Aumentar la automatización de los sistemas industriales para entornos hostiles y potencialmente explosivos, incluidas las líneas de producción, los sistemas de robótica industrial, la infraestructura energética, las refinerías,y líneas de fabricación de semiconductoresLa fuente de alimentación industrial seleccionada por el diseñador del sistema no sólo deberá satisfacer los requisitos de alta potencia de pico y protección contra el retroceso de la fuente de alimentación,pero también cumplen con los requisitos de fiabilidad, durabilidad, seguridad, alta densidad de potencia, alta eficiencia y diversos requisitos complejos de cumplimiento normativo.
En este documento se analizan los retos a los que se enfrentan los diseñadores de sistemas de energía para las exigentes aplicaciones de automatización.explicando cómo ayudan a los diseñadores a enfrentar estos desafíos.
Desafíos del suministro de energía industrial
Los equipos y sistemas electrónicos están expuestos a ambientes industriales duros para líneas de fabricación, sistemas de energía renovable, almacenes de distribución e instalaciones de procesamiento químico.El equipo electrónico puede estar expuesto a temperaturas extremas, humedad, choque mecánico, interferencia electromagnética (EMI), vibración, polvo, contacto químico y atmósferas explosivas.todas estas aplicaciones deben estar diseñadas para garantizar la precisión, precisión, fiabilidad y seguridad.
Como componente central de los equipos electrónicos industriales, la fuente de alimentación industrial soporta la fuente de alimentación regulada de CA y CC.Su salida debe cumplir los requisitos básicos de consumo de energía del equipo conectadoPor ejemplo, los sistemas electromecánicos tales como motores, bombas,y las unidades de control de movimiento requieren corrientes de pico muy altas al arranque y las fuentes de alimentación industriales deben ser capaces de proporcionar estas corrientesEn general, la fuente de alimentación industrial también debe tener funciones de protección contra sobrevoltura, sobrecorriente y sobrecalentamiento.
La fuente de alimentación debe tener una buena capacidad de regulación de voltaje cuando la carga o la línea cambia y garantizar una alta eficiencia.Esto es particularmente importante para las fuentes de alimentación instaladas en recintos compactos, donde la baja eficiencia puede conducir a una acumulación excesiva de calor.
También son importantes las especificaciones generales de las fuentes de alimentación industriales, que deben poder instalarse en máquinas o gabinetes de control con espacio limitado.Las aplicaciones industriales requieren un reemplazo rápido de equipos defectuososEs esencial que las fuentes de alimentación industriales estén certificadas para la seguridad y la compatibilidad electromagnética (EMC).
Certificación de ubicación peligrosa
Los lugares peligrosos (HazLoc) son un área específica de certificación. El Código Nacional de Electricidad (NEC) define un lugar peligroso como un área donde la presencia de gases o vapores inflamables,líquidos inflamables, el polvo inflamable, las fibras inflamables o las pelusas voladoras podrían provocar un riesgo de incendio o explosión.Las fuentes de alimentación industriales y otros equipos electrónicos deben estar certificados específicamente para funcionar en un entorno HazLoc..
Underwriters Laboratories (UL), junto con la Directiva de Equipos para Atmosferas Explosivas (ATEX) de la Unión Europea, establece normas de ensayo para componentes utilizados en lugares peligrosos.Dicha certificación puede demostrar que el equipo certificado cumple las normas mínimas de seguridad pertinentes requeridas para su uso en la zona peligrosa designada..
La certificación tiene en cuenta dos factores: el tipo de materia volátil y la probabilidad de su presencia.La clase 1 incluye los vapores y gases inflamablesLa categoría 2 incluye el polvo combustible, como la harina; la categoría 3 incluye las fibras combustibles y las partículas volantes (pequeños volúmenes de partículas combustibles, como las telas).
La probabilidad de existencia de sustancias peligrosas volátiles determina el tipo de zonificación de las zonas peligrosas.La división 2 abarca los ambientes donde normalmente no se encuentran materiales peligrosos., pero puede estar presente bajo ciertas condiciones.
