Perancang atau penentu pasokan listrik AC/DC untuk industri, pabrik, bangunan dan otomasi proses, pembangkitan dan distribusi listrik, infrastruktur, serta aplikasi data dan telekomunikasi menghadapi banyak tantangan kelistrikan, fisik, penerapan, pemeliharaan, keamanan, dan kepatuhan. Namun, sebagian besar kesulitan ini dapat diatasi dengan memilih secara hati-hati catu daya rel DIN dan sekering yang dirancang untuk aplikasi di atas.
Tulisan ini memberikan gambaran singkat tentang kesulitan yang dihadapi dalam menggunakan produk tersebut. Catu daya AC/DC dan DC/DC yang dipasang di rel DIN dari RECOM Power dan berbagai lini produk sekering kemudian dijelaskan. Produk-produk ini memungkinkan pasokan listrik DC kelas industri yang andal dan aman.
Tantangan terkait pasokan listrik industri
Catu daya aplikasi industri harus memenuhi persyaratan berikut: struktur kompak, mampu mengadopsi berbagai input AC tiga fase atau DC tegangan tinggi, efisiensi tinggi, mematuhi banyak persyaratan peraturan, mendukung operasi paralel untuk redundansi, fungsi perlindungan pengguna dan sistem yang kuat. Selain itu, catu daya tersebut harus memenuhi spesifikasi kinerja pada rentang suhu yang luas dengan hanya pendinginan pasif, kuat, memiliki waktu kegagalan (MTBF) yang lama, dan hemat biaya dalam penerapan dan pemeliharaan.
Kondisi pengoperasian yang diperlukan untuk aplikasi ini menghalangi kelayakan desain khusus dan spesifikasi garis besar, dan catu daya serta sekering yang dipasang di rel DIN lebih disukai. Kesulitan saat ini telah beralih ke pemilihan yang bijaksana untuk mencapai optimalisasi aplikasi.
Catu daya: dari paket
Peran penting pasokan listrik dalam integritas sistem sering kali diabaikan. Titik awal inti dari desain catu daya adalah pengemasan, yang secara langsung mempengaruhi kinerja listrik, mekanik, dan termal di lingkungan industri. Oleh karena itu, catu daya industri dirancang untuk pemasangan rel DIN standar di hampir semua kasus (Gbr. 1).
Kabinet kontrol industri dengan berbagai modul dipasang pada rel DIN
Gambar 1: Kabinet kontrol industri dengan berbagai modul dipasang pada rel DIN, yang dapat dengan mudah dilepas dari depan dan dapat dikabelkan kapan saja. Sumber gambar: Hakaday)
Rel DIN dipasang pada panel belakang atau penutup kabinet kontrol peralatan. Semua modul kelistrikan seperti penggerak motor, pengontrol loop, catu daya, antarmuka sinyal, subsistem keselamatan, dan antarmuka komunikasi dipasang pada rel ini dan semua sambungan daya dan sinyal dapat diakses dari depan.
Solusi rel DIN sangat kontras dengan rak 19", yang dilengkapi dengan port kabel depan dan belakang untuk menghubungkan modul. Rak ini banyak digunakan dalam instrumentasi laboratorium dan sistem pengujian/pengukuran. Sebaliknya, rel DIN lebih nyaman dan praktis karena sejumlah besar modul sering kali harus dipasang di dalam kabinet, sehingga menghasilkan situasi canggung dengan ruang terbatas.
Banyak catu daya AC/DC dalam aplikasi industri menggunakan input saluran tiga fase 320 VAC hingga 575 VAC dan harus menyediakan tegangan 24 VDC atau 48 VDC yang bersih, stabil, dan tahan transien ke beban seperti pengontrol motor. Selain itu, banyak aplikasi saat ini memerlukan catu daya DC tegangan tinggi 430 V hingga 815 V. Penggunaan pasokan listrik DC sangat ideal untuk aplikasi otomasi pembangkit berbasis jaringan mikro dan solusi energi terbarukan, termasuk peralatan energi biogas, fotovoltaik, dan angin.
Untuk memenuhi kebutuhan pasokan daya industri melalui catu daya yang dipasang di rel DIN, perancang dapat menggunakan catu daya AC/DC seri RACPRO1 tiga fase dari RECOM Power. Rangkaian catu daya ini juga dapat digunakan untuk input DC tegangan tinggi.
Misalnya, RAC1-T240/24, RAC PRO1-T480/24, dan RAC PRO1-T960/24 (Gambar 2, kiri ke kanan) masing-masing memiliki daya keluaran 240 W, 480 W, dan 960 W, dan tegangan keluaran 24 V. Selain versi ini, versi keluaran 48 V juga tersedia, namun serupa. Selain itu, tegangan keluaran pengenal catu daya seri dapat disesuaikan dari 24 V hingga 28 V dan 48 V hingga 56 V.
