Notice d`utilisatioN Fusibles électroniques pour la protection de

Notice d’utilisation
AN41.03.fr
Fusibles électroniques pour la protection
de circuits d’alimentation 24V DC
Auteur: Michael Raspotnig
Cette “notice d’utilisation” décrit
le fonctionnement, les avantages
et les inconvénients des différentes
sortes de fusibles électroniques et les
compare avec le nouveau module de
protection PISA de PULS.
Contrairement aux disjoncteurs de
protection de ligne classiques, les
fusibles électroniques surveillent
et limitent le courant de manière
nettement plus précise et rapide.
C’est pourquoi une déconnexion est
assurée en cas de défaillance, même
pour de longues lignes ou des conducteurs de petite section.
Le choix des fusibles électroniques
n’est toutefois pas aussi trivial qu’il
n’y paraît. Ces derniers sont souvent
trop sensibles et ont tendance à effectuer des déclenchements intempestifs. Il ne faut pas non plus choisir
des alimentations trop faibles, pour
qu’en cas de défaut, le courant de
déclenchement puisse être fourni.
La réalisation d’un concept de protection est nettement plus simple
en utilisant le nouveau module de
protection PISA.
Cela rend les erreurs d’adaptation
ou de dimensionnement presque
impossibles.
INFO:
L’utilisation de disjoncteurs classiques pour circuit
d’alimentation 24V DC est décrie dans la notice
d’utilisation AN38 de PULS.
Technique Marketing
La nouvelle directive „Machines“
2006/42/CE exige, entre autres, l‘examen
critique des effets des perturbations de
l’alimentation 24V DC. Tous les situations dangereuses doivent être prises en
compte. Les machines ne doivent pas
s‘emballer, ni provoquer de dangers tels
une surfchauffe ou un incendie et doivent
pouvoir être arrêtées à tout moment.
court-circuit, presque tout le courant de
l’alimentation va s’écouler par ce circuit
défectueux. Il faut rapidement interrompre la circulation du courant dans ce
circuit si l’on ne veut pas paralyser toute
l’installation. Le simple raccordement d’un
consommateur supplémentaire muni d’un
gros condensateur d’entrée provoque
souvent le même effet.
Les perturbations de l’alimentation 24V
DC peuvent être causées par des pannes
ou des fluctuations du secteur. Dans ces
cas, les modules tampon ou les ASC DC
sont les plus adaptés.
En pratique, trois genres de charges composent une machine: les consommateurs
électroniques sensibles, les composants
électromécaniques robustes et les circuits
liés à la sécurité. L‘utilisation d‘un bloc
d‘alimentation commun pour ces charges
est une pratique courante de longue date.
Les consommateurs électroniques sont
particulièrement sensibles; pour un API,
par exemple, même de très brèves coupures de la tension d’alimentation provo-
Les événements survenant du côté de la
charge sont cependant beaucoup plus critiques en termes de chutes de tension de
l’alimentation 24V DC. Un exemple: si un
câble d’alimentation coincé provoque un
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19,2V
20,4V
24V
19,2V
24V
temps
0V
max.
10ms
30V
Gamme de tension autorisée pour
les systèmes 24V selon EN-IEC
61131-2 § 5.1.1.1
Coupures maximales de tension
autorisées pour les systèmes 24V selon
EN-IEC 61131-2 § 5.1.1.1
La gamme de 19,2 à 20,4V n’est
autorisée que pour les composants
à courant alternatif
Figure 1:
Valeurs limites selon EN-IEC 61131-2
actuelle. Ils sont conçus pour être moins
Tension
de régulation en tension
sensiblesdeau
besoinMode
dynamique
en courant
sortie
Mode de
24V
et supportent
maintenant sans peine le limitation
de courant
raccordement de condensateurs jusqu’à
20.000µF. Des craintes subsistent pour
ceux qui ont connu ce type de problèmes
par le passé. Un déclenchement intempestif peut causer autant de dégâts
qu’un
100% Courant de sortie
non-déclenchement en cas de perturbation. Il est vivement recommandé d’étudier
avec soin les valeurs des fiches techniques
Courant circulant
effectivement
et de
faire des essais pratiques.
