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DIN轨道安装的工业电源基础

通过丽莎EITEL.|2021年6月19日

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工业电源供应、电源转换器和自动化操作的补充电源组件包括电气和电子组件…

•从公用事业公司电源或中间电源组件接受电力
•采用变压器以改变电力的电压 - 以及DC输出的整流器(如果适用)
•条件电力 - 解决电压浪涌和电磁干扰或EMI的问题
•通过任何电源供应或负载变化来调节电压
•发送电源(现在处于更可用的电流,频率和电压)仍然向外设置和机器
•在某些情况下,在公用事业网格停电的情况下,不间断(UPSS)存储电源的电源
•如果存在故障,请待削减电源

电源和电力质量组件在工业环境中比比皆是。

工业应用具有广泛的功率需求。AC电源的用途比比皆是,但大多数工业设备和硬件采用直流电源。当然,实用电源在生成自动化设施运行并作为AC提供。因此,该交流电流被称为电源的组件接受,该电源将电源转换为直流电源......然后将其塑造用于安装中的其他工业组件。

三种主要电源类型包括未调节,线性和切换 - 以及这些使用各种操作原理。但是切换电源在工业应用中最常见;其他电源类型罕见或(对于许多应用)过时。切换(开关模式)电源或SMPS优先于其体积小,效率高,甚至为80%及以后。他们的格式比比皆是......虽然最广泛使用的是DIN轨道安装。

现代发电涉及涡轮发电机在定子内转动转子电磁线圈(处的正极杆状态)。在定子上传递杆时,转子磁场在两个方向之一中引起电流。在美国,电厂电网上的这样的发电机具有铜条TRIOS和RPMS设置,以输出标准的三相60-Hz实用电源。通过Dreamstime的水力发电发电机图像

虽然Myriad工业自动化组件耗尽直流电源,但AC是分配的最佳选择,因为它最有效地传输...其电压最容易与变压器上下加速。

线性电源通过使用变压器将输入交流电源转换为对其他部件或机器有用的电压来实现电压调节。然后,电源使用整流器和滤波器来实现最终的交直流转换和平滑功能——通常是在某些电压略高于目标输出的情况下,以防止欠压故障。通过可变分流或串联电阻的可控散热提供了基本的电压调节,尽管以降低效率为代价。

工业电源和其他电气元件通常安装在机柜和面板的DIN导轨上。

与线性电源相比,切换电源 - 我们在此处的焦点。这些使用整流器和(对于AC输出)逆变器电子器件将输入交流电源(到多kHz)转换为更高频率的电源(多kHz)。然后它们在负载和板载电感器和电容器之间快速切换电源。电压转换通过变压器(由于涉及的高频)可以非常紧凑。

仅仅二极管整流器使电流仅在一个方向上通过......使AC电源(具有连续变化的方向)转换为DC电力,电流保持在一个方向。捕获是这种简单的设备SANS其他电子器件可以产生出现问题波动的输出。

交换电源的常用格式

大多数DIN轨道安装的工业电源有效地将线路电源和其他潜在的折衷输入交流电压转换为稳压直流电源。这种直流电源依次被用于附加的工业自动化组件,用于监控、自动化、控制、组装和测试功能。开关电源以其高效率、低重量和高度紧凑的设计而闻名。

WAGO的12-VDC紧凑型电源对于标准应用是高效且经济的。他们补充了WAGO广泛的24 VDC电源组合,具有相同的节省空间的紧凑型外壳和可插拔PICOMAX连接器。这里显示的787-1201,787-1211和787-1221具有快速和防振的持续架夹连接。安装选项比比DIN-35轨道或底盘安装。每个电源都配有全球批准,包括UL 508和EN 60335-1。

切换电源用于控制柜中的DIN导轨安装安装,以及用于自动化工厂设置中坚固性的面板。最常见的DIN导轨是标准化的35毫米高金属安装轨道,可接受电气和电子工业部件的安装,如断路器,分销商,电源和控制部件。这种DIN导轨在控制面板和电气柜中有助于确保部件安全和整齐地有线和组织。

在所有的工业控制柜中都可以找到工业电源。

正如本设计指南部分后面详细解释的那样,DIN的名称来源于DeutschesInstitutfürnormung- 德国标准研究所 - 发布了轨道的原始几何规范。DIN导轨的标准宽度为7.5毫米或15毫米,标准厚度为1毫米,由EN 60715标准指定。DIN轨道安装的工业电源的背部设计用于锁定DIN导轨。

