Redundanz ohne Zusatzwärme im Schaltschrank: so geht’s
Eine redundante 24-V-Versorgung soll die Maschine am Laufen halten, wenn ein Netzteil ausfällt. Ist sie über Dioden entkoppelt und mit 80 A belastet, verwandelt sie zugleich rund 40 W in Wärme im Schaltschrank, in jeder Betriebsstunde.
Was Sie die Entkopplung über Dioden kostet
In einem klassischen Redundanzmodul speist jedes Netzteil die Last über eine Diode, und eine übliche Entkopplungsdiode verliert rund 0,5 V zwischen Ein- und Ausgang. Bei 80 A sind das 40 W Dauerverlust. Im Dreischichtbetrieb über ein Jahr summiert sich das auf etwa 350 kWh, die vollständig als Wärme im Schrank anfallen und von Lüftern oder Kühlgerät abgeführt werden müssen.
Der Spannungsabfall kostet ein zweites Mal, nämlich an der Last. Ein halbes Volt entspricht etwa 2 % einer 24-V-Schiene und etwa 4 % einer 12-V-Schiene. Die Netzteile müssen deshalb höher eingestellt werden, und jede Anpassung ist eine weitere Einstellung, die bei der Inbetriebnahme und nach jedem Tausch stimmen muss.
Der Ausfall, den niemand bemerkt
Redundanz birgt ein leiseres Risiko. Fällt eines von zwei Netzteilen aus, läuft die Maschine wie vorgesehen mit dem zweiten weiter. Ohne Statusmeldung an die Steuerung bemerkt niemand, dass die Redundanz verloren ist. Erst der nächste Ausfall stoppt die Anlage, und zu diesem Zeitpunkt fehlt die bezahlte Reserve unter Umständen schon seit Wochen.
Warum ein Diodenmodul nur die Hälfte löst
Diodenmodule sind verbreitet, weil sie die kostengünstigste Art sind, zwei Netzteile zu entkoppeln. Sie verhindern, dass ein defektes Netzteil das andere mit herunterzieht. Wärme und Spannungsverlust verhindern sie nicht, und ein einfaches Diodenmodul meldet der SPS nicht, welcher Eingang ausgefallen ist. Die Entkopplung funktioniert; der Schaltschrank bezahlt sie in Watt, die Instandhaltung mit blinden Flecken.
DRR-80AF: MOSFET-Entkopplung für bis zu 80 A
Das neue DRR-80AF aus der DIN Pro Serie von Delta ersetzt die Dioden durch ORing-MOSFETs.
Weniger Verlust in der Entkopplung: Ein durchgeschalteter MOSFET leitet über seinen geringen Durchlasswiderstand statt über eine feste Diodenschwelle. Der Spannungsabfall zwischen Ein- und Ausgang und damit die Wärme im Schrank liegen deutlich unter dem halben Volt einer Diodenstufe. Die Fehlerentkopplung bleibt unmittelbar: Ein defektes Netzteil wird vom Bus getrennt, ohne dass die Last unterbrochen wird.
80 A in 1+1 oder N+1: Ein Modul führt bis zu 80 A und unterstützt beide Redundanzarchitekturen, von der einfachen Doppelversorgung bis zu N+1-Systemen mit mehreren parallelen Netzteilen.
10,8 V bis 60 V DC: Derselbe Modultyp arbeitet an Schienen mit 12 V, 24 V und 48 V. Eine Artikelnummer deckt Maschinen mit unterschiedlichen Versorgungsspannungen ab.
200 % Power Boost wird durchgeleitet: Liefern die vorgeschalteten Netzteile beim Anlauf mit hohem Einschaltstrom bis zu 200 % ihrer Nennleistung, trägt das Modul diesen Strom mit. Motoren, Antriebe und kapazitive Lasten starten, ohne dass die Redundanzstufe zum Engpass wird.
Zweikanalige DC-OK-Anzeige und Alarmrelais: Zwei LEDs zeigen den Zustand jedes Eingangs direkt am Gerät, und das Alarmrelais meldet einen ausgefallenen Kanal an die SPS. Verlorene Redundanz wird zur Wartungsmeldung statt zur Überraschung beim nächsten Ausfall.
Volle Leistung bis 70 °C: Das Modul liefert seinen Nennstrom bis 70 °C Umgebungstemperatur und arbeitet von −40 °C bis +80 °C. Eine Schutzlackierung der Baugruppe schützt die Elektronik vor Staub und chemischen Verunreinigungen.
Zertifiziert für anspruchsvolle Standorte: IEC/EN/UL 62368 und IEC/UL 61010 sowie ATEX II 3 G für explosionsgefährdete Bereiche der Zone 2.
Delta legt das DRR-80AF für Fabrikautomation, Robotik, Halbleiteranlagen und Kühlmittelverteiler (CDUs) in Rechenzentren aus.
Technische Daten
- Modell: DRR-80AF, DIN Pro Serie
- Ausgangsstrom: bis 80 A
- Konfigurationen: Redundanz 1+1 und N+1
- Ein- und Ausgangsbereich: 10,8 V DC bis 60 V DC (Systeme mit 12 V, 24 V, 48 V)
- Entkopplung: ORing-MOSFETs
- Spitzenlast: bis 200 % Power Boost der vorgeschalteten Netzteile
- Signalisierung: zweikanalige DC-OK-LED, Alarmrelais
- Temperatur: volle Leistung bis 70 °C; Betriebsbereich -40°C bis +80°C
- Schutz: schutzlackierte Baugruppe
- Zulassungen: IEC/EN/UL 62368, IEC/UL 61010, ATEX II 3 G (Zone 2)
Jeden Monat, in dem eine Diodenstufe mit 80 A läuft, gibt sie rund 29 kWh Wärme in den Schaltschrank ab, und jedes unbemerkt ausgefallene Netzteil lässt die Anlage nur einen Fehler vom Stillstand entfernt laufen. FORTEC Switzerland liefert das DRR-80AF zusammen mit passenden Hutschienennetzteilen von Delta und unterstützt Sie bei der Auslegung des gesamten redundanten Systems.