3,5 x IN
a) sans limitation active du courant
3 x IN
avec
limitation
active du courant
Deux
typeb)de
fusibles
éléctroniques
l’alimentation diminue. Si la valeur du
a
2,5
x
I
N
Les fusibles électroniques peuvent être
courant limite est inférieure au seuil de
2 x Iou
N non de la limitation active de
munis
déclenchement de l’élément de protecb
1,5
x
I
N
courant.
tion, le circuit défectueux ne pourra pas
Tension
Mode de régulation en tension
Les modèles
simples ne comportent qu’une
1 x IN
être débranché. Les disjoncteurs de pro- de sortie
Mode de
surveillance
du courant suivie
de la décon24V
tection de ligne ou les fusibles classiques
0,5 x IN
limitation
de courant
sont le plus souvent temps
trop peu précis et né- nexion de la sortie. Ce concept permet
0,5 x IN 1 xavantageuse
IN 1,5 x IN 2 x Idu
N 2,5 x IN 3 x IN 3,5 x
certes la construction
max.
cessitent
en plus un multiple du courant
Courant
10ms
Courant dans la source d'alimentat
fusible
électronique,
mais
elle
augmente
dans
la
nominal pour déclencher rapidement. Les
charge 3
nettement la charge de la source de coudispositifs éléctroniques sont plus adaptés
Courant
de sortie
dans la
rant, car le courant100%
peutCourant
circuler
presque
dans un tel cas.
charge 4
Courant
“sans frein” dans le circuit perturbé. Il
dans la
quent une perte de fonction temporaire
ou un redémarrage involontaire.
La valeur limite du temps de compensati19,2Vde tension d’alimentation
on et la gamme
20,4V
24V
des composants des commandes sont19,2V
fixées dans la norme EN24V
61131-2 et sont
reprises dans la figure 1. Tout non-respect
0V
des valeurs définies est critique.
Courant
dans la
charge 3
30V
Courant
Caractéristiques des alimentations
dans la
Courant dans la
charge 4
à découpage
charge 2
Un court-circuitCourant
sur un consommateur
dans la
Réserve de
représente unecharge
charge
à très faible
1 courant
pour
déclencher les
résistance pour l‘alimentation.
Le courant
protections
circule alors principalement dans le courtcircuit aux dépens des autres
systèmes
6A
Relais
Bloc
6A
ramifiés. Les
alimentations
à découpage
secteur
Afficheurs
+
6A
modernes, généralement
utiliséesCapteurs
pour
6A
Entraînements
générer la tension d’alimentation
24V
DC, passent dans ce cas du mode de
régulation en tension au mode de limitation de courant afin de s’autoprotéger.
Par conséquent,
la tension de sortie de
Courant
charge 2
Fusibles électroniques
Courant
dans la
Courant circulant
Les fusibles électroniques
charge 1
effectivement
Bloc secteur
DUT
3,5 x IN
mesurent le courant à l’aide
I
(Coupe-circuit)
a) sans limitation active du courant
3 x IN
d’une résistance de mesure du
b) avec limitation+active du courant
a
PISA 6A
Bloc
Relais
Modul et utilisent
CS10.241
2,5 x IN
courant
„shunt“
câble de 4m de long,
secteur
2
+
Afficheurs
6A
4m
Draht
mit
1mm
24V
de section 1mm²
2 x IN
un semiconducteur
6A comme
Capteurs
10A
b
6A Entraînements
élément de commutation.