Fuente de alimentación industrial para aplicaciones HazLoc
La fuente de alimentación de alta eficiencia de la serie TIB-EX (Figura 1) de TRACO Power está diseñada para entornos adversos y lugares peligrosos.El tren DIN es un tipo de tren de metal ampliamente utilizado para instalar equipos de control industrial en el bastidor de equipos o el gabinete de panelesLa serie también ofrece opciones de montaje lateral para un perfil de montaje más bajo para adaptarse a los requisitos de montaje de paneles.Sección 2 (C1D2) y ATEX (EN60079-0), EN60079-7 y EN60079-15) y está certificado EMC.
TIB-EX DIN suministro de energía ferroviaria para TRACO Power
Figura 1: Las fuentes de alimentación para trenes DIN de la serie TIB-EX están certificadas HazLoc C1D2 y EMC, con una potencia nominal de 80 W, 120 W, 240 W y 480 W (fuente: TRACO Power)
La fuente de alimentación HazLoc C1D2 está diseñada para un funcionamiento seguro en zonas que normalmente contienen gases o vapores inflamables, pero que pueden escapar en caso de condiciones anormales, como fugas,fallo del equipo o fallo del sistema de ventilación.
La característica más importante de los equipos C1D2 es que no se convertirán en una fuente de ignición en condiciones normales y accidentales de funcionamiento.Dicho equipo deberá estar diseñado de modo que no emita energía eléctrica o calor suficiente para encender una atmósfera explosiva volátil.Por lo tanto, este tipo de equipo no generará arco ni chispas eléctricas durante el funcionamiento normal, y la estructura del recinto puede limitar la velocidad de entrada de sustancias peligrosas volátiles.
Además de la certificación HazLoc,estas fuentes de alimentación refrigeradas por convector tienen una eficiencia del 88% al 95% (dependiendo del modelo) y pueden funcionar a temperaturas de - 40 ° C a + 60 ° C (carga completa)Potencia nominal de 80 W, 120 W, 240 W y 480 W, tensión de salida de 12 V, 24 V o 48 V, tensión de funcionamiento de 85 VAC a 264 VAC, frecuencia 50/60 Hz.
La fuente de alimentación de la serie TIB-EX es muy adecuada para el entorno industrial, con funciones integrales de protección del funcionamiento, incluida la protección contra la sobre tensión de salida y el cortocircuito.esta serie de suministro de energía puede evitar la caída de voltaje de la línea eléctrica, es decir, la tensión cae a menos del 90% del valor nominal, pero no se desconecta por completo.La serie de fuentes de alimentación cumple con la especificación de inmunidad Sag SEI F47..
La fuente de alimentación TIB-EX también soporta sobrecargas de potencia a corto plazo y mantiene la salida durante hasta 4 s a una sobrecarga del 150%.o actuadores - cargas que generan grandes sobretensiones de corriente en la activación inicial.
Otro fenómeno común en entornos industriales es la potencia inversa, donde cargas como inductores y motores de reducción devuelven el voltaje a la fuente de alimentación.Las fuentes de alimentación de la serie TIB-EX tienen la importante función de proteger el retroceso de la fuente de alimentación para ayudar a prevenir el apagado o la falla causada por dichas cargas.
La fuente de alimentación de modo de conmutación (SMPS) debe cargar inicialmente sus condensadores de entrada, lo que puede resultar en grandes corrientes de entrada cuando la fuente de alimentación se conecta por primera vez a la línea.La mayoría de las fuentes de alimentación SMPS (como la serie TIB-EX) utilizan limitadores de corriente de sobretensiones para controlar esta corriente de sobretensionesEstas fuentes están calificadas para corrientes de sobretensiones de 30 A (230 VAC de entrada), 15 A (115 VAC).
Todos los modelos informan el estado de salida mediante el cierre de contacto DC-OK y los indicadores LED DC-OK en los paneles delantero y lateral.
La fuente de alimentación de 80 W TIB 080-12EX AC/DC DIN (Figura 2) tiene un voltaje de salida nominal de 12 V y una corriente máxima de 6,7 A. La fuente de alimentación es compacta y tiene un tamaño de 3,71 "x 1,26" x 4,50 mm ".