RACPRO1-T240/24 (kiri), RACPRO1-T480/24 (tengah) dan RACPRO1-T960/24 (kanan) Catu daya rel DIN dari RECOM Power
Gambar 2: RACPRO1-T240/24 kompak (kiri), RACPRO1-T480/24 (tengah) dan RACPRO1-T960/24 (kanan) Catu daya rel DIN masing-masing menghasilkan 240 W, 480 W, dan 960 W. Sumber gambar: Kekuatan RECOM)
Fitur penting dari rangkaian modul daya ini adalah bentuknya yang ringkas. Secara khusus, setiap modul daya memiliki lebar 43 mm, 52 mm, dan 80 mm (1,69", 2,05", dan 3,15"). Masing-masing dari ketiga modul ini memiliki tinggi 135 mm (5,31") dan kedalaman 140 mm hingga 156 mm (5,51" hingga 6,14") tergantung modelnya. Fitur penting dari modul ini untuk pemasang dan teknisi adalah penggunaan klem sangkar dorong dengan konektor dorong +25 ° untuk pelepasan yang cepat dan mudah tanpa memerlukan alat apa pun.
Seri RACPRO1 memiliki efisiensi tinggi, yang dapat mengurangi biaya pengoperasian dan pemanasan daya. Oleh karena itu, radiator dan permukaan pendingin yang lebih kecil dapat memenuhi kebutuhan pendinginan.
Catu daya ini tidak memerlukan pendinginan udara paksa oleh kipas atau sistem aktif lainnya; Keuntungan lain dalam lingkungan industri adalah penggunaan desain berpendingin konveksi alami. Setiap modul daya memiliki dua saluran aliran udara independen untuk memaksimalkan "efek tumpukan" untuk pendinginan.
Melalui tata letak yang cerdik dan pemilihan perangkat, seri ini mewujudkan ukuran kecil dan efisiensi tinggi. Efisiensi catu daya RACPRO1-T960/24 adalah 96%; Efisiensi catu daya RACPRO1-T240/24 dan RACPRO1-T480/24 masing-masing adalah 94,1% dan 95%. Selain itu, meskipun catu daya ini dapat menghasilkan ratusan watt, namun hanya memerlukan sekitar 1 W tanpa beban.
Berkat efisiensi dan pendinginannya yang luar biasa, catu daya ini dapat menahan suhu pengoperasian yang tinggi. Catu daya W RACPRO1-T960/24 dapat memberikan daya keluaran beban penuh terukur pada suhu hingga+60 ° C; Catu daya 240 W RACPRO1-T240/24 beroperasi pada suhu yang sedikit lebih tinggi yaitu+70 ° C dalam kondisi keluaran yang sama.
Temperatur tinggi bukan satu-satunya masalah yang perlu dipertimbangkan, dan untuk banyak peralatan seperti peralatan HVAC luar ruangan, suhu juga dapat terkena suhu dingin yang ekstrim. Untuk menghilangkan efek ini, suhu pengoperasian terukur dari catu daya RACPRO1 adalah -40°C.
Kinerja dan Fungsi Listrik
Catu daya di lingkungan industri tidak hanya harus memberikan tegangan nominal pada berbagai tegangan masukan dan beban yang berbeda, tetapi juga memiliki lebih banyak fungsi. Indikator kinerja penting lainnya mencakup kekebalan tegangan impuls punggung tinggi, kekebalan lonjakan yang lebih kuat, dan kemampuan kenaikan daya:
Saat menyuplai atau menghilangkan energi beban non-resistif seperti motor, arus balik (juga dikenal sebagai umpan balik) dihasilkan dan memasuki output catu daya. Kekebalan tegangan backflush mengacu pada kemampuan catu daya untuk menahan tegangan backflush. Pada catu daya RACPRO1, output 24 V memiliki kekebalan tegangan backshoot 35 V dan output 48 V memiliki kekebalan tegangan backshoot 63 V.
Pasokan listrik ini memiliki kekebalan lonjakan 6 kV yang ditingkatkan terhadap lonjakan listrik yang masuk dan mematuhi standar industri dan peraturan.
Catu daya ini memiliki kemampuan peningkatan daya untuk memenuhi permintaan beban dalam waktu singkat hingga melebihi daya keluaran terukur. Misalnya, catu daya RACPRO1-T960/24 berdaya tinggi dapat meningkatkan daya hingga 150% selama 6 detik, sehingga menghindari banyak pemadaman akibat kondisi beban sementara.
Fitur lain yang mudah digunakan pada catu daya RACPRO1 480 W dan 960 W adalah penggunaan strip LED sederhana yang disusun secara vertikal (Gambar 3) untuk menunjukkan daya keluaran sebenarnya dari catu daya sebagai persentase dari daya keluaran terukurnya.