DIN轨道安装的工业电源变化

无数的供电品牌和模型都存在满足市场和设计特定要求。以下是设计工程师在选择工业电源时应考虑的一些因素。

供电阶段:所需的相位数和输入类型(直流或交流)以及输出电压、电流和端口数都必须指定,因为这些都因电源型号而异。

AC的功率可以作为单个,双或三相电源提供。工业电源进入相应的单一,两个和三相单位。单相电源将具有地球,实时和中性的单相端口。相比之下,除了中立和地球端口外,三相单位还具有三个实时端口。还提供DC转换器,可将DC电源从一个电压转换为另一个电压。实际上,工业电源可以提供各种输出 - 并且通常提供串联,可提供5,12,24和48 VDC。目前的评级也比比皆是。

功率阶段和输出端口计数是指指示适用于给定应用程序的电源的前两个参数。

电源输出端口计数:一些DIN轨道安装的工业电源可以让设计师直接连接多个直流供电设备。这些单元具有多个输出端口。

方面:所有工业电源都很小,但有些是专为额外的缩小而设计的。设计工程师应仔细注意在最终选择之前分配给给定电源的空间。安装方向,指定区域内的气流,附近的设备也需要考虑。

供电规则,批准,评级和认证:DIN轨道安装电源可以在各种环境下工作。特别是具有挑战性或外来的环境温度、湿度、振动、粉尘水平和电磁活动必须事先记录,并且电源能够承受这些条件(并满足安全规范)的规定。毕竟,安全是所有应用中最重要的,绝不能被忽视或妥协。这就是为什么建议工程师进行二次验证,以确保所有采购的电源都具有针对给定市场、环境和应用的所有必要的安全批准和认证。

考虑工业电源安全的一种标准化措施——IEC的基于危险的安全工程(HBSE)分类。HBSE量化了电源的危险性和保障措施的需要。HBSE 1类情况是那些暴露在电源没有痛苦的情况,并且几乎没有电点火的机会。HBSE第2类情况是那些接触电源是痛苦的,但没有伤害……有一些电点火的机会,但潜在的蔓延是有限的。HBSE 3类情况是指人类接触电源确实会造成伤害的情况,而且电引燃和火灾蔓延都很可能发生。

额外的电源功能:某些应用可能需要特殊的电源功能。例如,某些在难以访问位置定位电源的某些安装可以受益于遥控功能。其他非标准电源功能包括集成的IO-Link端口,热插拔插头连接器和输出电压调节功能。

工业开关电源的优点

DIN轨道安装的开关电源对于各种工业和制造操作不可或缺。切换电源通常比其未调节和线性对应物更有效,达到90%或更高的效率。它们通过如何在卸载条件下消耗最小的功率来进一步提高它们的能效。

开关电源也是直接安装和操作的。适用于DIN导轨安装的人可以使用少数或没有工具快速且可牢固地连接到DIN导轨上。大多数这样的单元都具有弹簧夹,夹子或推入终端,允许它们用手安装。接线到电源和负载同样容易,大多数单位具有与环端子,连接器和剥离线兼容的螺钉或弹簧钳位端子。

可靠性是另一个好处。目前大多数DIN轨道安装的开关电源都不包含机械部件。(这大大降低了故障风险和维护需求,延长了设备寿命。)此外,此类电源通常包括安全电路,以保护内部的子组件以及连接的工业组件。

其他益处包括物理紧凑性以及普遍性。DIN轨道安装的电源非常小,光线和紧凑,使其可以在狭小的空间中安装它们。DIN RAIN-MOUNTED让它们适合电气柜和控制面板内的其他设备。工业电源有时会收费通用电源也可以接受电压输入范围。例如,一些开关电源可以使用来自世界各地的电网的电压......是否是美国的120 V或230 V或欧洲。⚙️Etiido Uko的贡献•机械工程师

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提交:电力供应
标记:瓦戈

关于作者

丽莎EITEL.

Lisa Eitel自2001年以来一直在电影行业工作。她的研究领域包括电机、驱动、运动控制、动力传输、线性运动、传感和反馈技术。她拥有机械工程学士学位,是Tau Beta Pi工程荣誉协会的入选者;女工程师协会成员;也是FIRST机器人七叶树地区赛的评委。除了她的motioncontroltips.com的贡献,她还领导了设计世界的季度运动问题的生产。

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