Nota Técnica de Perle Systems
Tecnología Selective Fuse Breaking (SFB) | Nota técnica fuentes de alimentación
Máxima disponibilidad del sistema
Para una máxima disponibilidad del sistema, los disyuntores estándar deben estar activados magnéticamente para apagar selectivamente flujos de corriente defectuosos y garantizar que las partes importantes del sistema continúen funcionando sin interrupción. Las fuentes de alimentación QUINT y los convertidores DC/DC, con tecnología SFB, suministrarán varias veces la corriente nominal durante un periodo breve para activar de forma selectiva disyuntores miniatura y fusibles conectados al extremo secundario.
Su objetivo: la máxima disponibilidad del sistema
En la producción, las averías no pueden evitarse del todo. Por ejemplo, puede haber cortocircuitos en el cableado o anomalías en la carga. No obstante, las máquinas o los sistemas situados en las zonas no afectadas deberían continuar funcionando sin interrupción.
La solución es ofrecer protección independiente para los dispositivos finales individuales o grupos de funciones de menor tamaño. Esto evita que se tengan que apagar innecesariamente las partes del sistema no afectadas en caso de error.
Las fuentes de alimentación QUINT y los convertidores DC/DC con tecnología SFB protegen su producción. SFB significa selective fuse breaking (interrupción de fusibles selectiva). En caso de error, la QUINT suministrará hasta seis veces la corriente nominal durante 12 ms para apagar el circuito afectado.
Protección rentable con disyuntores
Normalmente las cargas adicionales, como los sensores o los actuadores están conectados a una unidad de fuente de alimentación en paralelo al controlador. Para minimizar los tiempos de inactividad, todos esos flujos de corriente deberían protegerse individualmente.
Por lo tanto, si hay un cortocircuito, únicamente se desconectarán los flujos defectuosos de la fuente de alimentación y las otras cargas continuarán funcionando sin interrupción.
En estos momentos, los disyuntores estándar son la solución más rentable para proteger un circuito. Pueden activarse de forma electromagnética o térmica a través de un bimetal.
Para garantizar que se activan en unos pocos milisegundos, la corriente del solenoide integrado debe ser significativamente mayor a la corriente nominal del disyuntor.
Características del disyuntor
Normalmente, los fabricantes especifican las corrientes de cortocircuitos necesarias para la activación electromagnética de la corriente alterna (AC). Por lo tanto, los usuarios deben garantizar que los valores de DC son 1,2 veces superiores.
Los disyuntores están disponibles con varias características de activación. Los disyuntores de característica B o C son los que más se usan en las aplicaciones industriales.
En el caso de la característica B, se necesitan las corrientes que se indican a continuación para activar el disyuntor:
- Aplicaciones AC: entre tres y cinco veces la corriente nominal
- Aplicaciones DC: entre tres y seis veces la corriente nominal
Por lo tanto, en las condiciones más favorables, se necesitan 150 A para activar un disyuntor de característica B de 25 A en unos pocos milisegundos.
En el caso de los disyuntores de característica C, se necesitan las corrientes que se indican a continuación:
- Aplicaciones AC: entre cinco y diez veces la corriente nominal
- Aplicaciones DC: entre cinco y doce veces la corriente nominal
La tecnología SFB evita las caídas de tensión
En caso de error, los flujos de cable largo limitan la corriente de activación necesaria. Esto puede retrasar e incluso evitar que los disyuntores se activen.
Si las fuentes de alimentación suministran una reserva de alimentación inferior la activación térmica podría tardar varios segundos o minutos.
En este caso, es muy fácil solucionar el problema ya que puede ver qué disyuntor se ha activado. No obstante, durante este periodo la tensión de 24 V DC de la fuente de alimentación ya se ha interrumpido y el controlador ha fallado.
En el peor de los casos, la corriente suministrada por la unidad de fuente de alimentación es muy baja o solo suministra una breve reserva de potencia de unos pocos segundos lo que significa que el fusible ni siquiera está activado. Por lo tanto, requiere mucho tiempo y resulta muy caro resolver el problema.
Las fuentes de alimentación QUINT con tecnología SFB proporcionarán hasta seis veces la corriente nominal. Los disyuntores se activan magnéticamente con este pulso.
Longitud del cable y sección transversal del conductor
Tanto si un disyuntor se activa con la suficiente rapidez como si no depende también de la longitud y la sección transversal del cable a través del cual se conecta la carga.
Lo importante aquí no es solo la cantidad de corriente que la unidad de fuente de alimentación puede suministrar. Lo es solo si la impedancia del flujo de corriente defectuoso es lo suficientemente baja como para que la corriente alta también pueda fluir en el cortocircuito y activar el disyuntor magnéticamente.
Para determinar qué fuente de alimentación es adecuada para su aplicación dependiendo de la longitud y la sección transversal del cable, consulte nuestra matriz de configuración en la parte inferior de esta página.
Situación de ejemplo:
- Una fuente de alimentación (24 V/20 A) suministra un controlador y tres otras cargas.
- Todos los flujos de corriente están protegidos por un disyuntor (característica A/B 6).
- Los flujos de corriente están formados por cables de cobre de 25 m de longitud (sección transversal de 2,5 mm²).
En este ejemplo, en caso de cortocircuito, la unidad de fuente de alimentación de 20 A suministra seis veces la corriente nominal durante un breve periodo utilizando tecnología SFB, es decir, un máximo de 120 A. El disyuntor siempre se activa en el plazo de 3 a 5 ms con diez veces la corriente nominal en el rango magnético de su curva característica.