Les
1,5 x IN
Interrupteur de
court-circuit
premiers fusibles électroniques
1 x IN
sont arrivés sur le marché il y
0,5 x IN
a une dizaine d’années envi0,5 x IN 1 x IN 1,5 x IN 2 x IN 2,5 x IN 3 x IN 3,5 x IN
ron. Ils présentaient certes des
Courant
Courant dans la source d'alimentation
dans la
dans la
Commandes
valeurs
exactes de courant de
Bloc
charge 3
charge
3
(charges critiques)
Figure 3:
Courant
secteur
déclenchement
dans la
Courant mais sans le bon
Fusibles éléctroniques avec et sans limitation active du courant
Tension
Mode de
régulation
en tension
Courant
dans
la
charge
4
dans la
24V
de sortie charge
2
PISA
Moteur
1 4dynamique des
charge
6Acomportement
Courant
Mode de
Protection
dans la
24V
Courant
limitation
protection de
charge
2
dans la
Réserve de Module
Relais, de
électroaimants
6Adisjoncteurs
de courant
charge 1 courant pour
Courant
faut ainsi choisir un temps de déconnexiligne.
Trop
déclencher les
dans
la souvent, ils déclenchaient déjà
Afficheurs,
moniteurs
12A
protections
charge
1
on très bref afin
sous l’effet des courants d’enclenchement
Bloc secteur
DUT d‘éviter de trop longues
I
(Coupe-circuit)
Moteur 2
12A
chutes de tension pouvant provoquer
et provoquaient des arrêts involontaires
6A
+
Relais
Bloc
Bloc
Relais
6A
des pannes et entraîner une réaction en
desPISA
machines.
On ne pouvait enclencher
Boucliersecteur
de protection
6A
Modul
CS10.241
câble de 4m de long,
secteur +
Afficheurs
+
Courant
de
sortie
Afficheurs
6A
4m Draht mit 1mm2
24V
de
section
6A 100%
chaîne.
Avec
ce1mm²
type de système, il est
afficheurs,
commandes
à
moteur
et
autres
Capteurs
6A
Capteurs
10A
Figure 2:
6A
recommandé
de
raccorder les différents
Entraînements
charges6Amunies
d’un gros condensateur
Entraînements
En cas de surcharge, les alimentations
à découpage
Interrupteur de
circuits l’un après
l’autre et non pas
passent en mode de limitation de courant
court-circuit
d’entrée qu’en choisissant un courant
Courant circulant
simultanément. Les pointes de courant
limite
surdimensionné.
effectivement
DEL de défaut
d’enclenchement
sont ainsi étalées, ce
3,5 x IN
Certains fabricants ont supprimé ce
Fuse
I Sense
+
Protection contre
a) sans limitation active du courant
Entrée
+ Sortie en
1
qui décharge la source d’alimentation
défaut
dans les dispositifs de génération
3 x IN
l'inversion
b) avec limitation active du courant
a Commandes
de
polarité
Bloc
courant.
2,5 x IN
2 x IN
-
secteur
24V
b 6A
PISA
DEL
Protection
Module d'état 6A
1,5 x IN
Octobre
2011 Rev. 3
d'entrée
12A
Order number: AN41.03.fr
1 x IN
0,5 x IN
0,5 x IN
1 x IN
1,5 x IN 2 x IN
Reset 12A
ON/OFF
2,5 x IN
(charges critiques)
Moteur 1
I Sense
Fuse
Bouclier de
Limitation de courant
et commande de
tension minimalePage 2 / 6 déconnexion
Relais,protection
électroaimants
pour
Afficheurs, moniteurs
Moteur 2
3 x IN 3,5 x IN
www.pulspower.com
I Sense
Fuse
DEL de défaut
+ Sortie 2
DEL de défaut
+ Sortie 3
Courant circulant
effectivement
3,5 x IN
a) sans limitation active du courant
3 x IN
b) avec limitation active du courant
a
2,5 x IN
2 x IN
b
1,5 x IN
1 x IN
Les exécutions plus coûteuses de fusibles
0,5 x IN
électroniques comportent une limitation
active de courant
0,5 x INqui
1 xlimite
IN 1,5électroniquex IN 2 x IN 2,5 x IN 3 x IN 3,5 x IN
Courant dans la source d'alimentation
ment le courant maximal
à 1,5 voire
1,8 fois le courant nominal. La source
d’alimentation en courant est donc nettement moins chargée. Le temps jusqu’à
Bloc secteur
I
Sortie du disjoncteur
Courant
DUT
(Coupe-circuit)
+
CS10.241
24V
10A
Sortie du bloc secteur
câble de 4m de long,
4m Draht mit 1mm2
de section 1mm²
Figure 5: Disjoncteur avec caractéristique en C
Le courant atteint presque 100A et le
disjoncteur s’ouvre après env. 3ms. La tension
de sortie remonte ensuite. Ce comportement
est principalement déterminé par la longueur
de la ligne. Plus elle est longue, plus la résistance de la ligne augmente, ce qui limite le
courant qui peut circuler dans le circuit. La
déconnexion serait alors nettement retardée,
provoquant une longue chute de la tension
d’entrée.
