Felix Schulte, M.Sc., Produkt-Marketing, Phoenix Contact Power Supplies in Paderborn
1. Aufbau eines USV-Systems 2. Verdrahtungsaufwand und Platzbedarf 3. Ladestrom blieb bisher unberücksichtigt 4. Praxisbeispiel Aufzugssteuerung 5. Ausgangsstrom von 4 A erforderlich 6. Kompakte Geräte mit nützlichen Funktionen 7. DC-USV – die 2. Generation
Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) kommt überall dort zum Einsatz, wo mit Netzschwankungen oder Netzausfällen zu rechnen ist. Ziel ist es, den Ausfall von Produktionsanlagen auf Grund von kurzfristigen Versorgungsunterbrechungen zu vermeiden. Bei längeren Netzausfällen soll die USV dafür sorgen, dass ein sicherer Anlagenzustand eingenommen wird. Außerdem sollen unkontrollierte Abstürze von Steuerungssystemen wie etwa Industrie-PCs vermieden werden, um Datenverlusten oder sonstigen Schäden vorzubeugen.
Aufbau eines USV-Systems
Das USV-System für DC-Lasten besteht im Allgemeinen aus mindestens drei Komponenten. Zunächst wird die vorhandene AC-Netzspannung durch ein Netzteil in eine 24-VDC-Spannung umgewandelt. Diese Spannung soll nun gepuffert werden. Dazu kommt eine reine DC-USV zum Einsatz, die zwei Funktionen in sich vereint: zum einen fungiert sie als Schalter, der beim Netzausfall auf die Lastversorgung durch einen angeschlossenen Energiespeicher umschaltet. Zum anderen beinhaltet die USV einen Laderegler, der den angeschlossenen Energiespeicher im Netzbetrieb wieder auflädt und geladen hält. Die dritte Komponente ist der an die USV angeschlossene Energiespeicher.
Verdrahtungsaufwand und Platzbedarf
Dieser bewährte und modulare Aufbau bietet Vor- und Nachteile. Als Nachteil schlägt der hohe Platzbedarf auf der Hutschiene zu Buche. So hat ein aktuelles 24-VDC-Netzteil mit 5 A Ausgangsstrom eine Baubreite von circa 35 bis 50 mm. Hinzu kommt noch etwa die gleiche Baubreite der DC-USV der gleichen Leistungsklasse. Damit beträgt die maximale Baubreite bereits 100 mm. Hinzu kommt der Energiespeicher, der in der Regel den größten Platz einnimmt. Um zum Beispiel 5 A rund 20 Minuten zu puffern, ist ein Energiespeicher mit einer Nennkapazität von 3,4 Ah bei 24 VDC erforderlich. Dieser hat eine Baubreite von circa 85 mm. In Summe werden auf der Hutschiene also bereits 18,5 cm Platz benötigt.
Ein weiterer Punkt, den der Planer beim gängigen Aufbau eines USV-Systems für DC-Lasten beachten muss, ist die Auswahl geeigneter Kombinationen aus Netzteil und USV. Im obigen Beispiel wurden ein 5-A-Netzteil und eine 5-A-USV gewählt. Aber was bedeuten diese Angaben? Sowohl die USV als auch das Netzteil können einen maximalen Ausgangsstrom von 5 A unter allen Betriebsbedingungen zur Verfügung stellen. Kann also eine Last von 5 A angeschlossen werden und sowohl im Netz- als auch im Batteriebetrieb sicher versorgt werden? Zumindest im Netzbetrieb gilt: Nein.





