Fontes de alimentação para dispositivos de automação industrial

Uma ampla classe de dispositivos para automação industrial é muito diferente dos eletrodomésticos comuns e, portanto, os requisitos de qualidade para esses dispositivos são muito maiores. Instalações energéticas, edifícios industriais, veículos e equipamentos de transporte em geral — em todas essas áreas hoje existe a automatização de processos realizada através do uso de dispositivos com durabilidade especial, confiabilidade e maior segurança.

As indústrias de petróleo, gás e energia — exigem uma fonte de alimentação confiável e segura. Esses dispositivos devem ser resistentes à vibração, ter uma ampla faixa de temperatura e, às vezes, ser resistentes à radiação.

Obviamente, as fontes de alimentação desses dispositivos de automação industrial sempre atendem aos requisitos de um determinado dispositivo como um todo, porque a fonte de alimentação faz parte desse dispositivo. Se a fonte de alimentação estiver abaixo dos requisitos, todo o dispositivo se torna vulnerável.

As fontes de alimentação na indústria são tradicionalmente montadas em gabinetes em trilhos DIN e, portanto, os gabinetes das fontes de alimentação são projetados para esse tipo de montagem. Alguns fabricantes produzem kits de adaptadores especiais para montagem de fontes de alimentação em um trilho DIN.

Obviamente, as fontes de alimentação para automação industrial têm características específicas e, dependendo das tarefas que são resolvidas usando uma fonte de alimentação específica, todas podem ser divididas em vários tipos: conversores CA / CC isolados, módulos de backup, UPS, fontes de alimentação suportam CC isolado / Conversores CC. Todos esses tipos de fontes de alimentação têm uma coisa em comum - seus parâmetros são estáveis ​​sob várias condições externas.

Os diversos componentes eletrônicos das instalações industriais requerem tensão de operação própria, ou seja, nem todos os componentes possuem a mesma tensão de alimentação. Por esse motivo, os fabricantes de fontes de alimentação para automação industrial garantem a existência de vários canais de diferentes tensões, inclusive bipolares, em um único dispositivo. Existem também fontes de alimentação controladas que são ligadas ou desligadas por um sinal de sensores industriais externos que direcionam um nível lógico para uma entrada dedicada.

Os três principais fabricantes de fontes de alimentação para a indústria — MW, Chinfa e TDK-Lambda — cobrem quase completamente as necessidades dos modernos dispositivos de automação industrial com sua variedade. Ao mesmo tempo, as fontes de alimentação dessas marcas atendem aos requisitos de confiabilidade e segurança e aos requisitos de compatibilidade eletromagnética.

Conversores CA/CC isolados

Fontes de alimentação deste tipo são tradicionalmente usadas como fontes de alimentação estabilizadas básicas.Eles recebem energia da rede elétrica (trifásica ou monofásica) ou de uma fonte de corrente contínua, enquanto a faixa de tensão de alimentação é bastante ampla - de 120 a 370 volts DC.

Este tipo de fonte de alimentação é o mais comum em circuitos elétricos para automação industrial, pois a fonte de alimentação está presente em quase todos os lugares.

Além disso, a gama de características é muito ampla - tensão de saída, corrente máxima, design - todos esses parâmetros variam e os fabricantes em seus sites oferecem uma escolha ao usuário.

Destacam-se as fontes de alimentação com garantia vitalícia (por exemplo, a série HWS da TDK-Lambda), com capacidade de compensar a queda de tensão nos fios, com regulação da tensão de saída e com capacidade de desligar / ligar remotamente .

Algumas séries de conversores AC/DC isolados têm a capacidade de suportar uma sobrecarga dupla com potência nominal por alguns segundos (por exemplo, a série ZWS/BP da TDK-Lambda), o que é muito importante para alimentar motores, quando em modo de sobrecarga , os motores consomem energia significativa por alguns segundos, mas no modo principal o consumo é a metade. Existe a oportunidade de economizar dinheiro na compra de um conversor poderoso.

Chinfa e MW fornecem principalmente conversores especificamente para montagem em trilho DIN. As fontes de alimentação Chinfa tradicionalmente têm saídas para 15 e 5 volts e podem funcionar mesmo em temperaturas de congelamento de até -40 ° C. Todas as fontes de alimentação desses fabricantes podem ser alimentadas de 85 a 264 volts. Para sistemas de automação com potência aumentada, também são fornecidas versões trifásicas de fontes de alimentação.

A maioria das fontes de alimentação para aplicações industriais tem em seu projeto a correção do fator de potência PFC ativo e a capacidade de ajustar a tensão de saída dentro de + -15% da nominal.

