| von Roland Hensel, freier Autor für ke NEXT
Bernhard Erdl, Geschäftsführer, Chef-Entwickler und Gründer der Puls
„Die Forderung nach mehr Effizienz muss immer in Verbindung mit der jeweiligen Anwendung und über den gesamten Lastbereich hinweg gesehen werden. Letztlich ist ein Netzteil dann effizient, wenn es dem Anwender dabei hilft, seine Systemkosten zu senken und die Anlagenverfügbarkeit zu sichern.“ - Berhard Erdl, Puls. Bild: Puls

Die meisten Schaltnetzteile sind im Bereich von 24 Volt DC zu finden, angeboten wird auch eine beachtliche Auswahl an 12-Volt- und 48-Volt-Geräten. Puls deckt mit seinen DIN-Schienen-Stromversorgungen beispielsweise einen sehr weiten Leistungsbereich für 24-Volt-Systeme ab und liefert bei einigen Produktserien Varianten für 5, 12, 36, 48 und 72 Volt. Weitere Standardlösungen gibt es für 30 und 30,6 sowie 360 bis 460 Volt.

Die Hersteller liefern Stromversorgungen, die weltweit einsetzbar sind und mit allen gängigen Netzspannungen arbeiten. Dies ist besonders für den exportorientierten Maschinen- und Anlagenbau wichtig. Siemens bietet beispielsweise einphasige Geräte für die Netze in Japan (100 Volt), USA (120 Volt) oder Europa (230 Volt/ 240 Volt) an. Die dreiphasigen Geräte stehen für Spannungsbereiche von 400, 480 und 500 Volt AC zur Verfügung. Bei der Smart-Reihe beträgt der Arbeits-Spannungsbereich 340 bis 550 Volt AC, bei der Modular-Reihe ist dieser auf 320 bis 575 Volt AC erweitert. Phoenix Contact liefert über sein normales Produktspektrum hinaus viele kundenspezifische Geräte. „Hier ist fast jede Ausgangsspannung denkbar, auch Geräte mit mehreren Ausgangsspannungen“, so Michael Heinemann.

EMV-Verhalten wird immer wichtiger

Stromversorgungen Quint Power
Die Stromversorgungen Quint Power sind mit einer NFC-Schnittstelle ausgestattet, mit der mehr als 40 Parameter individuell eingestellt werden können. Bild: Phoenix Contact

Energiesparlampen, Antriebe mit Frequenzumrichtern aber auch Schaltnetzteile verschmutzen die Netzspannung mit Oberschwingungen. Diese entstehen bei primär getakteten Netzteilen im Prinzip bedingt durch die nicht sinusförmige Stromaufnahme und die daraus resultierende Verzerrungsblindleistung und sind verantwortlich für die Überhitzung von Neutralleitern oder Fehlfunktionen von Geräten, Maschinen und Anlagen. Die EN 61000-3-2 Klasse A schreibt entsprechende Schutzmaßnahmen vor. Aktive PFC-Filter (Power Factor Correction)  begrenzen die Netzoberwellen, haben eine sinusförmige Stromaufnahme, erzeugen keine Blindleistung und liegen deutlich unter den von der Norm geforderten Grenzwerten.

„Ein gutes EMV-Verhalten ist weitaus mehr als das Einhalten von Normen. Es ist Erfahrungssache“, erklärt Michael Heinemann von Phoenix Contact. „Deshalb erfüllen unsere Geräte viel höhere Anforderungen als normativ gefordert wird. Mit einer hohen EMV-Störfestigkeit funktionieren sie auch bei sehr schlechten Netzqualitäten sicher. Geräte der Serie Quint Power verfügen über eine Surge-Festigkeit von sechs Kilovolt. Das ist dreimal so viel, wie die internationalen Normen fordern.“

Siemens erreicht hohe elektromagnetische Verträglichkeit durch Maßnahmen wie ein EMV-gerechtes Leiterplattenlayout, den Quasi-Resonanzbetrieb bei Sperrwandlern oder ausgewählte Schalttransistoren und deren Ansteuerung. „Zudem werden die Sitop-Stromversorgungen für den Einsatz mit Automatisierungssystemen wie Simatic oder Sinamics entwickelt, systemgetestet und bieten je nach Ausbaustufe Schutz gegenüber Störungen sowohl auf der Netz- als auch auf der Gleichspannungsseite“, erklärt Peter Hager.

Weil Hersteller generell keinen Einfluss auf die Netzbedingungen ihrer Kunden haben, müssen sie die Stromversorgungen für die schlechtesten Versorgungsnetze auslegen. Ein Qualitätsmerkmal von Netzgeräten ist beispielweise die Resistenz gegenüber dem VDE-0160-Impuls. Dabei handelt es sich um einen energiereichen Spannungspuls, der auf Netzspannungen von Industrienetzen auftreten (zum Beispiel beim Abschalten von großen Lasten oder nach dem Abklingen von Kurzschlussströmen) und mit klassischen Filtern nicht ausreichend gedämpft werden kann. Hier sind aktive Filter erforderlich. Die damit verbundene VDE-0160-Norm ist für Hersteller zwar nicht verbindlich, dennoch schützt Puls alle seine Netzgeräte gegen diese energiereichen Eingangstransienten.

„Was unsere Kunden in der Hand haben, ist der Aufbau des 24-Volt-Systems. Hier ist auf die Vermeidung von Mehrfach-Erdung der 24 Volt zu achten“, erklärt Heinemann. Und auch Siemens verweist bei der Installation von Stromversorgungen auf seine Einbauvorschriften, beispielsweise die Verlegung von Netzeinspeisung und Ausgangsleitungen in getrennten Kabelkanälen.

Im Trend: Kommunikationsfähige Stromversorgungen

Eine zuverlässige und effiziente Gleichstromversorgung wird für Siemens auch weiterhin die Grundvoraussetzung für den Betrieb von Maschinen und Anlagen sein. Neben dem Umwandeln und Bereitstellen von Energie werde die datentechnische Integration in die Automatisierung eine immer wichtigere Rolle spielen, so Hager. Dies sorgt für mehr Transparenz auf der DC-Seite, wie beispielsweise durch die Lieferung von Diagnose- und Betriebsinformationen (zum Beispiel Überlast, Energiedaten) und ermöglicht die einfache Einbindung in Maintenance- oder Energiemanagement-Systeme. „Mit dem kommunikationsfähigen Stromversorgungssystem Sitop PSU8600 oder der DC-USV Sitop UPS1600 ist dies heute schon möglich“, so Peter Hager. bf

Baureihe Quint Power von Phoenix Contact
Geräte der Baureihe Quint Power von Phoenix Contact. Bild: Phoenix Contact