Interrupteur de
court-circuit
Figure 4: Montage de test
la déconnexion peut être prolongé; ce
concept est moins sensible aux pointes de
charge brèves et permet de raccorder de
grosses charges capacitives.
Sortie du bloc secteur
Sortie du coupe-circuit
Courant
de courant
ande de
nexion
Disjoncteur de protection de ligne
6A avec caractéristique en C
Comportement en déclenchement de
différents éléments de protection,
étude pratique
Les oscillogrammes suivants illustrent les
caractéristiques des différentes techniques
pour la protection des circuits 24V DC.
Le comportement en déclenchement
DEL de défaut
Fuse
I Sense
d‘éléments
de protection
de 6A
couplés à
+ Sortie 1
une alimentation 10A a été examiné lors
d‘un court-circuit. Tous les essais
été
DELont
de défaut
Fuse
I Sense
effectués avec le même montage
de
test.
+ Sortie 2
Pour les essais 1 à 3, l‘alimentation 10A
DEL de de
défaut
a atteint ses limites avec un élément
Fuse
I Sense
Sortie 3
protection de 6A. Mais avec un+ module
PISA, un consommateur de 10A peut
DEL de défaut
être alimenté
problème, sans
perdre
I Sense sansFuse
+ Sortie 4
l‘effet protecteur.
Figure 6: Fusible électronique sans limitation de
courant, réglé sur “lent” (LOCC-Box de Lütze))
Sortie du bloc secteur
Sortie du coupe-circuit
Courant
Figure 7: Fusible électronique avec limitation
active de courant (E-T-A ESX10-T)
Surveillance du
courant de sortie
Fusible électronique sans limitation
de courant: LOCC-Box 6A de Lütze
Cette sorte fusible électronique ne possède
aucune limitation active de courant. Un
courant de plus de 50A circule presque sans
frein dans le court-circuit. Il faut donc que la
déconnexion intervienne rapidement pour
éviter une chute de la tension d’entrée. La
déconnexion rapide a tendance à provoquer
des déclenchements intempestifs lors de
pointes de courant d’enclenchement liés au
fonctionnement de charges comportant des
condensateurs d’entrée moyens à gros.
Fusible électronique avec limitation
active de courant: ESX10-T 6A d’E-T-A
Ici, le courant de sortie est limité activement avant la déconnexion. Le fusible 6A
est ajusté à 1,8 fois le courant nominal pour
les événements dynamiques. Le bloc secteur
10A peut fournir 12A sans chute de tension, ce que la mesure confirme. Cependant,
l’utilisation de valeurs nominales supérieures
à 6A est déconseillée. Le courant dynamique
est à disposition durant 100ms. Cette durée
permet de charger sans problème même de
gros condensateurs.
