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Antrieb der intelligenten Revolution mit 277 VAC

27. Juli 2021 von Ron Stull – Lesezeit: 4 Minuten

Antrieb der intelligenten Revolution mit 277 VAC

Einführung

Der weit verbreitete Einsatz intelligenter Systeme in Außenbereichen sowie Anwendungen mit hohem Stromverbrauch, wie z. B. Ladegeräte für Fahrzeuge am Straßenrand, erleichtern den Zugang zu AC/DC-Netzteilen, die in der Lage sind, einen 277-V-Eingang zu verarbeiten, der industriellen Standard-Drehstromversorgung von 480 V abgeleitet ist.

Als Verbraucher verwenden wir meist Geräte, die für den Anschluss an die 120-Volt-Haushaltsleitung ausgelegt sind, während die Versorgungsunternehmen Dienste mit verschiedenen Spannungen für unterschiedliche Arten von Nutzern und Anwendungen anbieten. Für große Lasten können Häuser und andere Räumlichkeiten mit 240 V versorgt werden, während für industrielle Anwendungen eine 480-V-Drehstromversorgung zur Verfügung steht. Die Phasen werden häufig zusammen verwendet, um große Lasten zu versorgen, typischerweise Hochleistungs-Elektromotoren, die in Industriemaschinen eingesetzt werden.

480-VAC-Vorteile

Die Verteilung von Strom mit 480 V bietet mehrere Vorteile. Der Strom ist bei einem gegebenen Leistungsbedarf geringer, was zu geringeren I2R-Verlusten in der Leitung führt. Darüber hinaus kann die Verkabelung eine geringere Strombelastbarkeit haben, was Kosten und Platz in der Verteilungsinfrastruktur spart. Gleichzeitig ermöglicht die höhere Spannung eine größere Kapazität, um mehr Lasten an dieselbe Leitung anzuschließen.

Woher kommen die 277 VAC?

Einphasiger Strom kann aus dieser 480-V-Drehstromversorgung entnommen werden, indem eine Phase und der Nullleiter miteinander verbunden werden. In diesem Fall beträgt die Nennversorgungsspannung 480 V ÷ √3 oder 277 V. Auf diese Weise können drei getrennte Stromkreise versorgt werden, was eine bequeme und kostengünstige Möglichkeit zur Versorgung verschiedener Verbraucher darstellt. Dieser Ansatz wird häufig für die Stromversorgung von Leuchtstoffröhren in Industrie- und Geschäftsgebäuden verwendet.

Dreiphasen-Diagramm mit Phase-Phase und Phase-Neutral-Spannung
Abb. 1: Dreiphasen-Diagramm mit Phase-Phase und Phase-Neutral-Spannung

277-VAC-Anwendungen

Mit der Einführung von energiesparender LED-Beleuchtung in Fabriken, Lagern, Büros, Einkaufszentren und Straßenbeleuchtungen stieg die Nachfrage nach Konstantstrom-LED-Treibern (geeignet für den Anschluss an die 277-VAC-Versorgung und zur Erzeugung eines Konstantstrom-Ausgangs für die Ansteuerung der LEDs). Die Dinge ändern sich jetzt, da die intelligente Revolution intelligente „Dinge“ an Standorte außerhalb des Heims bringt. Beispiele hierfür sind Sensoren und Steuerungen für Geräte, die in intelligenten Städten installiert sind, einschließlich intelligenter Beschilderung und Sicherheitssysteme. Auch die Nachfrage nach Hochleistungsanwendungen wie dem Schnellladen von Elektrofahrzeugen am Straßenrand, kommunalen E-Mobilitätsprogrammen wie E-Bikes und Scootern und dem Laden von industriellen Elektrofahrzeugen wie Gabelstaplern steigt.

Wie bei früheren Herausforderungen im Bereich der Leuchtstoff- und LED-Beleuchtung ermöglicht die Verwendung einer einphasigen 277-V-Versorgung aus dem 480-V-Drehstromnetz eine bequeme und kostengünstige Lösung. Das Besondere an der intelligenten Revolution ist, dass viele dieser Verbraucher elektronische Module enthalten, die mit einer geregelten Gleichspannung versorgt werden müssen. Infolgedessen steigt die Nachfrage nach AC/DC-Netzteilen, die an einen 277-Volt-Eingang angeschlossen werden können und gängige Gleichstrom-Ausgangsspannungen erzeugen.

