Stromversorgung direkt im Feld

Michael Peters, Leiter Vertrieb- und Marketing, MTM Power

Waren bisher zum Erreichen des Schutzgrades IP67 und für den Berührungsschutz für konventionelle Stromversorgungen noch zusätzliche Maßnahmen wie der Einbau in Schaltschränke oder entsprechende Gehäuse notwendig, lassen vergossene Stromversorgungen in IP67 den direkten Einsatz als Plug&Play-Lösung vor Ort zu. Die dezentrale Versorgung garantiert eine konstante Gleichspannung am Verbraucher, ohne durch die bei einer zentralen Versorgung oft vorhandenen Spannungsabfälle aufgrund großer Leitungslängen. Eine flexible Nutzung modularer Strukturen wie in Clustern wird vereinfacht.

Der Einsatz dezentraler Netzgeräte in IP67 direkt bei der zur versorgenden Applikation „on machine“ bietet dem Anwender deutliche Kostenvorteile durch nicht benötigte Schränke oder Gehäuse für die Installation und eine Reduzierung des Installation- und Verkabelungsaufwandes. Durch die Kontaktierung der Primär- und Sekundärspannungen über vertauschungssicher ausgelegte gebräuchliche 7/8-Zoll-Rundsteckverbinder an vorkonfektionierten Anschlussleitungen ebenfalls in IP67 lassen sich diese Stromversorgungen einfach installieren oder austauschen. Über die als Zubehör erhältlichen IP67-T-Verteilerstücke lassen sich primär und sekundär verschiedene Netzstrukturen zum Anschluss mehrerer IP67-Netzgeräte bzw. beliebig vieler Verbraucher ausbauen.

Wahlweise kann der Ausgangspannung der Power-Supplies für dezentrale Versorgung mit einer Leistungsreserve in Form eines Power-Boosts oder als Stromquelle begrenzter Leistung „Limited Power Source“ ausgeführt werden. Der Power-Boost garantiert das Starten kritischer Lasten wie Motoren und großer Kapazitäten oder das Auslösen von Schutzeinrichtung. Als Limited Power Source ausgelegte Netzteile sind zur Versorgung von Stromkreisen mit begrenzter Leistung vorgesehen. Komponenten, die an diesen Stromkreisen betrieben werden, können einfacher und günstiger, z. B. durch Verzicht auf Brandschutzgehäuse, ausgeführt werden. Eine Ausgabe relevanter Parameter wie Betriebsstunden, Gerätetemperaturen und Lastprofilen der jeweiligen Stromversorgung an das übergeordnete System wird für zukünftige Stromversorgungsgenerationen zum Standard gehören. Überlastung und Erreichen der Lebensdauergrenzen lassen sich damit im Vorfeld diagnostizieren. Intelligente Wartungskonzepte werden vereinfacht und kostspielige Ausfälle mit Anlagenstillstand vermieden.

Der hohe Schutzgrad von IP67 bei den Modulen wird durch die Technologie des thermoselektiven Vakuumvergusses garantiert. Die durch MTM Power patentierte Technologie (EP 1 987 708, U.S. Patent No. 8,821,778 B2) erfolgt in einem genau auf das jeweilige Produkt abgestimmten Prozess mit den Hauptstufen Vorwärmung, Vakuumverguss und thermischer Aushärtung. Damit wird die Elektronik mit einem massiven Mantel aus Zweikomponenten-Polyure-than-Vergussmasse versehen. Das Vergießen der kompletten Netzteilelektronik ermöglicht eine Komprimierung der Packungsdichte, verleiht Modulen eine extrem widerstandsfähige Kapselung und macht sie damit besonders belastbar und robust. Weiterer positiver Effekt neben einer deutlichen Erhöhung der Lebensdauer und Unempfindlichkeit gegen mechanischen Stress (Schock und Vibration), Schmutz und Staub ist die Erfüllung der hohen Anforderungen gemäß IP67. Weitere schützende Maßnahmen gegen aggressive Umwelteinflüsse in rauen Umgebungen sind damit nicht notwendig.

Seit 1992 werden bei MTM Power in Mellenbach Schaltnetzteilmodule entwickelt und hergestellt. Mittlerweile sind weltweit über 5 Millionen vergossene AC/DC-Module und DC/DC-Wandler in den verschiedensten Applikationen im täglichen Einsatz. Typische Anwendungsgebiete sind Industrie, Bahn- und Verkehrstechnik, Schiffbau, Telekommunikation sowie Mess- und Medizintechnik.

Die PM-IP67A-Module beispielsweise sind durch den AC- und DC-Weitbereichseingang weltweit universell einsetzbar. Mit einer hohen Packungsdichte und Abmessungen von 170,0 x 85,0 x 35,0 mm bei 50 bis 100 W und 245,0 x 122,0 x 70,0 bei 200 W ermöglichen sie dem Anwender effiziente, Kosten sparende Lösungen unterschiedlicher Stromversorgungsaufgaben im mittleren Leistungsbereich. Es sind Ausgangsspannungen von 5, 12, 15, 24, 36 und 48 VDC bei verschiedenen Leistungen erhältlich. Die Module mit 200 W Ausgangsleistung sind zusätzlich auch als Varianten mit den dualen Ausgangsspannungen von ±12, ±24, ±48 und 12/24 VDC verfügbar. Die vakuumvergossenen Module verfügen über einen Wirkungsgrad von bis zu 90 %. Die Ausgangsspannung arbeitet mit UI-Konstantspannungs-/Konstantstromkennlinie und ist damit auch für Betrieb und Start von kritischen Lasten wie Motoren oder Halogenleuchten geeignet. Die Serie PM-IP67A ist leerlauf- und kurzschlussfest und arbeitet in einem Temperaturbereich von -40 bis +75 °C. Als besonderes Feature sind die IP67-Stromversorgungen mit bis zu 100 W Ausgangsleistung optional als Limited Power Source entsprechend EN/UL 60950-1 und UL 1310 NEC Class II erhältlich. Die Geräte mit 200 W Ausgangsleistung stehen wahlweise mit zwei unabhängigen und galvanisch getrennten sowie LPS-Ausgängen oder mit einem Ausgang mit Power Boost zur Verfügung. Für 4 s liefert der Power Boost bis zu 150 % Nennleistung und bietet damit eine Leistungsreserve zum zuverlässigen Start aller angeschlossenen Lasten. Für den internationalen Einsatz sind die Serien PM-IP67A nach EN/UL 60950-1, UL 508 und anwendbaren Teilen der UL 1310 (LPS, NEC Class II) zugelassen. Die Geräte eignen sich für die Prozessautomation, MTM Power sieht jedoch auch gute Marktchancen auch in der Bahn- und Verkehrstechnik, in der der Signal- und Sicherheitstechnik sowie im Bereich der Lebensmittel verarbeitenden Industrie.