Selbstverständlich gibt es seit Jahren spezialisierte Stromversorgungen für die Bahn. Die Anforderungen sind hoch, und dies gleich in mehreren Bereichen: Selbst bei hohen mechanischen Schockbelastungen dürfen keine Ausfälle auftreten, und dies in einem stark erweiterten Temperaturbereich. Lüfter sind in der Regel nicht erlaubt, weil diese eine erhöhte Fehlerquelle darstellen. Dies wiederum erfordert bei sehr kompakten Geräten, die nur über natürliche Konvektion Verlustwärme abführen können, höchste Wirkungsgrade.
Bahnnormen werden eingehalten
Puls als ein Marktführer im Bereich von Industriestromversorgungen erfüllt die stren-gen Auflagen der verschiedenen Bahnnormen mit einer Vielzahl ihrer Standardindustriegeräte. Im Markt sind sie bekannt für Qualität, Zuverlässigkeit, Langlebigkeit, Widerstandsfähigkeit bezüglich EMV und Umweltbedingungen. Dies gelingt dank sorgfältig ausgewählten Bauteilen und robuster Konstruktion.
Die Eingangsspannungen sind bei Bah-nen historisch bedingt teilweise unterschiedlich zu denjenigen der Industrie. Aber selbst diese Spannungsanpassungen waren dank dem sehr flexiblen Schaltungsdesign bei der Puls-Technik kein Problem. So steht nun für den Bahnbereich eine Serie von Stromversorgungen zur Verfügung, die sich seit Jahren in der Industrie zu Zigtausenden bewährt haben. Was die Montage der Stromversorgungen betrifft, ist die eingesetzte Technik eine Besonderheit für die Bahntechnik: Die Geräte lassen sich auf DIN-Schienen montieren. Im Portfolio stehen 1- und 3-phasige Geräte sowie DC/DC-Wandler für Bahnanwendungen zur Verfügung.
Hohe Ansprüche der Bahn
Im Bahnbereich definiert die Norm EN 50155 die Anforderungen für den Einsatz von elek-trischen Geräten auf Schienenfahrzeugen. Die Einhaltung der EN 50155 ist selbstverständlich durch Prüfungen nachzuweisen. Doch welche wichtigsten Prüfungen sind im Detail erforderlich? Es sind die folgenden:
- Rüttelfestigkeit (DIN EN 61373): Diese Norm stellt deutlich schärfere Prüfbedingungen dar, als bei Industriestromversorgungen verlangt wird. Der Einbau im Fahrzeugkasten und sogar auf dem Dach und im Unterflurbereich ist damit möglich.
- Temperaturbereich: Die Industrienetzteile lassen sich bis zu einer Umgebungstemperatur von +60°C ohne Derating betreiben. Für den Bahnbereich konnte Puls die Eignung der Geräte für den erweiterten Temperaturbereich bis 70°C dauerhaft und bis 85°C für 10 Minuten nachweisen.
- EMV-Festigkeit (EN 50121-3-2): Im Bahnbereich gelten hohe Anforderungen bezüglich Spannungsfestigkeit und Störfestigkeit. Hier beweist die störungsarme Schaltungstopologie der Geräte eine hohe EMV-Festigkeit.
- Brandschutz gemäss EN 45545-1: Indus-triestromversorgungen von Puls sind standardmässig UL-zertifiziert und wurden bereits nach der neuen Brandschutznorm EN 45545-1 geprüft. Die Geräte sind nicht vergossen und verfügen so über eine geringe Brandlast, was ebenfalls ein grosser Vorteil ist und die Geräte äusserst leicht macht.
Kompakte Abmessungen und lange Lebensdauer
Alle diese Bedingungen erfüllen die Industrie-seriengeräte des Stromversorgungsspezialisten. Nur bei den Eingangsspannungsbereichen gab es Anpassungen. Es werden beispielsweise alle klassifizierten Batteriespannungen von 24, 36, 48, 60, 72, 96, 110 VDC mit den Toleranzen ±30 Prozent statisch und ±40 Prozent für 100 ms unterstützt. Dasselbe gilt für die typischen Wechselspannungen in der Bahntechnik.
