Промышленные источники питания Traco Power для работы в жестких условиях

Модули ИП для монтажа на DIN-рейку Traco Power

Модули промышленных ИП для монтажа на DIN-рейку компании Traco Power можно разделить на три основных семейства:

• мощностью 15–480 Вт;
• высокопроизводительные мощностью 70–600 Вт;
• в низкопрофильных металлических корпусах мощностью 50–600 Вт.

Надежность работы и безопасность большинства модулей подтверждена следующими сертификатами, представленными в таблице 1.

ИП мощностью 15–480 Вт

В семейство входят модули AC/DC-преобразователей серий TBL, TBL-BC, TCL, TCL-DC, TPC и TSPC (рис. 1, таблица 2).

Рис. 1. Модуль серии TBL

Механическая конструкция модулей TSPC аналогична конструкции модулей TSP, предназначенных для эксплуатации в жестких промышленных условиях, но их стоимость значительно ниже за счет отсутствия некоторых электрических функций. ИП серии TBL выпускаются в низкопрофильных пластмассовых корпусах, которые удобны для крепления в монтируемые на стену панели управления, используемые для автоматизации зданий, сооружений и промышленных объектов. Эта продукция удовлетворяет требованиям безопасности UL 1310 class II, которые обязательны для устройств коммерческих и бытовых приложений. В серию входят также модули TBL-BC 60 Вт источников бесперебойного питания, снабженные системой управления аккумуляторными батареями.

В популярной серии TCL имеются также модели TCL-DC с постоянным входным напряжением. Они выпускаются с винтовыми клеммами или клеммами с подпружиненными контактами.

Все серии удовлетворяют основным международным стандартам безопасности.

Высокопроизводительные ИП мощностью 70–600 Вт

ИП серии TSP (рис. 2, таблица 3) выпускаются в защищенном металлическом корпусе, который обеспечивает исправную работу при ударах и вибрациях, часто встречающихся на производстве и особенно на транспорте. Модули защищены от сильных бросков напряжения и имеют запас по выходной мощности. Рабочий температурный диапазон составляет –25…+70 °C. Все модели имеют функцию удаленного включения/выключения и выход сигнала Alarm («тревога»). В пакет сертификатов безопасности входят ATEX 94/9/EC и отчет о тестировании по IECEx для устройств, эксплуатирующихся в условиях агрессивной среды.

Рис. 2. ИП серии TSP

Семейство подразделяется на три основные серии:

• TSP — модули с однофазным входом для стандартных сетей 115/230 В AC;
• TSP-WR — модули с ультрашироким диапазоном входного напряжения 85–550 В AC для однофазных и многофазных сетей (двухфазный режим);
• TSP-3P — модули с трехфазным входом, оптимизированные по стоимости в качестве замены обычным трансформаторам. Они имеют 200%-ный запас по пиковой мощности в течение 5 с (для моторов, кранов и другого оборудования с высоким пусковым током).

Для системных приложений имеются три дополнительных функциональных модуля (для серий TSP и TSP-WR):

• модуль управления аккумуляторной батареей для систем резервирования DC-питания;
• модуль буфера выходного напряжения (без аккумуляторной батареи);
• модуль резервирования ИП.

ИП мощностью 50–600 Вт

В популярную серию TIS (рис. 3, таблица 4) входят ИП для монтажа на DIN-рейку в низкопрофильном защищенном металлическом корпусе (высота 57 мм для модулей мощностью 50–150 Вт и 83 мм для модулей мощностью 300–600 Вт). Для системных приложений базовые модели можно расширить встраиваемыми функциональными модулями для организации систем с горячей заменой типа N+1 и блоком управления аккумуляторной батареей, для организации систем бесперебойного питания (DC back-up).

Рис. 3. ИП серии TIS

Наиболее интересными с коммерческой точки зрения являются ИП серии TSP, которые и будут подробно рассмотрены дальше.

ИП семейства TSP для жестких условий эксплуатации

Модули TSP предназначены для работы в жестких промышленных условиях эксплуатации, включая работу в агрессивной среде, а также при ударах и вибрации. В семейство входят следующие модули:

• базовые модули ИП TSP мощностью 90–600 Вт;
• модуль резервирования ИП TSP–REM;
• буферный модуль TSP–BFM24;
• модули управления аккумуляторными батареями TSP–BCM24/48;
• батарейный блок TSP–BAT;
• модули ИП для жестких условий эксплуатации TSPC мощностью 80–480 Вт;
• модули высокопроизводительных ИП TSP-WR мощностью 180–600 Вт.

Перейдем к подробному рассмотрению каждого типа модулей.

Модули TSP на мощность 90–600 Вт

Серия TSP является новым поколением высокопроизводительных ИП для монтажа на DIN-рейку (рис. 4). Основное их предназначение — надежная работа в сложных условиях заводских помещений. Модули TSP обладают превосходными электрическими характеристиками и высокой защищенностью от электромагнитных помех. Это делает их наилучшим решением для питания чувствительных к качеству питающего напряжения устройств в промышленных системах управления процессами, в станках и других требовательных промышленных приложениях.

