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Für jeden Netzausfall gewappnet

Puffermodule verhindern Schäden in Maschinen und Anlagen (Halle 9, Stand 9112)
Für jeden Netzausfall gewappnet

Bleiben Maschinen und Anlagen als Folge von Netzausfällen abrupt stehen, dann sind die Folgen oft kostenintensiv und ihre Beseitigung zeitraubend. Mit unterschiedlichen Konzepten zur Überbrückung von Netzausfallen können solche Auswirkungen eingegrenzt werden. Am besten funktioniert das mit Puffermodulen, wie sie auch von Murrelektronik angeboten werden. Die leistungsfähigen Module des Herstellers ermöglichen das zielgerichtete Herunterfahren bei längeren Netzausfällen.

DER AUTOR Manuel Senk ist Produkt-manager Interface & Mico bei Murrelektronik GmbH in Oppenweiler www.murrelektronik.com

Elektrokonstrukteure und Maschinenplaner setzen gerne moderne Schaltnetzteile mit einer handelsüblichen Netzüberbrückungszeit von mehr als 20 ms ein. Innerhalb dieser Zeit speist das Netzgerät den Ausgangsstrom aus der im internen Speicher enthaltenen Energie. Dies dient zur Überbrückung von kurzen Netzschwankungen und Stromausfällen. Das ist in vielen Fällen auch ausreichend.
Nicht selten treten allerdings längere Ausfallzeiten auf, 180 ms sind da keine Ausnahme. Bleibt eine Maschine oder Anlage nun mangels einer 24-VDC-Steuerspannung mitten in einem Arbeitsgang abrupt stehen, dann müsste ein komplizierter Wiederanlaufprozess eingeleitet werden. Unter Umständen muss beispielsweise ein Bohr- oder Fräskopf, der sich im Werkstück verkeilt hat, aufwändig wieder freigesetzt werden. Vielleicht müssen die Achsen und Motoren der Anlage auf den Nullpunkt gefahren werden, um ein geordnete Wiederanlaufen zu gewährleisten. Das alles kann – wie auch die Fehlersuche – viel Zeit in Anspruch nehmen, wobei ein Produktionsstillstand schnell hohe Kosten verursacht.
Es ist deshalb eine logische Folge, dass die Verantwortlichen für die Maschinenelektronik ihre Systeme so auslegen, dass auch bei einem längeren Netzausfall die Möglichkeit gegeben ist, Maschinen und Anlagen noch zielgerichtet herunterzufahren. Die Bremsen der Servoantriebe sollen die Möglichkeit haben, sicher einzufallen. Den Steuerungskomponenten soll die Zeit zugestanden werden, um aktuelle Prozesse ordnungsgemäß abzuschließen und Daten abzuspeichern.
Puffermodule mit Ultrakondensatoren
Abhilfe schaffen Puffermodule auf der Basis von Ultrakondensatoren. Dabei wird die Energie in Hochleistungskondensatoren gespeichert und bei Bedarf abgegeben. Ein großer Vorteil besteht darin, dass kondensatorgestützte Puffermodule wartungsfrei sind. Zum Vergleich: Die bei klassischen USV-Systemen eingesetzten Blei-Gel-Akkus müssen entsprechend festgelegter Wartungsintervalle regelmäßig – zum Beispiel im Abstand von drei Jahren – ausgetauscht werden, da sie nur für eine vergleichsweise geringe Anzahl an Ladezyklen geeignet sind und auch nur eine vergleichsweise geringe Lebenserwartung haben. So entstehen turnusmäßig immer wieder Kosten für neue Akkus sowie die Kosten für den Service-Einsatz zum Tausch der Akkus. Bares Geld, das sich durch den Einsatz von Puffermodulen einsparen lässt. Puffermodule indes werden einmal installiert, sie haben dann (bei einer Umgebungstemperatur von 40 °C) eine Lebenserwartung von 15 Jahren. Bei niedrigeren Temperaturen steigt die Lebenserwartung auf bis zu 60 Jahre.
Das neue Murrelektronik-Puffermodul Emparro Cap 20/24 1s wurde für einen Laststrom von 20 A entwickelt. Es puffert diesen für einen Zeitraum von mehr als einer Sekunde komplett – und dabei ist der Kapazitätsverlust, der auch bei Kondensatoren durch Alterung entsteht, bereits eingerechnet. Diese umfangreiche Überbrückungszeit deckt auf der einen Seite konsequent alle kurzen und mittleren Netzunterbrechungen, auf der anderen Seite bietet sie bei länger anhaltenden Netzausfällen die Gewähr, die zu puffernde Peripherie zielgerichtet herunterfahren zu können. Durch diese Technologie können Verfügbarkeit und Produktivität von Maschinen und Anlagen mit geringen Kosten gesteigert werden. Der Aufwand für die Installation amortisiert sich oft schon bei der ersten Netzunterbrechung, deren Auswirkungen erfolgreich „überbrückt“ werden.
Viele Jahre wartungsfrei
Obwohl Emparro Cap eine sehr lange Pufferzeit bietet, ist das Modul kompakt gebaut. Es ist nur 65 mm breit und verursacht damit nur den gleichen Platzbedarf wie herkömmliche Module, bietet dafür aber eine fünfmal längere Pufferzeit. Der weite Temperaturbereich von 100 K von -40 bis +60 °C ermöglicht den Einsatz in einem weiten Feld an Applikationen, auf der einen Seite zum Beispiel in der ausgesprochen kalten Umgebung von Windkrafträdern, auf der anderen Seite in sehr warmen Schaltschränken und Klemmenkästen.
Wartungsfreie und einfach anzuschließende Anschlussklemmen in Push-In-Federkrafttechnik erleichtern den Monteuren die Installation und reduzieren den Zeitaufwand dafür. Ein am Produkt angebrachter Data- Matrix-Code erschließt den direkten Zugang zu Datenblättern und Produktinformationen. Emparro Cap stellt damit eine optimale Ergänzung zu den Schaltnetzgeräten des Herstellers dar. Aufgrund abgestimmter Technologien, einem einheitlichem Handling und Erscheinungsbild bietet die Stromversorgungsfamilie einen echten Mehrwert.

INFO-TIPP
Einen umfassenden Überblick über die Technik der Ultrakondensatoren gibt die Seite:
http://de.wikipedia.org/wiki/Superkondensator

PRAXIS PLUS
Emparro Cap – kurz und bündig:
  • lebenslang wartungsfrei durch den Einsatz von Ultrakondensatoren
  • Pufferzeit größer 1 s bei Volllast von 20 A
  • Metallgehäuse mit optimalen EMV-Eigenschaften
  • geringe Baubreite
  • großer Temperaturbereich von -40 °C…+60 °C
  • Datamatrix-Code auf der Vorderseite für den direkten Zugang zu Datenblättern
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