産業用オートメーション機器用電源
産業オートメーション用の幅広い種類のデバイスは通常の家庭用電化製品とは大きく異なるため、そのようなデバイスに対する品質要件ははるかに高くなります。エネルギー施設、産業用建物、車両、輸送機器全般 - 今日、これらすべての分野で、特別な耐久性、信頼性、安全性が向上したデバイスの使用によってプロセスの自動化が実現されています。
石油、ガス、エネルギー産業では、信頼性が高く安全な電源が必要です。このようなデバイスは、振動に強く、広い温度範囲に対応し、場合によっては放射線にも耐性がなければなりません。
もちろん、これらの産業用オートメーション デバイスの電源は、特定のデバイスの一部であるため、全体として特定のデバイスの要件を常に満たします。電源が要件を下回ると、デバイス全体が脆弱になります。
業界の電源は伝統的に DIN レール上のキャビネットに取り付けられているため、電源エンクロージャはこのタイプの取り付け用に設計されています。一部のメーカーは、電源を DIN レールに取り付けるための特別なアダプタ キットを製造しています。
もちろん、産業オートメーション用の電源には特有の特性があり、特定の電源を使用して解決されるタスクに応じて、それらはすべていくつかのタイプに分類できます。絶縁型 AC / DC コンバータ、バックアップ モジュール、絶縁型 DC をサポートする UPS 電源/ DCコンバータ。これらすべてのタイプの電源には、さまざまな外部条件下でもパラメータが安定しているという共通点があります。
産業設備のさまざまな電子コンポーネントには独自の動作電圧が必要です。つまり、すべてのコンポーネントが同じ電源電圧を持っているわけではありません。このため、産業オートメーション用電源のメーカーは、1 つのデバイス上にバイポーラを含む異なる電圧の複数のチャネルがあることを確認します。論理レベルを専用入力に駆動する外部産業用センサーからの信号によってオンまたはオフになる制御電源もあります。
業界向け電源の大手メーカー 3 社 (MW、Chinfa、TDK-Lambda) は、その品揃えで現代の産業オートメーション デバイスのニーズをほぼ完全にカバーしています。同時に、これらのブランドの電源は、信頼性と安全性の要件と電磁両立性の要件の両方を満たしています。
絶縁型AC/DCコンバータ
このタイプの電源は、伝統的に基本的な安定化電源として使用されています。主電源 (三相または単相) または直流電源から電力を受け取りますが、供給電圧範囲は DC 120 ～ 370 ボルトと非常に広いです。
このタイプの電源は、ほぼどこにでも存在するため、産業オートメーションの電気回路では最も一般的です。
さらに、出力電圧、最大電流、設計など、特性の範囲は非常に広く、これらすべてのパラメータはさまざまであり、メーカーは Web サイトでユーザーに選択肢を提供しています。
特に注目すべきは、ワイヤー上の電圧降下を補償する機能、出力電圧調整機能、およびリモートでオフ/オンできる機能を備えた、永久保証付きの電源 (TDK-Lambda の HWS シリーズなど) です。 。
絶縁型 AC / DC コンバータの一部のシリーズは、定格電力で数秒間の二重過負荷に耐える能力を備えています (たとえば、TDK-Lambda の ZWS / BP シリーズ)。これは、過負荷モード時にモーターに電力を供給するために非常に重要です。 、モーターは数秒間大量の電力を消費しますが、メイン モードでは消費量は半分になります。強力なコンバータの購入費用を節約する機会があります。
Chinfa と MW は主に DIN レール取り付け専用のコンバータを供給しています。 Chinfa 電源は伝統的に 15 ボルトと 5 ボルトの出力を備えており、-40 °C までの氷点下の温度でも動作できます。これらのメーカーのすべての電源は 85 ～ 264 ボルトで電力を供給できます。電力が増加したオートメーション システム用に、三相バージョンの電源も提供されています。
産業用アプリケーション向けのほとんどの電源は、その設計にアクティブな PFC 力率補正と、公称値の + -15% 以内で出力電圧を調整する機能を備えています。