Рис. 4. Модули серии TSP

Для интеграции в сложные системы все модули выдают сигнал DC-OK и поддерживают функцию дистанционного включения/выключения. Допускается долгое время работы при коротком замыкании в цепи нагрузки. Кроме того, возможна дополнительная функция резервирования ИП с реальным разделением нагрузки на подключаемые параллельно блоки. Другой дополнительной функцией является организация блока бесперебойного питания по выходным цепям (DC-UPS) с автоматическим контролем аккумуляторной батареи резервного питания. С помощью джамперов можно выбрать нормальный режим работы, режим параллельной работы или работы в качестве зарядного устройства для аккумуляторной батареи.

Модули TSP удовлетворяют всем новейшим стандартам безопасности и ЭМС для промышленных условий эксплуатации и доступны также с сертификацией ATEX для работы в агрессивных средах (class I, division 2). Модуль TSP090-124N удовлетворяет спецификации NEC class 2.

Выпускаются модули TSP в защищенных металлических корпусах и предназначены для работы при температуре –25…+70 °C. В таблице 5 приведены основные параметры модулей.

Сертификаты:

• ЭМС по стандарту EN 61204-3 для промышленных источников питания SEMI F47.
• Уровня безопасности для промышленных устройств: IEC/EN 60950-1; UL/cUL 60950-1; UL 508, CSA-C22.2 No.107; EN/UL 60079-154 ATEX 94/9/EC, IECEx (Opt. EX)4 ANSI/ISA 12.12.01.
• Степени защиты от ударов и вибраций: IEC 60068-2.

Модуль резервирования ИП TSP–REM

С помощью этого модуля и двух обычных ИП серии TSP (одного типа) возможно построение настоящей системы резервного питания высокой надежности без использования дополнительных компонентов (рис. 5). Модули позволяют равномерно распределять ток между подключенными на их выход нагрузками. Система на базе модуля TSP–REM является по-настоящему резервированной и обеспечивает нормальное питание нагрузки, даже если один из подключенных блоков питания выйдет из строя, например из-за короткого замыкания по выходу. В случае если один из источников питания выйдет из строя или будет отключен (например, для проведения профилактических работ), оставшийся источник будет отдавать в нагрузку полный выходной ток. Модуль следит за состоянием подключенной к нему нагрузки и в случае возникновения неполадок выдает сигнал аварии. Входы модуля снабжены схемами горячей замены и позволяют коммутировать ток до 15 А каждый.

Рис. 5. Модуль TSP–REM

В таблице 6 приведены основные параметры, а на рис. 6 — типовая схема включения модуля TSP–REM.

Рис. 6. Типовая схема включения модуля TSP–REM

Наработка на отказ при +25 °C в соответствии с IEC 61709 составляет: для TSP–REM360 >2×10⁶ ч, для TSP–REM600 — >1,9×10⁶ ч.

ИП имеют следующие сертификаты безопасности: UL 508, CSA (UL60079-15-2 class 1, division 2), CB test certificate IEC 60950-1 (SIQ for EN), II3G Ex nA nC llC T4 Gc, BG certificate.

Буферный модуль TSP–BFM24

Буферный модуль TSP-BFM24 (рис. 7) позволяет сохранять на постоянном уровне выходное напряжение блока питания 24 В DC после событий brown-out или падения напряжения в течение 10 периодов частоты 50 Гц при полной нагрузке. В течение этого буферного периода за счет внутреннего банка конденсаторов большой емкости обеспечивается поддержание выходного напряжения на уровне 24 В DC. Для большинства систем такой буферный модуль является идеальной и экономически выгодной альтернативой системы бесперебойного питания, основанной на аккумуляторных батареях. При включении ИП буферные конденсаторы начинают заряжаться. Это занимает приблизительно 30 с, поле чего выставляется сигнал «READY» с гальванической развязкой. При пропадании напряжения питания банк конденсаторов начинает разряжаться, обеспечивая на выходе буферного модуля номинальное выходное напряжение. Это состояние индицируется сигналом «POWER FAIL». Типовое время удержания выходного напряжения составляет 200 мс при токе нагрузки 25 А и 4 с при токе нагрузки 1,2 А. Через 4 с буферное устройство отключает выходное напряжение. Режим работы модуля отображается также светодиодным индикатором на передней панели. Главным преимуществом такого буферного решения является необслуживаемый режим (за счет отсутствия аккумуляторных батарей) и полное сохранение функциональных возможностей в течение всего срока службы.

Рис. 7. Буферный модуль TSP-BFM24

Основные параметры модуля TSP-BFM24 приведены в таблице 7, а схема включения — на рис. 8.

Рис. 8. Схема включения TSP–BFM24

Наработка на отказ составляет >3,3×10⁶ ч. Модуль имеет сертификат безопасности IEC 60950-1 (SIQ для EN).

