24 V-Stromkreis präzise freischalten

Anbieter zum Thema

FAULHABER Antriebssysteme

Maxon Motor GmbH

Actronic-Solutions GmbH

Weidmüller Interface GmbH & Co. KG

Elektromagnetische Leitungsschutzschalter für einfache Absicherung

Eine einfache und kostengünstige Absicherung von Leitungen geschieht mit elektromagnetischen Leitungsschutzschaltern, sie haben einen magnetischen und thermischen Abschaltmechanismus. Es gibt sie in vier Empfindlichkeitsklassen – Charakteristik A bis D. In der Praxis setzt der Anwender in der Regel LS-Schalter mit B- und C-Charakteristik ein, denn die A-Charakteristik ist sehr flink und die D-Charakteristik ist sehr träge. Der in den Auslösekennlinien angegebene Auslösestrom für die magnetische Abschaltung gilt nur für Wechselstrom. Bei Gleichstrom muss je nach Hersteller ein Korrekturfaktor von 1,2 bis 1,5 eingesetzt werden. Der thermische Auslösemechanismus ist bei allen vier Klassen gleich. Gemäß den Kennlinien kann es z.B. beim 1,5-fachen Nennstrom zwischen 20 s und 30 min dauern bis der Leitungsschutzschalter den Stromkreis öffnet. Dieser Zustand ist nicht hinnehmbar. Entscheidend für eine zuverlässige selektive Lastabsicherung ist die Auslösung der LS-Schalter in höchstens 10 ms. Nur so bleibt eine unterbrechungsfreie Steuerspannung erhalten und es besteht die Möglichkeit zu einem kontrollierten Herunterfahren der Maschine.

Kapazitätsmodul – zusätzliche Pulsenergie für kurze Auslösezeiten

Schaltnetzteile lassen nur einen limitierten „Überstrom“ zu. Sie begrenzen selbst im Kurzschlussfall den Strom auf 110-150%, was letztlich auch ihre Kurzschlussfestigkeit ausmacht. In diesen prinzipbedingten positiven Eigenschaften liegt das Problem. In der Regel kann der maximal mögliche Ausgangsstrom eines getakteten Netzteils nur das etwa 1,1-fache seines Nennstroms betragen. Der Laststrom wird durch das Abregeln der Ausgangsspannung begrenzt. Aufgrund dieser technischen Eigenschaften liefern Schaltnetzgeräte keinen oder nur einen begrenzten dynamischen Ausgangsstrom. Abhilfe schafft hier ein zusätzlich in den Stromkreis integrierter Energiespeicher, der schnell anspricht und bei einem Last-Fehler seine Leistung sofort und ungefiltert abgibt und damit den Leitungsschutz gezielt auslöst. Diese Eigenschaften hat das Kapazitätsmodul der Stromversorgungsfamilie PRO-M. Es wird zusätzlich in den Stromkreis geschaltet, einfach durch Parallelschaltung zum Netzgeräteausgang. Die Funktionalität des Kapazitätsmoduls basiert auf dem Prinzip der Impulsauslösung. In sehr kurzer Zeit liefern die Module zusätzliche Energie und lösen so gezielt den Leitungsschutz in ein bis drei Millisekunden aus. Der Einsatz eines Kapazitätsmoduls hat einen weiteren Vorteil: Die bereitgestellte, zusätzliche Energiereserve läßt Verbraucher mit einem hohen Anlaufstrom sicher und zuverlässig anlaufen. Nicht immer vermeidbare, hohe Stromspitzen während des Betriebes, werden durch das Kapazitätsmodul gepuffert und entlasten so das Netzteil und stabilisieren zusätzlich die Steuerspannung.

Da für das gezielte Auslösen der LS-Schalter auch die Leitungsimpedanz maßgeblich ist, hat Weidmüller seine Module mit verschiedenen Leitungslängen und -querschnitten getestet.

Kapazitätsmodul sorgt für hohe Anlagenverfügbarkeit

Das Stromversorgungs- und selektive Absicherungskonzept von 24 V-Stromkreisen entscheidet über die Anlagenverfügbarkeit einzelner Automatisierungssysteme bis hin zu komplexen Fertigungsstrassen. Deshalb gilt es diese Komponenten sehr sorgfältig auszuwählen. Die Weidmüller Palette an Stromversorgungslösungen in Verbindung mit dem Kapazitätsmodul, das mit einem hohen Impulsstrom gezielt Leitungsschutzschalter auslöst, unterstützt die Anforderungen der Automatisierer und ermöglicht eine hohe Anlagenverfügbarkeit. (jup)

* *Dipl.-Ing. Klaus Schürmann ist Produktmanager Elektronik bei Weidmüller

(ID:29604770)