場合によっては、1 つの電源の公称値よりも高い電力を負荷に供給するために、複数の電源を並列接続する必要があります。この目的のために、絶縁型 AC / DC コンバータの一部のモデルには、ブロックの 1 つがマスターとなり、他のブロックがスレーブ モードになるように複数のソースのフィードバック回路を調整できる特別なスイッチが装備されています。このスキームは、冗長性問題に使用されるスキームとは異なります。その解決策については以下で説明します。
予備モジュール
このようなデバイスは、コンバータの 1 つが故障するリスクがある場合にシステムの信頼性を向上させるように設計されています。複数の電源がダイオード絶縁により 1 つの共通バスに接続されており、1 つの電源に障害が発生した場合には、2 番目の電源が直ちに接続されます。外見上は、バックアップ電源に絶縁ダイオードを接続しているように見えます。
予備モジュールは、技術サイクルを中断することなく、機器の長期間の連続動作を保証します。これがその主な役割です。デカップリング ダイオードは必要に応じて厳密に実行されます。そのため、電源に組み込まれたダイオードとバックアップ モジュールに組み込まれたダイオードには違いがあります。
2 番目のケースでは、電源の効率が向上します。いずれかの電源装置に障害が発生した場合、ホットスワップが発生し、システムは動作を継続します。オペレータは、(個々のユニットの出力における電圧監視スキームに従って) デバイスの故障を追跡し、タイムリーな交換またはサービスを確保する必要があります。
ほとんどの場合、産業オートメーションの目的では 24 ボルトの電圧が使用され、予備モジュールは主にこの公称電圧に合わせて製造されます。電圧が 12 ボルトの場合、モジュールは入力電圧を制御できないため、制御システムが組み込まれた電源を選択する必要があります。
UPSをサポートする電源装置
電池の状態を監視し、充電する機能を備えた電源です。 UPS 電源装置は主電源と並列に接続されており、停電時や主電源の故障時にも正しい電圧レベルを維持します。バックアップバッテリーの充電も同時にサポートされます。このようなアプリケーションは、バックアップ電源、特にバッテリーを備えた産業オートメーションで高い需要があります。
デバイスのコントローラー (Chinfa および Mean Well が製造したものと同様) は、バッテリーの充電を常に正しいレベルに維持し、放電を許可せず、再充電も行いません。つまり、電源装置は UPS (無停電電源装置) の機能を兼ね備えています。
メーカーが提供する各製品は、定格に応じて特定の容量のバッテリー用に設計されており、24 ボルトと 12 ボルトの 2 つの出力電圧を持つことができます。より高価なコントローラーには調整可能なバッテリー充電電流があり、安価なコントローラーには一定レベルの充電電流（たとえば 2 アンペア）があります。
絶縁型DC/DCコンバータ
絶縁型DC/DCコンバーター（コンバーター）を設計 DC電圧レベルを変更するには… 産業オートメーション システムでは機器ごとに異なる DC 電圧が必要になる場合があるため、これらはキャビネットまたは機能モジュールの内部に設置されます。
したがって、たとえば、絶縁型AC / DCコンバータがすでにあるが、キャビネットにすでに取り付けられているデバイスによって提供されている電圧以外に別の電圧も取得する必要がある場合は、DC / DCコンバータで対処できます。別のものを購入するよりも安くなります。 AC/DC。
DIN レールに取り付けるための絶縁型 DC/DC コンバータは TDK-Lambda によって製造されており、15 ～ 60 W の電力用にさまざまな数の出力チャンネルを備えた一連のコンバータを代表しています。デバイスには逆極性に対する保護と、逆極性に対する保護回路が備わっています。従来の短絡保護に加えて、突入電流を制限します。 LED インジケータは、チャンネル出力に公称電圧が存在することを示します。遠隔操作で電源のオンオフが可能です。
そのため、現代の産業オートメーション用電源市場には、必要とされるあらゆるパラメーターを備えたデバイスが溢れています。この範囲では、電圧、電力、フォームファクター、リモコンオプション、UPS 機能などを選択できます。
複数のブロックを並列に組み合わせることで、1500 ワットを超える電力を得ることができます。予備モジュールは、回路のトラブルのない動作を確立するのに役立ちます。 UPS デバイスはプロセスを中断しません。 DC -DC — コンバータは必要な DC 電圧を供給します。