منبع تغذیه دستگاه های الکتریکی هستند که برای تامین برق ماشین آلات صنعتی استفاده می شوند. هر وسیله ای که برق یک مدار را تامین کند می تواند منبع تغذیه در نظر گرفته شود. در برخی موارد، ممکن است از منبع تغذیه برای تامین برق بارهای الکتریکی مختلف استفاده شود. سه نوع متداول منبع تغذیه صنعتی عبارتند از: منابع تغذیه سوئیچینگ، منابع تغذیه بدون تنظیم و منبع تغذیه خطی.
در حالی که منبع تغذیه های تنظیم نشده ساده ترین ساخته می شوند و معمولاً ساختاری مستحکم دارند، اما برای تنظیمات صنعتی مناسب نیستند زیرا ولتاژ تمیزی تولید نمی کنند. از آنجایی که منبع تغذیه تنظیم نشده است، هر تغییری که در ولتاژ ورودی رخ دهد بر روی ولتاژ خروجی منعکس خواهد شد. این تغییرات به نویز الکتریکی تبدیل می شود که به عنوان “ولتاژ موج دار” شناخته می شود. هنگامی که نیازهای منبع تغذیه زیمنس و بار کاملاً مطابقت دارند، می توان این میزان را به حداقل رساند، اما اگر ولتاژ ریپل به اندازه کافی بزرگ باشد، می تواند بر مدارها و دستگاه های متصل به آن تأثیر منفی بگذارد.
منبع تغذیه خطی زمانی گزینه مطلوب برای کاربردهای صنعتی بود. منبع تغذیه تنظیم شده خطی ولتاژ خروجی ثابتی را فراهم می کند که مستقل از جریان خروجی است. آنها اغلب به عنوان یک منبع ولتاژ DC تمیز معرفی می شوند، در حالی که دارای امواج و نویز ولتاژ خروجی بسیار کم هستند. این منابع تغذیه زمانی مفید هستند که برنامه به جریان هجومی زیاد نیاز دارد. با این حال، با گذشت زمان، این شکل از منبع تغذیه صنعتی از نظر اندازه، وزن و کارایی با سوئیچینگ منابع تغذیه پیشی گرفته است.
منابع تغذیه سوئیچینگ امروزه بیشترین استفاده را در صنعت دارند. آنها دستگاه های کوچکتر و کارآمدتری هستند که ولتاژ ورودی AC را به ولتاژ پایین DC تبدیل می کنند. این منابع تغذیه می توانند 25 درصد کارآمدتر از همتایان خطی خود باشند، در حالی که 25 درصد اندازه دستگاه های قدیمی تر هستند. این مزایا منبع تغذیه سوئیچینگ را به بهترین انتخاب برای اکثر کاربردهای صنعتی امروزی تبدیل کرده است. با این حال، مهم است که الزامات برنامه قبل از انتخاب باید درک شود.
چگونه یک منبع تغذیه صنعتی انتخاب کنیم؟
هنگامی که صحبت از راه اندازی ماشین آلات پیچیده و تجهیزات صنعتی می شود، منبع تغذیه نقش بسیار مهمی دارد.
فرقی نمی کند ماشین‌های تولیدی موتوردار، تجهیزات تست و اندازه‌گیری، دستگاه‌های پزشکی یا مراکز داده را تغذیه می‌کنید – منبع تغذیه چیزی است که به معنای واقعی کلمه کسب و کار شما را حفظ می‌کند.
در حالی که کار انتخاب منبع تغذیه مناسب برای تجهیزات صنعتی ممکن است ساده به نظر برسد، واقعیت دور از آن است. این بر قابلیت اطمینان تجهیزات شما (و در نتیجه آرامش شما) هزینه های عملیات شما و مهمتر از همه، ایمنی عملیات شما تأثیر می گذارد.
انتخاب درست می تواند به معنای تفاوت بین عملیات ایمن، کارآمد و توقف مکرر و پرهزینه باشد. این نیاز به درک کاملی از منابع تغذیه و نیازهای خاص شما دارد – اندازه فیزیکی تجهیزات، وات، ولتاژ، حفاظت از ورود و غیره.
اهمیت منابع تغذیه در تجهیزات صنعتی
قلب هر یک از تجهیزات صنعتی منبع تغذیه آن است. این یک جزء حیاتی است که اغلب عملکرد، قابلیت اطمینان و طول عمر سیستم را تعیین می کند.
