispielsweise 115 V oder 230 V anliegen. Kommt es aber im Versorgungsnetz zu Spannungseinbrüchen, wird die wiederkehrende Spannung häufig falsch erkannt. Als Folge kann die Stromversorgung zerstört werden und damit die Anlage zum Stillstand kommen. Ein solches Szenario wird mit Stromversorgungen von Phoenix Contact vermieden, da die Geräte einen Weitbereichseingang besitzen, so dass keine manuelle Auswahl der Eingangsspannung getroffen werden muss.

Dies gelingt aufgrund der besonderen Schaltungstopologie und der Verwendung hochwertiger Bauteile, insbesondere der Schalttransistoren. Die Bauelemente sind für einen weiten Eingangsspannungsbereich ausgelegt, der die wichtigsten weltweiten Versorgungsnetze abdeckt.

Sinnvoll sind bei einphasigen Stromversorgungen Spannungen von 85 bis 264 V sowie ein Frequenzbereich von 45 bis 65 Hz. Im Vergleich zu Netzteilen mit Festspannungseingang arbeiten Netzteile mit Weitbereichseingang auch zuverlässig bei starken Spannungsschwankungen infolge instabiler Versorgungsnetze.

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