Por vezes é necessário ligar várias fontes de alimentação em paralelo para alimentar a carga com uma potência superior ao valor nominal de uma fonte de alimentação; para isso, alguns modelos de conversores CA/CC isolados são equipados com uma chave especial que permite ajustar os circuitos de realimentação de diversas fontes, sendo um dos blocos o mestre, e os demais são colocados no modo escravo. Este esquema difere do esquema utilizado para o problema de redundância, cuja solução será discutida a seguir.

módulos sobressalentes

Tais dispositivos são projetados para melhorar a confiabilidade do sistema quando há risco de falha de um dos conversores. Várias fontes de alimentação são conectadas a um barramento comum com isolamento de diodo e, em caso de falha de uma fonte, a segunda é conectada imediatamente. Externamente, parece conectar diodos de isolamento a fontes de alimentação de backup.

Os módulos sobressalentes garantem a operação contínua do equipamento por um longo tempo sem interromper o ciclo tecnológico - essa é sua principal tarefa. Os diodos de desacoplamento passam a ser feitos estritamente quando necessário, por isso existe uma diferença entre os diodos embutidos na fonte de alimentação e os diodos colocados no módulo de backup.

No segundo caso, a eficiência das fontes de alimentação aumenta. Se uma das fontes de alimentação falhar, ocorre uma troca a quente e o sistema continua a operar.O operador terá que rastrear a falha do dispositivo (de acordo com o esquema de monitoramento de tensão na saída de uma unidade individual) e garantir sua substituição ou manutenção oportuna.

Na maioria das vezes, para fins de automação industrial, é usada uma tensão de 24 volts e os módulos sobressalentes são fabricados principalmente para essa tensão nominal. Se a tensão for de 12 volts, o módulo não conseguirá controlar a tensão em sua entrada e você terá que recorrer à escolha de fontes de alimentação com sistema de controle embutido.

Fontes de alimentação com suporte UPS

São fontes de alimentação com a função de monitorar o estado das baterias e com a função de carregá-las. As fontes de alimentação UPS são conectadas em paralelo com a fonte de alimentação principal e mantêm o nível de tensão correto no caso de falta de energia ou no caso de falha desta fonte de alimentação principal. O carregamento da bateria de backup é suportado ao mesmo tempo. Tais aplicações estão em alta demanda em automação industrial com fontes de backup, especialmente baterias.

O controlador do dispositivo (semelhante aos produzidos pela Chinfa e Mean Well) sempre mantém a carga da bateria no nível correto, não permite descarga e não leva à recarga. Ou seja, a fonte de alimentação combina a função de um UPS (fonte de alimentação ininterrupta).

Cada produto oferecido pelos fabricantes é projetado para baterias de uma determinada capacidade, de acordo com a classificação, e pode ter duas tensões de saída: 24 e 12 volts. Os controladores mais caros têm uma corrente de carga de bateria ajustável, os mais baratos têm um nível constante de corrente de carga, por exemplo, 2 amperes.

Conversores CC / CC isolados

Conversores DC / DC isolados (conversores) são projetados para alterar o nível de tensão DC… Eles são instalados dentro de gabinetes ou módulos de função, porque às vezes os sistemas de automação industrial requerem diferentes tensões DC para diferentes equipamentos.

Assim, por exemplo, se você já possui um conversor AC/DC isolado, mas também precisa obter outra tensão, diferente da já fornecida pelo dispositivo já instalado no gabinete, pode lidar com um conversor DC/DC, será mais barato do que comprar outro. CA/CC.

Os conversores DC / DC isolados para montagem em trilho DIN são produzidos pela TDK -Lambda, que representa uma linha de conversores com um número diferente de canais de saída para potência de 15 a 60 W. Os dispositivos possuem proteção contra inversão de polaridade e um circuito para limitando a corrente de irrupção, bem como a proteção tradicional contra curto-circuito. O LED indicador indica a presença de tensão nominal nas saídas dos canais. É possível desligar e ligar remotamente.

Assim, o mercado moderno de fontes de alimentação para automação industrial está repleto de dispositivos com quaisquer parâmetros que possam ser necessários. A faixa permitirá que você escolha qualquer tensão, potência, fator de forma, opções de controle remoto, função UPS, etc.

Potência acima de 1500 watts pode ser obtida combinando vários blocos em paralelo. Módulos sobressalentes ajudarão a estabelecer uma operação de circuitos sem problemas. Os dispositivos UPS não interromperão o processo. DC -DC — o conversor fornecerá a tensão DC necessária.