Delta Elektronika Stromversorgung 1200 S - Schulz

Delta Elektronika
Stromversorgung
1200 S
1200 S 24
1200 S 48
Auszug aus englischer Originalfassung; unterliegt nicht einem Änderungsdienst und kann vom aktuellen
Originalhandbuch abweichen.
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Technische Änderungen vorbehalten 10/03
1200S24
1200 W, primär getaktete DC Stromversorgung
1200 S 24
24 V
50 A
einstellbar
12-30 V
max. Strom
40 A bei 30 V
50 A bei 24 V
60 A bei 12-15 V
1200 S 48
48 V
einstellbar
24-60 V
max. Strom
20 A bei 60 V
25 A bei 48 V
30 A bei 24-30 V
25 A
Merkmale & Spezifikationen:
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sehr zuverlässig, MTBF 500.000 Std.
eingebaute Diode für Redundantparallelbetrieb
niedrige Ausgangswelligkeit, 5 mVeff
niedriger Einschaltstrom
kurzschlusssicher
1200S24
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natürliche Konvektionskühlung
Unterspannungs-Alarmkontakt
hoher Wirkungsgrad von 89 %
programmierbar
keine Funkstörprobleme,
Entstör-Filter an Ein- und Ausgang
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Eingangsspannung
AC
AC
DC
Isolation
Eingang / Ausgang
Eingang / Gehäuse
Ausgang / Gehäuse
Einschaltstrom
198-264 V 50/60 Hz
8,2 Aeff, Sicherung 12,5 AT
Scheitelfaktor 2,2
99-132 V 50/60 Hz
16,4 Aeff, Sicherung 25 AT
Ausgangsspannung
einstellbar mittels Schraubendreher über 10-Gang-Potis an der
Rückseite. werkseitig auf 24,0 V
eingestellt.
Analog programmierbar 2-5 V
230-340 V
4, 7 A DC, Sicherung 12,5 AT
Wirkungsgrad
89 bei 230 V AC Eingang
Temp.-Koeffizient
5.10-5 pro °C
Stabilität
3.10-4 während 8 Std. unter
konstanten Bedingungen,
nach 1 Std.Aufwärmzeit
3750 Veff (1 min.)
2500 Veff (1 min.)
500 V DC
begrenzt durch Widerstand 39 Ω
(nach Start überbrückt)
Leistungsfaktor
niedrig durch große Niederfrequenz- Drosseln
am Eingang
Regelung
Last 0-100 %
Netz 198-264 V
Welligkeit und
Rauschen
Netzverzerrung
Sicherheit
0,72 bei 230 V AC Eingang und Volllast
IEC950, EN60950
Ausgangsimpedanz
Ausregelzeit
EMC
EN55011, IEC801-2,-3-4-5
Haltezeit
VDE0160
Impulstest
Eingang widersteht nichtperiodischen Impulsen 2.3 UN 0,3 ms der VDE0160, Klasse 1
Serienbetrieb
Funkentstörung
gem. VDE0871B
Parallelbetrieb
Strombegrenzungsschalter auf „LO“
(max. 1100 W) setzen
Unterspannungsalarmkontakt
wechselt, wenn die Ausgangsspannung unter 10 % den eingestellten Wert fällt,
Goldkontakt, Bereich 100 mA/30 V
möglich mit einem 10 kOhm
Potentiometer
Redundant
Parallel-Betrieb
über R+ Anschluss.
Eine eingebaute Schottky-Diode
trennt die Ausgänge.
Ein zweiter Regelkreis begrenzt die
Ausgangsspannung auf 31 V (62 V)
falls der normale Regelkreis ausfällt.
Einstellung intern auf 20-31 V (40-62
V) (R111)
grüne LED an Front- und Rückseite
zeigt die Ausgangsspannung an
Fernsteuerung
Fernprogrammierung
Fernfühler
Fern Ein/Aus
Umgebungstemp.
Lagerung
Betrieb
Strombegrenzung
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Ausgang mit 2-5 V programmierbar, entspricht Spannungsbegrenzung
12-30 V. Geschwindigk. beträgt 100 ms von
12-30 V bei max. Strom. Der Prog.-Eingang ist
nicht isoliert
(mit -Ausgang verbunden).