در یک محیط صنعتی، منبع تغذیه بسیار بیشتر از یک منبع برق صرف است. این ستون فقرات تمام ماشین آلات الکتریکی و الکترونیکی است.
از اجرای سیستم‌های پیچیده اتوماسیون صنعتی و تجهیزات ساخت دقیق گرفته تا تامین انرژی مجموعه وسیعی از سنسورها و کنترل‌کننده‌ها، منابع تغذیه تضمین می‌کنند که عملیات شما به صورت روان و قابل اطمینان ادامه می‌یابد.
مطالعه بیشتر : اتوماسیون صنعتی چیست ؟
نقش منبع تغذیه فراتر از تامین انرژی است. همچنین با تنظیم سطح ولتاژ و جریان، محافظت در برابر اضافه بار، افزایش ولتاژ و نوسانات برق، از تجهیزات گران قیمت شما محافظت می کند. این به عنوان یک سنگر در برابر خطاهای الکتریکی بالقوه عمل می کند که در غیر این صورت می تواند به ماشین آلات شما آسیب برساند و باعث خرابی قابل توجهی شود.
تاثیر انتخاب منبع تغذیه مناسب بر عملیات تجاری
انتخاب منبع تغذیه مناسب برای تجهیزات صنعتی شما تأثیر مستقیم و قابل توجهی بر عملیات تجاری شما دارد. منبع تغذیه مناسب تداوم عملیاتی یکپارچه را تضمین می کند، خطر خرابی غیرمنتظره ماشین آلات را به حداقل می رساند و هزینه های نگهداری و تعمیر را کاهش می دهد.
با تطبیق دقیق مشخصات منبع تغذیه با نیازهای تجهیزات خود، می توانید کارایی عملیات صنعتی خود را به حداکثر برسانید. این مرحله ضروری است زیرا منبع تغذیه نامناسب می تواند منجر به عملکرد ضعیف، گرمای بیش از حد، افزایش سایش و پارگی و در بدترین موارد، خرابی فاجعه بار شود.
انتخاب منبع تغذیه مناسب همچنین به برآورده کردن الزامات قانونی و افزایش ایمنی در محیط صنعتی شما کمک می کند. منبع تغذیه با کیفیت بالا رعایت استانداردهای الکتریکی و ایمنی را تضمین می کند و خطر آتش سوزی برق یا آسیب به پرسنل را کاهش می دهد.
این موارد زیادی است که باید در نظر گرفت – و برای استرس دادن به کسی کافی است. اما خبر خوب این است که در اتوماسیون فرسان نمایندگی زیمنس به شما کمک می کنیم بهترین منبع تغذیه زیمنس را برای هر موردی که به اینجا آمده اید پیدا کنید.
نکات کلیدی در انتخاب منبع تغذیه برای تجهیزات صنعتی
بنابراین، من به چه منبع تغذیه نیاز دارم؟ همانطور که قبلاً گفتیم، انتخاب منبع تغذیه مناسب برای تجهیزات صنعتی شما کار بی اهمیتی نیست. این نیاز به درک روشنی از نیازهای برق تجهیزات شما، محیط عملیاتی و شرایط منحصر به فردی دارد که تجهیزات تحت آن کار می کنند.
درک نیازهای برق تجهیزات صنعتی شما
اولین قدم در فرآیند انتخاب، درک نیازهای برق تجهیزات صنعتی شماست. این شامل تجزیه و تحلیل دقیق مشخصات الکتریکی تجهیزات، از جمله ولتاژ، جریان، و مصرف برق آن است.
منبع تغذیه باید بتواند این الزامات را به طور مداوم و قابل اعتماد برآورده کند. منبع تغذیه ناکافی یا بیش از حد می تواند منجر به ناکارآمدی، نقص در عملکرد تجهیزات یا حتی آسیب شود.
منبع تغذیه مطابق با تجهیزات: وات، ولتاژ (ورودی/خروجی)
ولتاژ و جریان خروجی منبع تغذیه باید با نیازهای تجهیزات صنعتی شما مطابقت داشته باشد. عدم تطابق می تواند منجر به عملکرد کمتر بهینه یا حتی آسیب به تجهیزات شود.
به طور مشابه، منبع تغذیه باید بتواند ولتاژ و فرکانس ورودی موجود در سایت شما را کنترل کند. وات منبع تغذیه نیز یک ملاحظات مهم است – باید برای تامین حداکثر توان مورد نیاز تجهیزات، از جمله هر نیروی اضافی مورد نیاز در هنگام راه‌اندازی یا شرایط اوج بار، کافی باشد.
