A Meanwell okostápegység rendszerei – 3. rész
Ha egy egyenfeszültség-kimenetű gyártmányt tesztelünk, adja magát az ötlet, hogy egy ellenállással szimuláljuk annak üzemi terhelését. Ám ha a tesztelt eszközök nagy kimenőteljesítményűek, ráadásul azokat tömegesen és tartósan kell tesztelni, az ellenállásos műterhelés jelentős környezetterhelés, hőelvezetési problémák és felesleges költségek forrásává válik. Ezek elkerülésére fejlesztette ki a Meanwell az ERG-5000 DC-műterhelésként használható invertercsaládját.
A sorozat eddig megjelent első és második cikkében az olvasó elé tártuk a Meanwell szabadon konfigurálható tápegységrendszerének felépítését, részletesen bemutattuk a CMU-2 rendszervezérlőt, röviden ismertettünk egy teljesítményfelügyelet- és energiavisszanyerés-applikációt (Power Management and Energy Recycling Application Demonstration System), végül az NCP-3200 „kettő az egyben” tápegységet.
Sorozatunk jelen része az előző részben bemutatott teljesítményfelügyeleti (Power Management) demonstrációs applikáció keretében röviden már említett energiavisszanyerő elem, az ERG-5000 programozható inverter működési elvét és paramétereit ismerteti.
Az ERG 5000 DC AC hálózatcsatolható inverter
Az ERG-5000 egy különleges termék a Meanwell portfóliójában, amelyet az az igény hozott létre, hogy csökkentse az ipari tápegységek beégetési (burn-in) és öregedési tesztjei során keletkező környezetterhelést és költséget, amely abból adódik, hogy a tesztelés alatt álló tápegységek kimeneti teljesítményét gyakran rezisztív terheléseken, hőként disszipálja el a tápegységek gyártója.
A folyamatosan változó – és egyre magasabb követelményeket támasztó – környezetterhelési regulációk miatt a gyártást a „karbonlábnyomra” figyelemmel kell folytatni, hogy ez utóbbit minden lehetséges módon csökkenteni lehessen. Egy olyan gyártónál, mint a Meanwell is, a tápegységek terhelés alatti tömeges tesztelésénél az ohmos terhelés használata azért sem gazdaságos megoldás, mert a bemenő villamos energia a vizsgált tápegység terhelésén hőenergiává alakul, és vesztendőbe megy, ráadásul a felszabaduló hő elvezetése jelentős többletköltséggel jár. Ha viszont a rezisztív terhelést aktív, elektronikus műterheléssel váltjuk fel, a tesztelt tápegységek kimenetén keletkező energia ismét villamos energiává alakul, amely a rendszer energiahálózatába visszatáplálva nagyrészt újrahasznosítható. Ezáltal nemcsak a CO2-emissziót terhelő adó, hanem a gyártási költség is csökken: nem elhanyagolható szempont ugyanis, hogy a visszatermelt energiát nem kell még egyszer – például valamilyen szénalapú energiahordozóból – előállítani és a gyártási költség terhére megvásárolni.
A Meanwell az ERG-5000 sorozatot saját felhasználásra fejlesztette ki, mert belátható volt, hogy a saját termékeik tesztjei során felhasznált elektromos energia jó része nem hasznosul megfelelő mértékben, ami számottevően növelte a cég karbonlábnyomát. Ezt pedig egy felelős cég igyekszik minden tőle telhető módon csökkenteni.
Az ERG-5000 egy négycsatornás, 5 kW névleges teljesítményű energiaátalakító készülék, amely azonban akár 6 kW csúcsteljesítmény rövid idejű átvitelére is képes. Energiamegtakarító képessége elérheti a 88%-ot is. Az inverter a teljesítményt a DC bemenetein képes állandó áramú (Constant Current – CC) és állandó feszültségű (Constant Voltage – CV) üzemmódban felvenni. A bemenetén felvett energiát a kimenetén az ún. grid-tied (az AC energiahálózathoz szinkronizáltan csatolt) üzemmód révén képes visszajuttatni az AC-hálózatba. (Ezúton hívjuk fel az ERG-5000 modellen alapuló hasonló rendszerek fejlesztőinek figyelmét, hogy a hálózati visszatáplálás részleteit egyeztetniük kell a telepítés helyén illetékes energetikussal, és alkalmazkodniuk kell a helyi szabályokhoz.)
Belátható, hogy egy ilyen eszköz telepítése komoly előkészítő és tervezőmunkát igényel, de amint elkészül a megfelelő, jóváhagyott kivitelezési dokumentáció, és ennek alapján a Meanwell ERG-5000 invertereken alapuló, helyesen tervezett, majd szakszerűen kivitelezett energiavisszaforgató rendszer (1. ábra), láthatóan kevesebb villamosenergia megy hőként veszendőbe. Csökkenthető az üzemegység hőelvezető rendszerének hűtési kapacitása, ami további hozzájárulás a széndioxid-kibocsátás redukálásához.
1. ábra
Az ERG-5000 inverter kétféle bemeneti feszültségű változatban készül. Az alapverzió bemenőfeszültség-tartománya 10...60 VDC, míg a H jelű variánsé 60...420 VDC.
Az ERG-5000 egységek helyi vezérlését a cikksorozatban már ismertetett CMU-2 rendszervezérlő végezheti, amely Etherneten keresztül számos felügyeleti és vezérlőplatformmal kommunikálhat (2. ábra). Azonban az ERG-5000 és a CMU-2 közötti kommunikációra csak a CANbus-protokoll használható, PMBus-verzió nem érhető el. Ezért a sorozat előző részében részletezett energia-visszatermelő rendszer minden eleme CANbus protokollt használhat a részegységek közötti üzembiztos kommunikációra.
A 3. ábra egy alapkonfiguráció bekötését szemlélteti. Az ERG-5000 használható akár háromfázisú AC-hálózaton is, de ez esetben – fázisonként egy – összesen három készüléket kell értelemszerűen az L1, L2, L3 fázisokra kapcsolni.
2. ábra
Az ERG-5000 készülék bemenetei egymástól galvanikusan el vannak választva, ezért a négy bemenet akár párhuzamosan is kapcsolható, ha a tesztelt készüléket (Device Under Test – DUT) az egy bemenettel kezelhető áramnál nagyobb mértékben kívánjuk terhelni (4. ábra), de a bemenetek sorba is kacsolhatók (5. ábra), így akár 1260 V-os kimenőfeszültségű készülék tesztelésére is alkalmas.
3. ábra
4. ábra
5. ábra
Alkalmazási terület
Az ERG-5000 – mint speciális céleszköz – jóval szűkebb vásárlói réteg érdeklődésére tart számot, mint a gyártó többi, általános célú tápegységrendszere. Azonban alkalmazása minden olyan esetben fontolóra vehető, ahol jelentős DC kimenőteljesítményt kell tartósan, műterhelésen feldolgozni.
Az ERG-5000 elérhetősége
A cikkben bemutatott ERG-5000 hálózatcsatolt inverter az Energom Electronic Kft.-nél elérhető. Javasoljuk, hogy a téma iránt érdeklődők vegyék fel a kapcsolatot a termékmenedzserrel a
A Magyar Elektronika 2024/4. lapszámában folytatódik a Meanwell nagy teljesítményű tápellátó rendszereinek ismertetése, ezúttal egy háromfázisú, 10 kW kimenőteljesítményű tápegységgel.
Szerző: Gombos Attila – Energom Electronic Kft.
ENERGOM Electronic Kft.
1142 Budapest, Komáromi út 28.
E-mail:
www.energom.hu