LED-Anzeigen
max. 3 V pro Lastleitung. Summe von Spannung über Last plus Leitung kann
30 V nicht übersteigen. Bei Parallelbetrieb
werden Fernfühler nicht empfohlen.
5 V DC (isoliert über Optokoppler)
Abmessungen und
Gewicht
Wandmontage
-40 bis + 85 °C
-20 bis +50 °C vertikale Montage
-20 bis +40 °C horizontale Mont.
Stromabsenkung auf 20 % bei 75 °C
Umstellung mit Schalter an der Frontplatte auf 19“ Schrankmontage
„HI“ oder „LO“. Von 30-18 V (60-36 V) gleicht
die Strombegrenzung mehr oder minder einer
konst. Leistungskurve. Unter 18 V (36 V)
ähnelt sie einer konst. Stromkurve.
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besser als 10 mV
besser als 5 mV
max. 5 mVeff, 15 mV s-s
< als 0,05 Ohm bis 100 kHz
0,3 ms, bis auf 100 mV bei einem
50- 100 % Lastsprung,
max. Abw. 300 mV
15 ms bei 220 V AC Eingang und
Volllast. 30 ms bei Halblast
bis zu 500 V Gesamtspannung
433 x 88 x 385 mm (B x H x T)
11 kg
Die Konvektionskühlung funktioniert
am besten bei vertikaler Wandmontage. Das Gehäuse wird zur Wärmeabführung verwendet, deshalb muss
ein wenig Platz zwischen Gehäuse
und Wand vorhanden sein
Für optimale Kühlung wird die
vertikale Montage empfohlen. Die
Geräte können aber auch horizontal
in ein 19“ Rack (2HE) montiert werden. Der Strombegrenzungsschalter
muss auf „LO“ (max. 1100 W) eingestellt sein. Wenn die Geräte zusätzlich gekühlt werden, kann die
gesamte Leistung (1200 W) entnommen werden (Schalter auf „HI“)
1200S24
Winkel H88
für vertikale Wandmontage
(2 Stck. erforderlich)
Winkel H114 für vertikale
Wandmontage (4 Stck.
erforderlich)
Abdeckung der Anschlüsse
1200S24
Winkel H88
mit Griff für 19“
Schrankmontage
(2 Stck. erforderlich)
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1200S24
1. Warnung
• Bevor Sie das Gehäuse öffnen entfernen Sie das Gerät von
der Netzspannung und warten drei Minuten, um den Elektrolytkondensatoren Zeit zum Entladen zu geben.
• Passen Sie beim Niederspannungshochstromausgang auf,
da dieser Schaden verursachen kann, wenn ein Ring oder
eine Armbanduhr einer Person die Ausgangspole kurzschließt.
• Ebenso kann hoher Strom metallische Objekte, wie z.B.
Schraubendreher, verdampfen lassen und das geschmolzene Metall kann auf Menschen spritzen.
2. Installation und Bedienung
3. Eingangsspannungswählblock
Die Stromversorgung hat einen breiten Eingangsspannungsbereich. Mit der Verbindungsbrücke in der 230 V Position
kann sie bei jeder Netzspannung zwischen
200 V und 264 V Wechselspannung 50/60 Hz oder
230 V und 340 V Gleichspannung verwendet werden. Setzen
Sie die 12,5 A Sicherung in den dafür vorgesehenen Halter.
Mit den zwei Verbindungsbrücken in der 115 V Position kann
sie bei jeder Netzspannung zwischen 100 V und 132 V
Wechselspannung 50/60 Hz benutzt werden. Ein Gleichspannungseingang kann, mit den Verbindungen in dieser Position,
nicht verwendet werden.
Setzen Sie die 25 A Sicherung in den dafür vorgesehenen
Halter.
4. Sense Block
Zur normalen Bedienung muss S+ an + und S- an - angeschlossen werden.
5. Empfohlene Drahtgrößen
Modell
1200 S24
1200 S48
1200S24
Eingang
Ausgang
230 V AC
115 V AC
2.5 mm2
2.5 mm2
4.0 mm2
4.0 mm2
Spannungsabfall
16 mm2
6 mm2
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56 mV/m bei 50 A
75 mV/m bei 25 A
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6. Einschaltstromstoß
• Der Einschaltstromstoßbegrenzer begrenzt den Einschaltstrom während 5 Millisekunden auf weniger als 40 A.
