Stromversorgung für DC-Motorsteuerungen
- RACME-140K von RECOM
Für leistungsstarke Gleichstrommotoren in medizinischen und anderen Anwendungen
Power Supplies I 16.01.2025
Starke Lasten stellen beim Einschalten eine hohe Belastung für Sicherungen und Bauteile dar. Insbesondere bei medizinischen Geräten sind Ausfälle durch Einschaltströme unbedingt zu vermeiden. Der Einsatz von Thermistoren und Stromversorgungen mit Toleranzen für Einschaltstromspitzen ermöglicht eine zuverlässige Leistung.
Abbildung 1: Die Stromversorgungen der Serie RACM140E sind in geschlossener und offener Bauform erhältlich. (Bild: RECOM)
Ausgangslage
DC-Motorantriebe haben ein sehr hohes Leistungsgewicht und Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen sowie eine hohe Zuverlässigkeit. Daher eignen sie sich ideal für den Einbau in Roboterarme oder Bettmechanismen und mit geeigneten Getrieben auch zum hochpräzisen Pumpen von Flüssigkeiten in Dialyse- und Transfusionsgeräten. In medizinischen Anwendungen müssen Stromversorgungen für DC-Motorantriebe allerdings höchste Anforderungen an Sicherheit, Zuverlässigkeit und elektromagnetische Verträglichkeit erfüllen, um eine einwandfreie und sichere Funktion zu gewährleisten.
Beim Einschalten von leistungsstarken Verbrauchern – etwa DC-Motoren – treten kurzzeitig hohe Ströme auf, bis der Motor hochgelaufen ist. Diese Ströme können ein Vielfaches des Nennstromes betragen, so dass es zu unerwünschten Effekten kommen kann wie dem Auslösen von Sicherungen oder des Überstromschutzes in Primärstromversorgungen, dem Ausfall des Umrichters oder sogar zu Schäden an der Stromversorgung und anderen Komponenten. Eine Möglichkeit, den Spitzenstrom beim Einschalten des Motors zu reduzieren, besteht darin, PTC-Thermistoren, also temperaturabhängige Widerstände, in Reihe mit dem Motor zu schalten.
Lösung und Beispiele
Eine Lösung für hohe Anlaufströme ist der Einsatz einer Stromversorgung, die so dimensioniert ist, dass sie nicht nur den normalen Betriebsstrom des Motors liefert, sondern es auch ermöglicht, kurzzeitig die hohen Anlaufströme zu liefern. Außerdem sollte sie eine gewisse Überlastfähigkeit besitzen, um die Anlaufströme ohne Abschaltung oder Beschädigung zu überstehen. Mit der Serie RACM140E bietet RECOM solche Netzteile an.
Diese Stromversorgungen bieten als weiteren Vorteil einen
Ausgangsüberspannungsschutz, der deutlich höher als die Nennausgangsspannung eingestellt ist, sodass er sicher mit den vom Motor erzeugten Gegen-EMK-Spannungen umgehen kann.
• Bewältigung von Anlaufspitzen: Die Serie liefert eine Dauerleistung von 140 W und eine Boost-Leistung von 210 W für bis zu 10 s.
• Umfassender Schutz gegen Kurzschluss und Überstrom am Dauerausgang
• Keine Probleme mit Gegen-EMK-Spannungen: Der Ausgangsüberspannungsschutz ist deutlich höher als die Nennausgangsspannung eingestellt, so dass er sicher mit den vom Motor erzeugten Gegen-EMK-Spannungen umgehen kann (Abb. 2).
Abbildung 2: Gleichstrommotor mit PTC zur Einschaltstrombegrenzung und optionaler Bremswiderstandsschaltung: Das AC/DC-Netzteil bewältigt die durch die Gegen-EMK erzeugte Motorspannung dank ausreichendem Ausgangsüberspannungsschutz. (Bild: RECOM)
Das „M“ in RACME-140K steht für „Medical“, da diese Serie für den Einsatz in medizinischen Anwendungen zertifiziert ist. Sie verfügt über eine verstärkte 2xMOPP-Isolierung zum Schutz des Patienten gemäß den medizinischen Sicherheitsnormen (EN/IEC 60601-1 und ANSI/AAMI ES 60601-1) und entspricht der medizinischen EMV-Norm EN 60601-1-2. Die Serie ist für Body Floating (BF) Anwendungen geeignet, da der Ausgangsableitstrom gegen Erde weniger als 200 µA und der Berührungsstrom im Normalbetrieb weniger als 100 µA beträgt.
Weitere Vorteile und Einsatzgebiete:
• Montage im Schaltschrank oder im Gehäuse möglich: Das RACM140E Netzteil ist mit Molex-Steckern, Push-In-Anschlüssen oder Kabelschuhen erhältlich.
• Geringe Bauhöhe: Die Netzteile sind als Open Frame- und Closed Frame-Version mit einer Bauhöhe von 40 mm oder weniger erhältlich und passen auch in 1HE-Rack-Gehäuse Die Abmessungen der geschlossenen Gehäuse betragen 147 x 81,5 x 40 mm, die der offenen 147 x 81,5 x 38 mm.
• Vereinfachte Systemintegration: Die Serie RACM140E erfüllt die EMV-Grenzwerte nach EN55032 Klasse B mit erhöhtem Schutz gegen Überspannungen und Burst-Immunität.
• Universeller Eingangs- und einstellbarer Ausgangsspannungsbereich: Der Eingangsspannungsbereich ist universell von 80-264 VAC oder 120-370 VDC und die Ausgangsnennspannungen von 12, 15, 24, 36 oder 48 VDC können über ein eingebautes Trimmpotentiometer um bis zu +20 % eingestellt werden.
• Auch für Haushalt und Industrie-Anwendungen geeignet: RACM140E ist nach den einschlägigen Sicherheits- und EMV-Normen mit der Überspannungskategorie OVC III bis 2000 m Höhe oder OVC II für den Betrieb bis 5000 m Höhe zertifiziert.
Aufgrund der kompakten Größe, des kostengünstigen Aufbaus, der hohen Spitzenlastfähigkeit und der umfassenden Sicherheits- und EMV-Zertifizierungen für Medizin, Haushalt und Industrie findet das RACM140E neben der Versorgung von Gleichstrommotoren viele weitere Einsatzmöglichkeiten. Dazu zählen u.a. die Gebäude- und Heimautomatisierung, die Medizinrobotik, die Daten- und Telekommunikation, die Industrieautomation, die Intralogistik sowie Test- und Messanwendungen.
Bei uns
Wir bieten Stromversorgungen von RECOM und anderen Herstellern an. Rund 6.000 verschiedene Typen an Netzteilen und DC/DC Wandlern bevorraten wir in produktionsgerechten Mengen in unserem automatisierten Zentrallager in Monheim am Rhein.
Wir leisten zudem schnelle und kompetente Unterstützung in Form von direkten Ansprechpartnern und beschäftigen ein kompetentes Außendienstteam für die Problemlösung vor Ort. Unsere Kunden profitieren von einer raschen Bearbeitung der Anfragen, der Bereitstellung von Datenblättern und Mustern sowie von unterschiedlichen Liefermengen vom Muster bis zur Serienfertigung.