Wer im Industriebereich Stromversorgungen über Jahre erfolgreich verkauft, tut dies nur mit Geräten höchster Qualität, denn anderes lässt sich längerfristig am Markt nicht erfolgreich absetzen. Im Industriebereich sind auch Eigenschaften wie
- hoher Wirkungsgrad
- kompakte Abmessungen
- geringes Gewicht
- lange Lebensdauer (>60 000 h)
- maximale Verfügbarkeit
zentrale Bedingungen, um im hart umkämpften Markt erfolgreich zu agieren. Diese Eigenschaften sind auch im Bahnbereich höchst interessant. Um ein Beispiel zu geben: Das Gerät CPS 20.241-60 verfügt über eine Ausgangsleistung von 400 W über den kompletten Temperaturbereich, hat eine integrierte MOSFET-Entkopplungsschaltung am Ausgang für Redundanzbetrieb mit pas- siver Lastaufteilung und einen Wirkungsgrad von 94 Prozent. Bei einem Ausfall der Eingangsspannung – selbst im Kurzschlussfall – steht die Ausgangsspannung noch für mehr als 10 ms zur Verfügung. Kurze Unterbrechungen lassen sich damit problemlos überbrücken.
Diese enorme Leistungsdichte wird bei einer Gehäusebreite von nur 65 mm und einem Gewicht von 1000 g erreicht. Was immer mehr geschätzt wird, ist die aktive Einschaltstrombegrenzung und der integrierte Verpolungsschutz für Gleichspannungen am Eingang.
Einfache Montage auf der DIN-Schiene
Was aber die neuen DIN-RAILway Power Supplies besonders auszeichnet, ist die ganz einfache Montage auf der DIN-Schiene im Schaltschrank. Bei der bis heute üblichen Wandmontage erfolgt häufig eine Wärmeableitung über die Montageplatte. In der Industrie kommen solche Konzepte nur in Ausnahmefällen zur Anwendung. Die überwiegende Anzahl elektronischer und elektromechanischer Geräte werden auf DIN-Schienen montiert. Das Industriekonzept von Puls bringt somit auch im Bahnbereich grosse Vorteile, denn die rüttelfeste Montage auf DIN-Schiene ist nur möglich, wenn die Geräte über eine hochwertige DIN-Schienen-Halterung und minimales Eigengewicht verfügen; Letzteres wiederum bedingt Geräte mit sehr gutem Wirkungsgrad.
Die Bahnserie DIN-RAILway Power Supplies
Nicht nur die schnelle Montage auf DIN-Schiene ist ein Vorteil, sondern auch der absolut rüttelsichere Anschluss über Federkraftklemmen. Lockere Schraubverbindungen sind nämlich eine der Ursachen für Ausfälle elektrischer Anlagen und führen nicht selten zu Bränden. In der Industrie haben Federkraftklemmen die Schraubverbindungen, vom Signalbereich bis in den Leistungsbereich, grösstenteils verdrängt, weil die Vibrationssicherheit bei Federkraftklemmen automatisch gegeben ist. Ein quasi One-Stop-Shopping – ob AC/DC oder DC/DC – für alle Lösungen aus einer Hand schätzen Einkäufer ebenfalls. Das Spektrum umfasst folgende Lösungen:
- DC/DC-Wandler im Leistungsbereich 100, 200 und 400 W
- einphasige AC/DC-Stromversorgungen im Leistungsbereich 240 und 480 W
- dreiphasige AC/DC-Stromversorgungen im Leistungsbereich 240 und 480 W
Alle DIN-RAILway Power Supplies verfügen über einen Power Boost, der den Betrieb für 4 s mit 150 Prozent Nennlast erlaubt. Das ist vor allem bei anspruchsvollen Lasten eine viel gefragte Eigenschaft.
Fazit
Mit den DIN-RAILway Power Supplies stehen Bahnstromversorgungen zur Verfügung, deren Konzept sich zu Zigtausenden in der Industrie bewährt hat. Eine ganze Palette, von 1- bis 3-phasigen Geräten sowie DC/DC-Wandler, die sich durchwegs auf DIN-Schiene montieren lassen, steht bereit. Verlustwärme wird über natürliche Konvektion abgeführt, die Geräte verfügen über rüttelsichere Federkraftklemmen, sind sehr kompakt, leicht und verfügen über sehr hohe Wirkungsgrade.
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