Beim Einschalten werden die Elektrolytkondensatoren über einen PTC-Serienwiderstand von etwa 40 Ω geladen.
Wenn sie ausreichend geladen sind, wird der Serienwiderstand durch einen starken Relaiskontakt überbrückt und
die Stromversorgung beginnt zu arbeiten. Im Falle eines
Relaisausfalles wird der PTC hochohmig und begrenzt den
Strom auf einen sicheren Wert.
7. Eingangsdrossel
(passive Leistungsfaktorkorrektur)
•
Ein Schaltnetzteil mit einem Brückengleichrichter und
einem Elektrolytkondensator am Eingang nimmt Strom
ausschließlich in der Spitze der Sinuswellen auf. Diese
engen Stromspitzen können Verzerrungen in der Netzspannung verursachen. Um diese Verzerrungen zu minimieren hat das 1200 S eine große Niederfrequenzdrossel
mit einem Luftspalt, in Serie zum Eingang. Solch eine NF
Drossel findet man selten in Stromversorgungen anderer
Hersteller.
1200 S 24
Eingangsstrom, vert. 20 A/div.
hor. 50 ms/div
Ausgangspannung, vert. 10 V/div.
hor. 50 ms/div.
1200 S 24
Eingangsstrom bei 1200 Watt Last
Senkrechte Skala: 5 A/div.
Waagerechte Skala: 2 ms/div.
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8. Senkrechte Montage
• Für die Konvektionskühlung ist die senkrechte Montage
ideal. Für die optimale interne Wärmeverteilung wird
empfohlen, dass der Eingangsblock oben ist.
• Die Stromversorgung ist so gebaut, dass die Wärme, die
in den Halbleitern und Transformatoren entsteht, durch
ein dickes Aluminiumprofil zu beiden Abdeckungen fließt,
die als Kühlbleche wirken. So ist es wichtig, dass die Luft
senkrecht entlang beider Seiten frei fließen kann. Dieser
Entwurf mit natürlicher Konvektionskühlung wurde ausgewählt um die Verwendung eines Lüfters zu vermeiden,
der Nachteile wie Lärm, Staubfilter und Abnutzung mit
sich bringt. Bei einem Ausgang von 1200 W und 89 %
Wirkungsgrad liegt die Abwärme bei 1200 W/0.89 –1200
W = 148 Watt. Für die senkrechte Montage stehen zwei
Arten von Winkeln zur Verfügung: H88 und H114.
8a. Waagerechte Montage
Die waagerechte Montage ist auch möglich, jedoch unter
der Bedingung dass die max. Umgebungstemperatur 40
°C bei voller Last (anstatt 50 °C bei senkrechter Montage)
nicht übersteigt. Der Strom-Grenzwertschalter kann auf
„LO“ gelegt werden um den max. Ausgang auf 1100 W
zu begrenzen. Bei Verwendung in einem 19“-Schrank halten Sie ausreichend Abstand um das Gerät herum, zur
Kühlung. Wenn mehrere Stromversorgungen übereinander
montiert sind, wird die Verwendung von Druckluftkühlung
empfohlen. Für 19" Schrankmontage sind H88-Winkel mit
einem Griff verfügbar.
9. Fernfühler (Remote Sensing)
• Für die meisten Schaltungen ist ein Fernfühleranschluss • Jedoch kann die Spannung an den Ausgangsklemmen 30
nicht notwendig. Muss die Spannung an der Last jedoch
V nicht übersteigen (60 V Ö 1200 S 48). Die zwei Lastleisehr konstant (innerhalb Millivolts) gehalten werden und
tungen müssen dicht parallel gehalten werden um die
der Spannungsabfall über die Lastleitungen ist groß, dann
Induktivität zu minimieren. Wenn es eine Kapazität an
ist der Fernfühler nützlich.
der Last gibt, kann er zusammen mit der Leitungsindukti• Mit Remote Sensing wird die Spannung über der Last
vität Oszillationen verursachen. Dies kann durch einen
konstant gehalten, anstatt die Spannung über den AusElektrolytkondensator von 12000 µF an der Last verhingangsklemmen der Stromversorgung. Der maximale Spandert werden. Auch die Sense-Leitungen müssen eng zunungsabfall pro Lastleitung ist 3 V.
sammen gehalten werden um Störsignale zu vermeiden.