Las otras cargas continúan funcionando, al controlador se le suministra 24 V DC de forma constante y continúa funcionando sin interrupción a pesar del cortocircuito.
Dispositivos disyuntores de Phoenix Contact
La gama de disyuntores termomagnéticos de Phoenix Contact es la primera que usa la curva característica SFB.
La característica de activación ha sido creada especialmente para ser utilizada con fuentes de alimentación que funcionan en base a la tecnología SFB. La combinación de estos dos dispositivos garantiza una activación especialmente fiable en caso de error, incluso en caso de que entre la fuente de alimentación y el dispositivo final haya cables largos.
La curva característica SFB se basa en la característica C, pero su tolerancia ha sido reducida considerablemente. Por lo tanto, el disyuntor alcanza su corriente de activación de forma más rápida y así se activa antes. Esto limita la corriente del cortocircuito y reduce la carga en los cables y los dispositivos conectados.
Matriz de Configuración SFB
| Cable cross‐section | 0,75 mm² | 1,0 mm² | 1,5 mm² | 2,5 mm² | 4,0 mm² | 6,0 mm² | 10,0 mm² |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 24V/5 A QUINT POWER with SFB Technology | |||||||
| Distance with standard circuit-breaker C2 | 5 m | 7 m | 11 m | 19 m | |||
| 24V/10 A QUINT POWER with SFB Technology | |||||||
| Distance with standard circuit-breaker C2 | 14 m | 19 m | 29 m | 49 m | |||
| Distance with standard circuit-breaker C4 | 4 m | 5 m | 8 m | 14 m | |||
| Distance with standard circuit-breaker B6 | 9 m | 12 m | 18 m | 30 m | |||
| 24V/20 A QUINT POWER with SFB Technology | |||||||
| Distance with standard circuit-breaker C2 | 14 m | 19 m | 29 m | 49 m | 79 m | <100 m | |
| Distance with standard circuit-breaker C4 | 8 m | 11 m | 17 m | 29 m | 47 m | 70 m | |
| Distance with standard circuit-breaker C6 | 4 m | 5 m | 8 m | 14 m | 22 m | 33 m | |
| Distance with standard circuit-breaker B6 | 12 m | 17 m | 25 m | 42 m | 68 m | < 100 m | |
| Distance with standard circuit-breaker B10 | 9 m | 13 m | 23 m | 37 m | 55 m | ||
| Distance with standard circuit-breaker B16 | 5 m | 9 m | 15 m | 22 m | |||
| 24V/40 A QUINT POWER with SFB Technology | |||||||
| Distance with standard circuit-breaker C2 | 14 m | 19 m | 29 m | 49 m | 79 m | < 100 m | < 150 m |
| Distance with standard circuit-breaker C4 | 8 m | 11 m | 17 m | 29 m | 47 m | 70 m | < 100 m |
| Distance with standard circuit-breaker C6 | 6 m | 8 m | 12 m | 20 m | 32 m | 48 m | 81 m |
| Distance with standard circuit-breaker C10 | 3 m | 5 m | 9 m | 14 m | 21 m | 36 m | |
| Distance with standard circuit-breaker C13 | 3 m | 5 m | 8 m | 13 m | 22 m | ||
| Distance with standard circuit-breaker B6 | 12 m | 17 m | 25 m | 42 m | 68 m | < 100 m | < 150 m |
| Distance with standard circuit-breaker B10 | 10 m | 16 m | 27 m | 43 m | 65 m | < 100 m | |
| Distance with standard circuit-breaker B16 | 8 m | 14 m | 23 m | 35 m | 58 m | ||
| Distance with standard circuit-breaker B20 | 9 m | 15 m | 23 m | 38 m | |||
| Distance with standard circuit-breaker B25 | 6 m | 10 m | 15 m | 25 m | |||
| 48V/5 A QUINT POWER with SFB Technology | |||||||
| Distance with standard circuit-breaker C2 | 17 m | 23 m | 35 m | 58 m | |||
| 48V/10 A QUINT POWER with SFB Technology | |||||||
| Distance with standard circuit-breaker C2 | 35 m | 47 m | 71 m | < 100 m | < 150 m | < 250 m | |
| Distance with standard circuit-breaker C4 | 10 m | 13 m | 20 m | 34 m | 54 m | 81 m | |
| Distance with standard circuit-breaker B6 | 19 m | 25 m | 38 m | 64 m | < 100 m | < 150 m | |
| 48V/20A QUINT POWER with SFB Technology | |||||||
| Distance with standard circuit-breaker C2 | 35 m | 47 m | 71 m | < 100 m | < 170 m | < 270 m | < 400 m |
| Distance with standard circuit-breaker C4 | 16 m | 21 m | 32 m | 54 m | 87 m | < 120 m | < 200 m |
| Distance with standard circuit-breaker C6 | 7 m | 10 m | 15 m | 25 m | 40 m | 61 m | < 100 m |
| Distance with standard circuit-breaker B2 | 76 m | 101 m | < 150 m | < 250 m | < 400 m | < 600 m | < 1000 m |
| Distance with standard circuit-breaker B4 | 40 m | 53 m | 80 m | < 120 m | < 200 m | < 300 m | < 500 m |
| Distance with standard circuit-breaker B6 | 26 m | 35 m | 53 m | 89 m | < 140 m | < 200 m | < 340 m |
| Distance with standard circuit-breaker B10 | 11 m | 15 m | 23 m | 39 m | 62 m | 94 m | < 150 m |