Napájení technologických celků spínanými zdroji

Přehled vybraných požadavků technologií na zdroje lektrické energie

Během řešení napájecí části výrobních výkonově menších (do 10 kW) technologií projektantem je nutné zohlednit nejen základní parametry nutné pro samotný provoz. Pro budoucí spolehlivý, bezpečný a ekonomický chod technologické sekce se vyplatí komplexní přístup k návrhu. Tím lze předejít častému servisu a riziku budoucích nákladných korekcí instalace.

Nejpoužívanější napěťové hladiny v průmyslových technologiích jsou 48/24/12 V. Mezi hlavní požadavky na zdroj el. energie bude patřit schopnost dodat dlouhodobě stabilní výkon i při změně velikosti zátěže. Stabilita zde zahrnuje také minimalizaci obousměrného rušení (z/do napájeného obvodu). Hlediskem volby napájecího zdroje proto může být jeho normou podložená elektromagnetická kompatibilita (EMC).

Obr. 1. Napájecí zdroj s širokým rozsahem vstupního napětí (série WDR)

Dodavatel el. energie téměř vždy smluvně zakotvuje limit odběru jalové energie včetně sankcí za porušování. Rozvahu o velikosti jalové elektřiny usnadní volba zdrojů se zabudovanou korekcí účiníku PFC (Power Factor Correction).

Formy vstupní energie dostupné v místě instalace mohou být atypické. V nabídkách renomovaných výrobců nechybí zdroje s možností napájení sdruženým napětím bez potřeby vodiče N (WDR řada, MEAN WELL).

V aplikaci může vzniknout bezpečnostní požadavek na přídavné galvanické oddělení stejnosměrné sběrnice (DC) od zátěže. Pro tento účel lze využít měničů DC/DC mezi popsanou sběrnicí a zátěží.

Obr. 2. Napájecí zdroj pro náročné podmínky – teplota, prach, vlhkost, otřesy (řada HEP)

Charakter zátěže určuje její vliv na napájecí sběrnici. Před výběrem konkrétního typu zdroje je vhodné ověřit typ jeho zabudovaných ochran. Pro představu, volba zdroje s ochranou proti přetížení konstantním proudem bez časového omezení může vést při nevhodném použití až k tepelným rizikům od zátěže.

Praktické funkce zabudované do moderních napájecích zdrojů mohou usnadnit řízení, regulaci a monitorování stavu napájecí části. Mezi ně patří dálková možnost vypnutí, změna výstupních parametrů (číslicově, analogově), signály korektního výstupu (DC OK), přítomnosti sítě AC (AC OK). Přesnou hodnotu napětí na svorkách zátěže lze automaticky zajistit funkcí SENSE, která kompenzuje úbytek na vedení mezi zdrojem a zátěží.

Obr. 3. Bezventilátorový výkonný (až 2,5 kW) spínaný zdroj (řada UHP)

V neposlední řadě výběr vhodného napájecího prvku podléhá pracovním podmínkám. Zejména teplotě prostředí, vlhkosti, prašnosti nebo i olejnatosti. Pohledem do široké nabídky výrobce MEAN WELL lze vybrat vyhovující typ. Výkonné pasivně nebo vodou chlazené zdroje se hodí pro eliminaci vlivu prachu. Nepřítomnost ventilátoru a ochranný povlak zdrojů zvyšují spolehlivost aplikace a snižují náklady na údržbu.

V průmyslových aplikacích, kde by výpadek napájecí části vinou poruchy znamenal zvýšení nákladů, se osvědčuje použití napájecích zdrojů v redundantním režimu. Po výpadku hlavní sítě AC lze i v průmyslu (řádově kW) využít funkci UPS a podpory záložních akumulátorů.