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10. Parallelbetrieb
• Um höheren Strom zu erhalten, können zwei oder mehrere Geräte parallel betrieben werden. Bevor Sie diese parallel verbinden stellen Sie zuerst jeden Ausgang auf dieselbe Spannung ein. Der Strombegrenzungsschalter des
1200 S-Modells muss auf „LO“’ eingestellt werden, damit
der max. Ausgang pro Gerät auf 1100 W begrenzt wird.
11. Redundant-Parallelbetrieb
• Für Redundantbetrieb haben die 1200 S Geräte eine eingebaute Seriendiode und einen Unterspannungsalarmkontakt. Dieser Kontakt kann als Schließer oder Öffner verwendet werden.
Die Strombegrenzung des 1200 S 24 und 1200 S 48 ist
fabrikseitig auf etwas über 100 % eingestellt.
Für den parallelen Betrieb kann die Strombegrenzung auf
etwa 90 % reduziert werden, indem man den Strombegrenzungsschalter an der Frontplatte auf „Low“ setzt.
• Um eine vernünftige Stromaufteilung zu erhalten, müssen
die Ausgangsspannungen der zwei oder mehr Geräte auf
dieselbe Spannung eingestellt werden. Eine einfache Art
ist, die Spannungsdifferenz im Niederbereich eines Voltmeters zu messen und diese dann auf Null einzustellen.
Nach der sorgfältigen Einstellung liegt die Stromaufteilung für gewöhnlich innerhalb 10 %.
• Es ist auch wichtig, dass alle Lastleitungen die zu den
Summierstellen führen, den gleichen Widerstand (die
gleiche Länge) haben.
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12. Parallelbetrieb mit externer Spannungskontrolle mit einem Regelwiderstand
• Die Ausgangsspannung von zwei oder mehr Geräten kann
mit einem externen Regelwiderstand eingestellt werden.
• Bevor Sie diese parallel verbinden, gleichen Sie zuerst die
Programmiereingangsempfindlichkeit von jeder Stromversorgung ab.
• Legen Sie 5 V aus einer externen Quelle an den Progr.
Eingang und drehen Sie das interne Spannungspotentiometer bis die Ausgangsspannung 30 V beträgt. Nach diesem Abgleich können die Stromversorgungen wie gezeichnet verdrahtet werden.
• Die Verbindung zwischen S- und - muss an allen Geräten
entfernt sein. Entfernen Sie nicht die Verbindung zwischen S+ und +. Mehrere Geräte parallel geschaltet, können als eine große Stromversorgung genutzt werden.
13. Fernspannungskontrolle
• Spannungseinstellungen mit Hilfe eines externen Regelwiderstandes von 10 kOhm sind möglich, wenn R 120
und R 110 entfernt sind. Der Regelwiderstand kann als
ein variabler Widerstand zwischen S+ und + am Sense
Block angeschlossen sein. Das interne Spannungspotentiometer muss auf Null gedreht werden.
• Diese Art der Spannungskontrolle durch einen externen
Regelwiderstand kann nicht bei Parallelbetrieb angewandt werden.
14. Fernprogrammierung
• Achtung: Der Programmiereingang ist nicht isoliert. Die
Null des Progr.- Eingang ist mit dem Minus am Ausgang
verbunden. Wenn der kleine Schalter nahe des Programmiereingangs auf PROG geschaltet wird kann die Ausgangsspannung der Stromversorgung durch eine Analogspannung von 2 V bis 5 V programmiert werden, entsprechend 12 V bis 30 V am Ausgang. Bei einem 1200 S 48
ist dies 24 V bis 60 V.
• Die Programmiergeschwindigkeit beträgt 100 Millisekunden bei einer Änderung von 12 V auf 30 V unter Volllast.
• Der Programmierbereich 2-5 V kann mit dem 10-GangPotentiometer eingestellt werden. Legen Sie 5 V auf den
Prog.-Eingang und drehen Sie das Potentiometer bis die
Ausgangsspannung 30 V (60 V) beträgt.