3 ورودی معمولی AC برای تجهیزات صنعتی وجود دارد که باید از بین آنها یکی را انتخاب کنید:
- ورودی جهانی: 90~26VAC
- فقط خط بالا : 180~264VAC
- ورودی سه فاز: 340~530VAC
منابع تغذیه صنعتی برای کاربردهای صنعتی چگونه طراحی می شوند؟
منابع تغذیه طراحی شده برای کاربردهای صنعتی قادر به مقاومت در برابر محیط های سخت و دمای بالا خواهند بود. منابع تغذیه صنعتی معمولاً فشرده هستند و همچنین از نظر بازده، دمای کارکرد مجاز، زمان پل زدن در صورت قطع برق و مدیریت حرارتی عملکرد خوبی خواهند داشت.
منبع تغذیه صنعتی با کیفیت دارای سیستم های مدیریت حرارت هستند که امکان نصب منبع تغذیه را در هر جهتی فراهم می کند. این به منبع تغذیه اجازه می دهد تا عملکرد ثابتی را حتی در دماهای بالا ارائه دهد. منابع تغذیه با کیفیت پایین فاقد مکانیسم های حفاظتی مورد نیاز برای بازگرداندن خودکار خروجی برق در صورت لزوم هستند.
در ادامه به طور خاص در مورد تجهیزات مبتنی بر موتور صحبت می کنیم، زیرا هنگام انتخاب منبع تغذیه برای این نوع تجهیزات صنعتی ملاحظات خاصی وجود دارد.
در نظر گرفتن بارهای پیک بالا برای تجهیزات مبتنی بر موتور
تجهیزات صنعتی با موتور اغلب در هنگام راه اندازی یا زمانی که تحت بار سنگین هستند، نیاز به بار اوج بالایی دارند. این به این دلیل است که موتورها برای غلبه بر اینرسی اولیه جریان بیشتری را در هنگام راه اندازی می کشند.
منبع تغذیه برای چنین تجهیزاتی باید بتواند این بارهای اوج را بدون تأثیر بر عملکرد یا طول عمر آنها تحمل کند. اگر واحد شما برای حمل بارهای عملیاتی استاندارد اما نه بارهای اوج مجهز باشد، می تواند طول عمر منبع تغذیه را به خطر بیندازد و منجر به خرابی پرهزینه شود. همچنین برای راندمان منبع تغذیه مضر خواهد بود.
اهمیت اندازه فیزیکی در انتخاب منبع تغذیه
اندازه منبع تغذیه یکی دیگر از عوامل حیاتی است، به خصوص در صنایعی که فضا در آنها برتر است.
منبع تغذیه باید در داخل محفظه تجهیزات قرار گیرد و فضای کافی برای خنک سازی و نگهداری باقی بماند. منابع تغذیه فشرده در چنین سناریوهایی ترجیح داده می شوند، اما این نباید کارایی یا قابلیت اطمینان دستگاه را به خطر بیندازد.
حفاظت از ورودی: محافظت از منبع تغذیه شما در برابر عوامل محیطی
محیط های صنعتی می‌توانند خشن باشند و چالش‌های مختلفی را برای منبع تغذیه ایجاد کنند، از جمله گرد و غبار، رطوبت، مواد شیمیایی، دمای شدید و تداخل الکترومغناطیسی.
درجه حفاظت از نفوذ (IP) منبع تغذیه نشان دهنده سطح حفاظت آن در برابر این عناصر است. رتبه IP بالاتر معمولاً برای محیط های صنعتی ترجیح داده می شود.
در انتخاب یکی از این واحدها، به این فکر کنید که واحد شما در معرض خطر چه چیزی است – گرد و غبار، آب یا هر دو؟ آیا خطر مرطوب شدن دستگاه در اثر هوای مرطوب وجود دارد یا اینکه در اثر باران خیس می شود؟ از آنجا، فقط مسئله یافتن PSU است که با نیازهای شما مطابقت دارد.
عوامل دیگری که باید در نظر داشت
عوامل دیگری که در انتخاب منبع تغذیه باید در نظر گرفته شوند عبارتند از راندمان، قابلیت اطمینان، طول عمر و هزینه آن.
همچنین اطمینان از مطابقت منبع تغذیه با تمام استانداردهای ایمنی و سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) ضروری است.
برخی از برنامه ها همچنین ممکن است به ویژگی های اضافی مانند نظارت و کنترل از راه دور، افزونگی یا پشتیبان گیری باتری نیاز داشته باشند.