Protection avec le module PISA: Canal
de sortie de 6A
Sortie du bloc secteur
Sortie PISA
Courant
Figure 8: Module PISA, sortie 6A
Octobre 2011 Rev. 3
Order number: AN41.03.fr
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Le courant de sortie est limité dynamiquement à la valeure normale 25A ou à une valeur
inférieure qui assure une tension d’entrée
minimale de 21V. La première brève pointe
d’environ 25A provient de la décharge de condensateurs de sortie de l’alimentation. Ensuite,
15A circulent. C’est le courant que le bloc
secteur peut fournir sans chuter en dessous
de 21V. Grâce à cette limitation de courant
dépendant de la tension d’entrée, on peut
attribuer le courant total de l’alimentation pour
les consommateurs.
www.pulspower.com
100%
PISA
Courant de sortie
Courant circulant
effectivement
3,5 x IN
a) sans limitation active du courant
3 x IN
b) avec limitation active du courant
2,5 x IN
2 x IN
1,5 x IN
1 x IN
0,5 x IN
Courant
dans la
Le fonctionnement de la barrière de protection du module PISA est très simple:
la surveillance de courant utilisée généralement dans les fusibles électroniques a
été remplacée par une régulation active
du courant dépendant de la tension. Les
consommateurs peuvent alors utiliser sans
risques le courant maximal fourni par
l‘alimentation. La figure 8 illustre le fonctionnement pratique. C’est une solution
logique, mise en oeuvre pour la première
fois en application.
1 x IN 1,5 x IN 2 x IN 2,5 x IN 3 x IN 3,5 x IN
Courant dans la source d'alimentation
Bloc secteur
CS10.241
24V
10A
I
DUT
(Coupe-circuit)
+
câble de 4m de long,
4m Draht mit 1mm2
de section 1mm²
Interrupteur de
court-circuit
Protection des lignes de faible section
Les prescriptions applicables sont à prendre en compte pour dimensionner justement la section de câble en fonction du
DEL de défaut
Fuse
I Sense Il s’agit
+
courant de sortie.
dans la plupart
Protection contre
Entrée
+ Sortie 1
l'inversion
dépasse le seuil
défini, de
lepolarité
module limite
des cas des prescriptions VDE 0891, VDE
DEL de défaut
tous les courants
de sortie et déconnecte
0100-523 et IEC/EN
60204-1.
Fuse
I Sense
+ Sortie 2
DEL
les quatre
sorties de manière
Pour les applications typiques, on
peut
Bouclier deéchelonnée.
Limitation de courant
d'état
protection pour
et commande de
Un second
redondant
utiliser les sections suivantes: DEL de défaut
d'entrée interrupteur
tension
minimale
déconnexion
Fuse
I Sense
disposant
- ≥0,14mm2 pour les sorties 1A + Sortie 3
Reset d’une surveillance de courant
ON/OFF
propre
vient suppléer
le premier en cas de
- ≥0,25mm2 pour les sorties 2A DEL de défaut
(+)
12
Reset,
I Sense
défaillance.
- ≥0,34mm2 pour
les Fuse
sorties 3A + Sortie 4
(-)
Reset
ON/OFF
11
ON/OFF
2
Plusieurs modules offrant différents cou- ≥0,5mm pour les sorties 4A
Contact 13
Sortie
2
rantsdesont
de courant
sortie disponibles (valeurs ok
- ≥0,75mm
les sorties 6A
Surveillancepour
du
14
OK
courant de
2 sortie
fixes), de 4x1A
à
4x10A
ainsi
que
des
- ≥1,0mm pour les sorties 10A
15
Synchro
Sync.
nisation
modules
mixtes
à 2x3A + 2x6A
et 2x6A
- ≥1,5mm2 pour les sorties 12A
16
+ 2x12A.
Input
+
-
Reset,
ON/OFF
12
Reset,
ON/OFF 11
Outputs- 13
OK
Contact 14
15
16
I Sense
Safeguard
for Minimum
Input Voltage
Current
Limiter &
Shut-down
Manager
Input
Status
Sync.