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Ausgang 12-30 V / 40 A
Vert. 5 V/div.
Hor. 20 ms/div.
Program.Spannung 2-5 V
Vert. 2 V/div.
Hor. 20 ms/div.
15. Fernabschaltung
• Fernabschaltung der Ausgangsspannung ist mittels einer
Spannung von 5 V (3-12 VDC) am RSD-Eingang möglich.
Der RSD-Eingang ist niederohmig (500 Ω) und von der
Ausgangsspannung über Optokoppler isoliert (1000 V).
16. Strombegrenzung
• Die Strombegrenzung ist fest und hat eine mehr oder
weniger konstante Leistungscharakteristik.
Die 1200 S Modelle haben einen Schalter, zugänglich durch
ein Loch in der Frontplatte, der auf „HI“ oder „LO“ mittels
eines Schraubendrehers gestellt werden kann. Bei „LO“ ist
die max. Ausgangsleistung auf etwa 1100 W begrenzt.
17. Isolationstest
• Aus Sicherheitsgründen wurde für die Dauer von 1 Minute
ein Isolationstest der separaten Bauteile (Transformatoren und Optokoppler) zwischen Eingang und Ausgang mit
3750 Veff durchgeführt. Dies wurde vor dem Zusammenbauen getestet. Die Isolierung von 3750 Veff kann nicht
an der zusammengebauten Stromversorgung getestet
werden, weil die Isolation zwischen den Bauteilen an der
Eingangsseite gegen Gehäuse (wie der Brückengleichrichter) auf 2500 Veff ausgelegt sind.
• Da die Isolation Ausgang gegen Gehäuse niedrig ist (nur
500 VDC) bricht die Isolation der primären Bauteile gegen
Gehäuse zusammen, wenn 3750 Veff zwischen Eingang
und Ausgang erreicht sind. (2500 Veff + 500 VDC < 3750
Veff).
• Die Y-Kondensatoren des Entstör-Filters machen den Test
mit 2500 VAC zwischen Eingang und Gehäuse schwierig.
Es ist praktischer mit einer Gleichspannung von 1.4 x
2500 V = 3500 V zu testen.
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18. Unterteilung der Last in Sektionen mit eigener Sicherung
• Im allgemeinen wird es nicht empfohlen eine Sicherung
im Gleichstromausgang einer elektronisch geregelten
Stromversorgung zu verwenden.
• Die elektronische Strombegrenzung ist sehr schnell im
Vergleich zu den Sicherungen und sie ist so eng begrenzt,
dass es nicht genug Zeit und Überstrom gibt, um eine Sicherung auszulösen.
• Dies macht es schwer die Last in Abschnitte mit jeweils
eigener Sicherung zu teilen. Selbst für sehr schnelle Sicherungen liegt die Zeit zum Auslösen im Bereich von 50
Millisekunden bei zweifachem Nennstrom (2 IN).
• Bei 4 IN ist dies bereits viel besser und es kann im Bereich von 20 Millisekunden liegen.
• Dennoch, verglichen mit der elektronischen Strombegrenzung ist das immer noch zu lang und alle Sektionen werden eine Absenkung der 24 V verzeichnen. Das beste Ergebnis fanden wir mit den Schutzschaltern S280Z von
ABB. Diese sind die schnellsten.
• In der oben dargestellten Situation gibt es immer noch
eine beachtliche Spannungsabsenkung für 6 ms. Dies kann
durch einen oder mehrere große Elektrolytkondensatoren
verbessert werden, die eine hohe Stromspitze für ein
schnelles Auslösen einer Sicherung oder eines Unterbrechers liefern können.
1200 S 24 mit 36000 μF parallel
• Ein Nachteil des großen Elektrolytkondensators kann sein,
dass die Schnelligkeit der Strombegrenzung beeinträchtigt
wird.
• Die Induktivität der langen Leitungen (einige Meter) zwischen der Stromversorgung und der Last kann sehr große
Spannungsspitzen verursachen, wenn eine Sicherung ausfällt. Dies kann durch den Anschluss eines Elektrolytkondensators nahe der Last vermieden werden.
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