یک منبع تغذیه صنعتی چه ویژگی ها و پارامترهایی دارد؟
ویژگی ها و پارامترهایی که در انتخاب منبع تغذیه صنعتی باید در نظر گرفته شود عبارتند از:
- توان نامی: مقدار توانی که منبع تغذیه می تواند در عملیات مداوم ارائه دهد. این باید الزامات درخواست شما را برآورده کند.
- راندمان بالا: منابع تغذیه صنعتی به گونه ای طراحی شده اند که راندمان بالایی داشته باشند که هزینه های عملیاتی را در دراز مدت کاهش می دهد.
- هزینه های عملیاتی کم: راندمان بالا منجر به اتلاف توان کم و تولید گرمای کمتر می شود. این باعث کاهش بار بر روی قطعات جداگانه و افزایش طول عمر و کاهش هزینه های عملیاتی می شود.
- کاهش ولتاژ ورودی: این نشان می دهد که در کدام ولتاژ ورودی می توان چه توانی گرفت.
- رفتار دمایی خوب: منابع تغذیه صنعتی باید بتوانند به طور مداوم در دماهای بالا کار کنند.
- وزن کم: منبع تغذیه سبک به ویژه برای کاربردهای صنعتی موبایل مهم است.
- موقعیت نصب: نشان می دهد که کدام ترازهای واحد منبع تغذیه به منظور دفع مطمئن اتلاف گرما مجاز است.
- ایمنی: محافظت در برابر اتصال کوتاه، اضافه بار، اضافه ولتاژ و گرمای بیش از حد. این شامل تاییدیه های آژانس مناسب است.
- سازگاری الکترومغناطیسی: وسایل الکتریکی نباید با یکدیگر تداخل داشته باشند.
منابع تغذیه صنعتی چقدر قابل اعتماد هستند؟
میانگین زمان بین خرابی (MTBF) یکی از راه هایی است که می توان قابلیت اطمینان منبع تغذیه را اندازه گیری کرد. این اندازه گیری بخش میانی طول عمر منبع تغذیه را در نظر می‌گیرد.
یک MTBF بر اساس استانداردهای مختلفی مانند MIL HDBK 217F، Bellcore/Telcordia TR-332 یا SN29500 تعیین می شود که گاهی اوقات به عنوان “استاندارد زیمنس” شناخته می شود. از آنجایی که هر استاندارد در روش‌های محاسباتی متفاوت است، مقایسه مقادیر MTBF فقط باید بین مقادیر اندازه‌گیری شده در شرایط استاندارد و آزمایش مشابه انجام شود.
MTBF منابع تغذیه حالت سوئیچ از مجموع مقادیر هر جزء محاسبه می شود. این بدان معنی است که «تعداد اجزای» منبع تغذیه تأثیر مستقیمی بر MTBF آن خواهد داشت. در حالی که در نتیجه منابع تغذیه حالت سوئیچ دارای مقادیر MTBF بالاتری هستند، این لزوماً با قابلیت اطمینان بهتر مطابقت ندارد. MTBF هنگام ارزیابی قابلیت اطمینان بین دستگاه های مشابه یک نقطه مقایسه ارزشمند ارائه می دهد، اما طول عمر تخمینی را به شما نمی دهد. این تنها از طریق آزمایش گسترده امکان پذیر است.
منابع تغذیه صنعتی چگونه تست می شوند؟
منابع تغذیه صنعتی از نظر عملکرد و قابلیت اطمینان به روش‌های مختلفی آزمایش می‌شوند. تست استرس با سرعت بالا (HAST) که در یک دوره 96 ساعته انجام می شود یکی از روش های تولید طول عمر تخمینی برای منبع تغذیه صنعتی است. در HAST، یک دستگاه در یک محفظه اوج قرار می گیرد که در شرایط شدید (رطوبت، دما و ارتعاش بالا) به عنوان آزمایش ذخیره سازی تنظیم شده است. دستگاه در حالی که در محفظه است کار نمی کند.
سپس عملکرد منبع تغذیه قبل از انجام HAST آزمایش شده و با پارامترهای صفحه داده آن مقایسه می شود. تفاوت در مقادیر بین عملکرد قبل و بعد از HAST می تواند برای محاسبه عمر کلی استفاده شود. سپس نتایج این آزمایش را می توان با آزمایش ذخیره سازی 1000 ساعته یا آزمایش عمر تأیید کرد، جایی که دستگاه در حداکثر دمای مجاز محیط آزمایش می شود.