Модули управления аккумуляторными батареями TSP–BCM24/48

Модуль профессионального управления аккумуляторными батареями служит для заряда и мониторинга внешних кислотных аккумуляторных батарей (рис. 9). Совместно с ИП серии TSP данный модуль позволяет сконфигурировать превосходную систему бесперебойного питания (DC-UPS). Подключенная аккумуляторная батарея будет заряжаться при помощи внешнего блока питания и поддерживаться в заряженном состоянии. В случае пропадания питающего напряжения батарея будет обеспечивать напряжение питания для нагрузки, пока не разрядится. Как следствие, выходное напряжение системы будет определяться напряжением на аккумуляторе. Для предотвращения чрезмерного заряда внешний температурный датчик TSP-TS (термистор с отрицательным ТКС сопротивлением 10 кОм с 2-м кабелем) автоматически подстраивает напряжение, необходимое для окончательной зарядки батареи, что позволяет существенно увеличить срок ее службы.

Рис. 9. Модуль TSP–BCM24/48

Батарея защищается и от глубокого разряда. Модуль постоянно отслеживает состояние основной шины питания и батареи и отображает аварийные состояния соответствующими светодиодами и уровнями на сигнальных выходах. Кроме того, модуль имеет входы удаленного включения/выключения, позволяющие отключать как ИП, так и аккумулятор.

Основные параметры модулей TSP–BCM24/48 приведены в таблице 8, а типовая схема включения — на рис. 10.

Рис. 10. Типовая схема включения TSP–BCM24

Наработка на отказ при +25°C по IEC 61709 составляет >1,5×10⁶ ч. ИП TSP–BCM24 имеют сертификаты безопасности CB test certificate IEC 60950-1 (SIQ for EN) и BG certificate.

Батарейный блок TSP–BAT

Батарейный блок (аккумулятор) TSP battery packs спроектирован для создания совместно с модулем управления аккумуляторами TSP-BCM законченной системы бесперебойного питания (DC-UPS). В модуле используются широко распространенные кислотные аккумуляторные батареи VRLA производства компании Panasonic (рис. 11). Два 12-В аккумулятора включены последовательно и размещены в корпусе из нержавеющей стали с интегрированным разъемом. В комплект поставки входит также силовой кабель.

Рис. 11. Батарейный блок (аккумулятор) TSP battery packs

Основные параметры модулей TSP-BAT24 приведены в таблице 9.

Срок службы аккумуляторов составляет 3–5 лет, в зависимости от их типа. В комплект поставки входит кабель удаленного управления Remote link cable длиной 0,5м (код по каталогу для заказа TSP-JC).

ИП TSPC мощностью 80–480 Вт

Модули TSPC являются высокопроизводительными ИП для монтажа на DIN-рейку и предназначены для работы в условиях повышенной опасности. Их конструктив основан на популярной серии TSP, но с меньшими электрическими функциями, что позволило упростить установку и снизить стоимость и одновременно повысить надежность для основных областей применения.

Превосходные электрические параметры и защита от электрических воздействий делают эти компактные модули отличным выбором для промышленных систем повышенной надежности и различных машин. Для индикации нормальной работы все модули данной серии снабжены сигналом «Нормальное питание» (Power-Good).

Серия TSPC удовлетворяет новейшим стандартам защиты и EMC для промышленных приложений, включая ATEX EN 60079 certification и IEC 60079 test report для приложений, работающих в зонах повышенной опасности.

Основные параметры модулей TSPC приведены в таблице 10.

Высокопроизводительные ИП TSP-WR мощностью 180–600 Вт

Семейство TSP высокопроизводительных источников питания для монтажа на DIN-рейку было расширено тремя дополнительными моделями, которые имеют ультраширокий диапазон входного напряжения 85–132/187–550 В AC, благодаря чему модули могут использоваться в большинстве одно- и многофазных сетей по всему миру.

Большой резерв по непрерывной выходной мощности гарантирует надежный запуск нагрузок с большими пусковыми токами. Превосходные электрические параметры и высокая защита от внешних электрических воздействий делают эти компактные ИП лучшим выбором для чувствительных к питающим напряжениям нагрузок в системах управления промышленными процессами, станков и других требовательных промышленных приложений. Источники питания TSP-WR совместимы также со стандартом IEC/EN 61204-3 EMC для промышленных приложений.

В таблице 11 приведены основные характеристики модулей TSP-WR.

Заключение

В статье были рассмотрены модули ИП для DIN-рейки компании Traco Power со стойким к вибрациям способом монтажа. Модули обеспечивают стандартные для промышленных применений выходные напряжения 12, 24, 36 и 48 В.

Три дополнительных типа модулей с расширенным функционалом обеспечивают большую гибкость в системных приложениях. Это модули для резервирования с разделением выходной мощности. С помощью функции управления аккумуляторными батареями модули питания можно расширить до превосходных DC-UPS систем. Буферные модули обеспечивают резервное питание в течение 4 с без использования аккумуляторов.

Большое время наработки ИП на отказ и наличие сертификатов безопасности в соответствии с современными международными стандартами позволяют строить на их основе стабильные высоконадежные системы питания для самых жестких промышленных условий эксплуатации.