Octobre 2011 Rev. 3
Order number: AN41.03.fr
0,5 x IN
Courant
charge 4
dans la
charge 2 Une tâche supplémentaire du module
L’idée fondamentale du module PISA est
charge 4
Courant
dans la
Courant
2
consiste
à répartircharge
le courant
d’un
de garantir la tension d’alimentation pourdans la PISA
Réserve
de
charge 1 courant pour
Courant
déclencher
les
dans
la
puissant
bloc secteur sur quatres
sorties
les composants critiques (commandes
protections
charge 1
dont le courant est surveillé. PISA permet
ou circuits liés à la sécurité) de manière
6A
le cablâge
aval en utilisant
des
directe tout en prévenant des erreurs de
Relais
PISA sections
Bloc
Bloc
Relais
6A
6A
Modul
secteur
secteur +
Afficheurs
+
Afficheurs
6A
6A petites. Chaque canal de sortie est
dimensionnement. Cet objectif est atteint - plus
Capteurs
6A
Capteurs
6A
Entraînements
Entraînements
muni d’une
mesure électronique6Adu
en “isolant” par une barrière de proteccourant. Si le courant circulant dans un
tion les consommateurs moins sensibles
des canaux ou le courant total admissible
aux chutes de tension ou qui peuvent
être la cause de défauts sur
Commandes
Bloc
l’alimentation 24V.
(charges critiques)
secteur
24V
Cette barrière de protection
PISA
Moteur 1
6A
Protection
fonctionne comme une
Module
Relais, électroaimants
6A
valve. Elle laisse passer juste
Afficheurs, moniteurs
12A
Moteur 2
assez de courant pour que la
12A
tension d’entrée (corresponBouclier de protection
dant à la tension de sortie de Figure 9:
Les consommateurs critiques sont raccordés directement à
l’alimentation) ne tombe pas l’alimentation. Les consommateurs peu sensibles ou “perturbateurs”
sont raccordés derrière le bouclier de protection du module PISA
en dessous de 21V.
Ainsi, une alimentation sûre et sans
coupure est possible pour les consommateurs critiques lorsque ces derniers sont
raccordés à la même alimentation que le
module PISA. Ces consommateurs peuvent être protégés par des disjoncteurs de
protection de ligne ordinaires si nécessaire. Dans ce cas, il s‘agit de simplement
protéger les lignes et les appareils et non
pas d‘éviter des chutes de tension.
b
Nouveau
Le nouveau module PISA de PULS:
Courant
Courant
dans lales lignes contre les surcharges.
dans la
garantit l’alimentation de l’API et protège
charge 3
charge 3
Courant dans la
a
(+)
(-)
Reset,
ON/OFF
Output
OK
Synchronization
Page 4 / 6
Failure
I Sense
Redundant
Emergency
Switch
+ Output 1
Failure
I Sense
+ Output 2
Failure
I Sense
+ Output 3
Failure
I Sense
Output
Current
Monitor
+ Output 4
Figure 10:
Functional diagram
PISA module
www.pulspower.com
Le module PISA: une nouvelle
référence pour le prix des fusibles
électroniques
Un argument principal contre l‘utilisation
de fusibles électroniques consiste en leur
prix souvent nettement plus élevé par
comparaison avec les disjoncteurs de protection de ligne classiques. C’est pourquoi
l’optimisation maximale du prix fut un
élement central durant le développement
du module PISA.
La construction sous forme d’un module à
4 canaux en est un exemple. On économise du point de vue mécanique, électronique et du câblage.
Une autre mesure consiste à déclencher
globalement toutes les sorties en cas de
perturbation. Le déclenchement global
exige un questionnement quant à la déconnexion simultanée des autres sorties,
i.e. si cela représente un problème ou
non. Dans la plupart des cas, ces craintes
sont infondées. Par exemple, si un moteur
bloque, peu importe qu’un autre moteur
ou disjoncteur soit alimenté ou non.
Ce qui importe, c’est que la commande
reste active et qu’elle puisse exécuter
les actions préprogrammées pour cette
situation.