Systemdiagramm der EV-Ladesäule
Abb. 2: Systemdiagramm einer EV-Ladesäule mit 277-VAC-Netzteil zur Steuerung des Controllers

10 % Spielraum und 305 VAC Nennleistung

Um eine Nenneingangsspannung von 277 VAC mit 10 % Sicherheitsspielraum verarbeiten zu können, muss das Netzteil bis zu 305 V am Eingang verkraften können. Infolgedessen gibt es auf dem Markt eine wachsende Zahl von Gleichspannungsnetzteilen, die einen universellen Eingangsspannungsbereich von 85 bis 305 V bieten. Die Auswahl an geregelten Ausgangsspannungen ist groß, und es stehen verschiedene Optionen zur Verfügung.

Nicht-ideale Wellenform, die dazu führt, dass ein Spielraum von 10 % erforderlich ist
Abb. 3: Nicht-ideale Wellenform, die dazu führt, dass ein Spielraum von 10 % erforderlich ist

Zusätzliche Merkmale der Industriestromversorgung

Stromversorgungen mit einer größeren Eingangswechselspannung von 85 bis 305 und einem geregelten Gleichstromausgang bieten Flexibilität für industrielle und gewerbliche Stromanwendungen. Neben einem breiten Eingangsspannungsbereich sind weitere Merkmale, die sich in einer industriellen Umgebung als vorteilhaft erweisen können, die Folgenden:

  • Klemmenabdeckungen und konforme Beschichtung: Sie halten rauen Umgebungen stand, in denen sich leitfähige Abfälle oder große Mengen Staub befinden können, wie in Sägewerken oder Steinbrüchen. Sie eignen sich auch gut für Geräte, die im Freien eingesetzt werden.
  • Eingangsüberspannung der Kategorie III: Erhöhte Störfestigkeit, um großen Stromstößen standzuhalten. Weitere Informationen.
  • Leistungsfaktorkorrektur: Reduzierung der Wechselstrom- und Leitungsverluste durch Einsatz der Leistungsfaktorkorrektur zur Verbesserung des Verhältnisses von Wirkleistung zu Scheinleistung. Weitere Informationen.
  • Sicherheitsstandards: IEC 62368-1 für audiovisuelle und informationstechnische Geräte und IEC 61558 für Netzteile und Transformatoren. Weitere Informationen.

Fazit

Die Verfügbarkeit einer vielseitigen Auswahl an 85- bis 305-V-AC/DC-Netzteilen ist für Designer von IoT- und IIoT-Geräten, Installateure, Wartungsmanager und Einkäufer von Vorteil. Diese können nun von den Veränderungen auf dem Markt profitieren, denn sie können schnell ein geeignetes handelsübliches Gerät finden, das genau ihren Anforderungen entspricht. CUI bietet eine Reihe von internen Wechselstrom-Gleichstrom-Netzteilen mit weitem Eingangsbereich an, einschließlich Optionen mit geringer Nulllast-Leerlaufleistung in der VGS-Familie der SMPS mit Metallgehäuse und der PSK-Familie der gekapselten Energieverwaltungsmodule.

Kategorien: Branchennachrichten, Produktauswahl

Zusätzliche Ressourcen


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Ron Stull

Ron Stull

Stromversorgungsingenieur

Seit Ron Stull 2009 zu CUI kam, hat er eine Reihe von Kenntnissen und Erfahrungen in den Bereichen der analogen und digitalen Stromversorgung sowie der AC/DC- und DC/DC-Energieumwandlung gesammelt. Er spielt eine Schlüsselrolle im Engineering-Team von CUI, mit Verantwortlichkeiten wie Anwendungsunterstützung, Test und Validierung sowie Design. Außerhalb der Energietechnik spielt Ron Gitarre, joggt und unternimmt mit seiner Frau Ausflüge in die Natur. Sie haben vor, alle US-Nationalparks zu besuchen.

 
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