Elektronische Lasten - Flexible Leistungen für alle Anwendungen

 




Die neue Baureihe EL 9000 B ist flexibel einsetzbar. Die elektronischen Lasten lassen sich dank eines Baukastensystems zu einem Gerät bis zu einer Leistung von 14.400 W oder einem Schranksystem bis zu 72 kW auslegen. Zudem sind mit der Serie Probleme wie Schwingungen oder hochfrequente Eingangsspannungen überwunden worden.


Da elektronische Lasten beim Prüfen so unterschiedlicher Anwendungen wie Stromversorgungen, Batterien oder Brennstoffzellen eingesetzt werden, sollten diese möglichst vielseitig genutzt werden können. EA Elektro-Automatik hat diese Notwendigkeit erkannt und eine neue Serie elektronischer Lasten entwickelt, die eine Vielzahl an Spannungs-, Strom- und Leistungsstufen für verschiedene Anwendungen besitzt: Die Baureihe EL 9000 B. Angeboten werden Leistungen von 300 W bis 72 kW, Spannungen von 80 V bis 750 V und Ströme bis 5.100 A.


Individuell anpassbare Leistungen

Dank eines Baukastensystems lassen sich Leistungsteile mit 600 W, 1.200 W und 2.400 W je nach Wunsch in einem Gerät bis zu einer Leistung von 14.400 W zusammenfassen. Bei Systemen mit einer Leistung bis zu 72 kW werden ein Mastergerät und Slavegeräte in einer Einheit kompakt in einem Schrank zusammengebaut. Das so entstandene Gesamt-System weist denselben Bedienkomfort und Funktionsumfang auf wie ein Einzelgerät.


Schnittstellen: integriert und erweiterbar

Um die Geräte steuern und überwachen zu können, verfügen sie über eine Kommunikationseinheit, die als Zentrale zwischen dem HMI, dem Leistungsteil und der Außenwelt dient: Standardmäßig sind auf der Rückseite der Geräte eine Analog- sowie eine USB-Schnittstelle integriert. Sämtliche Schnittstellen sind zum Eingang galvanisch getrennt. Über einen Plug & Play Slot lassen sich weitere digitale Schnittstellen für Ethernet, Modbus TCP und Profinet sowie Profibus, CANopen, CAN und RS232 nachrüsten.


FPGA basierte parallele Signalverarbeitung

Die in den elektronischen Lasten der Serie EL 9000 B verwendete digitale Regelung und Steuerung basiert auf einem 16 Bit AD/DA-Wandlerprinzip. Aufgrund der parallelen Signalverarbeitung des FPGA ist die Signallaufzeit – Messen, Rechnen und Stellen – kleiner 1 µs. Somit können mit einer Bandbreite von 1 MHz gleichzeitig Strom-, Spannungs-, Leistungs- und Widerstandsmessung verarbeitet werden. Die in die Regelung eingebundenen, frei belegbaren Lookup-Tables (LUTs) arbeiten ebenfalls mit einer Bandbreite von 1 MHz. Auf diese Weise können auch komplexe, nicht lineare Widerstandskennlinien – beispielsweise von LED-Ketten oder PV-Wechselrichter – nachgebildet werden. Die Tabellenwerte können im CSV- oder Text-Format erstellt und via USB-Schnittstelle in die Lookup-Tables überspielt werden.


Neuer Standard: EL mit erweiterten Funktionalitäten

Ein besonderes Feature ist der FPGA-basierte digitale Funktions- und Arbiträrgenerator, der die Steuerung von zeitlich ablaufenden, frei programmierbaren Lastprofilen ermöglicht. Damit können zahlreiche Kurvenverläufe wie Sinus, Dreieck oder Rechteck generiert werden. Darüber hinaus gibt es eine Sequenzing- und Logging-Funktion zum Auslesen und Speichern von Daten sowie ein Batterie-Managementsystem. Weitere Konstanten wie Grenzwerte für Spannung, Strom, Leistung und Widerstand sowie zeitliche Parameter sind frei konfigurierbar. Dank eines hochaufgelösten, TFT-Touchpanels können die Geräte intuitiv bedient werden. Das Menü ist mehrsprachig.


Aktive Dämpfung, reduzierte Kapazitäten

Mit der neuen Baureihe beseitigt Elektro-Automatik ebenso die Mängel, die bei der Anwendung gewöhnlicher elektronischer Lasten auftreten: Dazu gehören Regelschwingungen, Spannungsverschiebungen oder hochfrequente Eingangsspannungen. Die Serie EL 9000 B hingegen sichert eine hohe Stromstabilität, da sie eine aktive elektronische Dämpfung des DC-Eingangskreises besitzt. Auf diese Weise wird die Kapazität des DC-Eingangsfilters minimiert und die Stromquelle geschützt. Zusätzlich sind die Lasten vom Eingangskreis zum Chassis, den Bedienelementen sowie den analogen und digitalen Schnittstellen isoliert ausgeführt. Diese doppelte Isolation sichert eine zulässige Float-Spannung von +/- 400 Veff. Somit sind alle an die Schnittstellen angeschlossenen Geräte gegen hohe Spannungen und gegen Netzpotential geschützt.


Intelligentes Wärmemanagement schützt vor Testabbruch

Ein wichtiger Aspekt ist auch der Übertemperaturschutz. Überschreiten Bauteile im Gerät eine bestimmte Temperatur wird bei üblichen Lasten der Eingang abgeschaltet. Das Abschalten sowie das dadurch entstehende Temperaturdelta zwischen Abschalt- und Einschalttemperatur bewirken, dass die Last über einen gewissen Zeitraum keine Leistung aufnehmen kann. Das führt dazu, dass aufwendige Systemtests häufig abgebrochen werden müssen. Um das zu vermeiden, ist in die neuen Lasten EL 9000 B ein intelligentes Wärmemanagement integriert.