Ce déclenchement global présente aussi
des avantages. Les caractéristiques dynamiques sont spécifiées par module et non
par sortie. Si une sortie n’est raccordée
qu’à une charge “inoffensive”, les autres
sorties en profitent. Cette flexibilité dynamique réduit le risque de déclenchements
intempestifs.
Le résultat de l’optimisation du prix est
spectaculaire:
le prix d’un module PISA représente
environ la moitié de celui des modules de
protection électroniques à 4 canaux du
marché. Il n’est que légèrement supérieur
au prix de quatre disjoncteurs de protection de ligne classiques à contact auxiliaire
(prix catalogue env. 7 euros/pièce). A ce
prix peu importe qu’un canal ne soit pas
utilisé.
Octobre 2011 Rev. 3
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P
I
S
A
rotects
nterrupts
ecures
ssists
Raccord Sync
Si plusieurs modules PISA sont
alimentés par la même source,
il faut relier les raccords de
synchronisation.
Contact de sortie OK
Le contact est fermé si aucune sortie
ne s’est déconnectée et une tension
d’entrée suffisante est disponible
Output 1
Failure
6A
Reset
16
15
Entrée du signal ON/OFF
Pour enclencher et déclencher les
sorties ou pour la remise à zéro
après une déconnexion
DEL d’état d’entrée (verte)
Brille si la tension d’entrée est
suffisante; clignote en mode
de limitation pour la protection
de la tension d’entrée
14
13
12
11
Input
Status
2
3
4
6A
12A
12A
4 canaux de sortie
Le courant total de sortie est en
plus limité à 20A
4 DEL rouges de défaut
Brillent lorsque les sorties se sont
déconnectées. Un clignotement
désigne le canal en cause
ON/ OFF
Sync.
OK
+ ON/
OFF
PISA11
Protection
Module
Input DC 24 V
Bouton ON/OFF et remise à zéro
Pour enclencher et déclencher les
sorties ou pour la remise à zéro des
sorties connexion
Bornes d’entrée
Deux raccords négatifs (-) pour
simplifier la répartition des charges
ou la mise à terre du pôle négatif
Figure 11: Organes de commande du
module PISA
En un clin d’œil: Les atouts du module PISA
Un prix avantageux
Maintient au minimum 21VDC à disposition pour les consommateurs critiques, même en cas de défaillance
Protège les câbles de petite section de toute surcharge
Raccordement de charges capacitives élevées
Limitation active du courant de sortie
Prévient les déclenchements intempestifs grâce à une grande réserve dynamique
Intégration aisée dans les installations et les machines, les erreurs de
dimensionnement ou de conception étant presque impossibles
Les sorties restent déconnectées jusqu’à la confirmation manuelle du défaut
C’est aussi le cas après déconnexion et reconnexion de la tension d’alimentation
Un circuit défectueux est identifiable au moyen d’une DEL rouge
Possibilité de déconnecter et reconnecter les sorties pour simplifier la mise en marche et la recherche des défauts, soit sur l’appareil par un bouton, soit par l’entrée du signal
Contact de relais incorporé pour rétrosignalisation des défauts
Faible résistance interne, faibles pertes
Le courant de l’alimentation 24V DC peut être utilisé à 100%
Extrêmement compact: 45mm sur le rail DIN suffisent pour quatre canaux de sortie
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Dimensionnement correct de
l’alimentation et des éléments
de protection
Seule une conception mûrement réfléchie
du concept d’alimentation et de protection garantit une protection fiable en cas
de défaut.
En présence de circuits de charge protégés individuellement, on tend à sous-estimer le besoin total de courant et à choisir
une alimentation en courant trop petite.
Les fusibles électroniques sont calibrés
avec précision quant au courant de déclenchement, mais pour être suffisamment
insensibles, ils nécessitent en général de
1,5 à 1,8 fois le courant nominal pour
un déclenchement rapide dynamique.
L’alimentation doit alors être surdimensionnée pour ce “courant de réserve”,
sinon l’efficacité de protection et la sélectivité sont douteuses.
Si l’on a par exemple deux groupes de
charges consommant chacune un courant
nominal 1A et deux autres de 3,5A, on
choisira en règle générale deux fusibles électroniques de 2A et deux de 6A.
En régime normal, 9A circulent. Si l’un
des groupes de 3,5A a un défaut ou un
court-circuit, le fusible 6A a besoin de 9A
pour déclencher. En plus des trois autres
charges, l’alimentation 24V DC doit donc
pourvoir fournir 14,5A pour déconnecter le groupe défectueux. Le courant de
réserve nécessaire est déterminé par le
fusible ayant l’ampérage le plus élevé,
dans ce cas 5,5A.
En pratique, on devra choisir une alimentation standard de 20A, bien que le
courant nominal ne s’élève qu’à 9A.
Un autre danger guette ici, lorsqu’une
installation est modifiée ou agrandie en
cours d’utilisation. Le moment venu, ne
pensant plus au “courant de réserve”
nécessaire, on charge l’alimentation en
courant jusqu’au courant nominal autorisé. Lors d’une défaillance, l’alimentation
entre en limitation de courant avant que
le fusible du circuit défectueux ne puisse
déconnecter.
Octobre 2011 Rev. 3
Order number: AN41.03.fr
En utilisant le nouveau module PISA, les
choses sont beaucoup plus simples.
Aucun “courant19,2V
de réserve” n’est néces20,4V
saire et une alimentation
standard de 10A
est suffisante. En cas d’urgence, le circuit
24V
défectueux 3,5A conduirait l’alimentation
en mode de limitation de courant et
ferait baisser légèrement la tension. Mais
30V et
le module PISA surveille cette tension
l’empêche de descendre en dessous de
21V, en limitant le courant à la sortie du
module pour un certain temps. Le module
PISA déconnecte les sorties dans le cas où
la perturbation perdure outre cette durée.
L’alimentation de charges électroniques
délicates, telles les commandes, est alors
assurée sans lacune. Cette caractéristique
rend impossible une erreur de dimensionnement telle que nous l’avons décrite
dans l’exemple précédent.
L’efficacité des systèmes de protection
des systèmes 24V DC n’est pas aussi
triviale qu‘il n‘y paraît à première vue.
L’approche
classique d’une protection
24V
19,2V de chaque canal fonctionne
sélective
mais coûte très cher.
Il en vaut la peine de remettre en temps
0V
question
la nécessité d’une déconmax.
10ms Dans bien
nexion sélective intégrale.
des cas, on peut économiser beaucoup d’argent en utilisant le nouveau
module PISA sans prendre de risques
notables.
Figure 12: Choix de la puissance de l’alimentation en fonction du concept de protection mis en œuvre
Courant
dans la
charge 3
Courant dans la
charge 2
Courant
dans la
charge 3
Courant
dans la
charge 4
Courant
dans la
charge 2
Courant
dans la
Réserve de
charge 1 courant pour
déclencher les
protections
Bloc
secteur +
-
6A
6A
6A
6A
Courant
dans la
charge 1
Relais
Bloc
secteur
Afficheurs
PISA 6A
Modul
6A
Afficheurs
6A
Capteurs
-
Capteurs
PISA
Protection
Module
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+
Entraînements
Relais
6A Entraînements
Solution classique
La puissance de l’alimentation ne peut pas
être utilisée à 100% pour les consommateurs.Un “courant de réserve” est nécessaire, afin qu’en cas de défaut, les protecBloc
tions puissent déclencher.
secteur
24V
Courant
dans la
charge 4
Solution PISA:
100% du courant pour les consommateurs. Grâce à la surveillance de tension, le
courant est limité a temps et les sorties
sont ensuite déconnectées.
Commandes
(charges critiques)
6A
Moteur 1
6A
Relais, électroaimants
12A
Afficheurs, moniteurs
12A
Moteur 2
www.pulspower.com
Bouclier de protection