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Elektronischer Schalter Hybridschalter vereint Vorteile der Relais- und Halbleitertechnik

| Autor / Redakteur: Autor Name / Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

Das Unternehmen Wöhner, Rödental, zeigt auf der SPS IPC Drives 2015 in Nürnberg einen elektronischen Hybridschalter für ohmsche Lasten zur Ansteuerung von häufig und sehr exakt schaltenden Prozessen, namens Omus.

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Ausführung im System 60 Classic.
Ausführung im System 60 Classic.
(Bild: Wöhner)

Durch seine Hybridtechnologie, gepaart mit der einstellbaren Stromüberwachung, den integrierten Sicherungen für den Kurzschlussschutz und der sicheren und komfortablen Energiezuführung über die Cross-Link-Adpatertechnik von Wöhner biete der Omus einzigartige Vorteile.

In einigen Industriebereichen, wie der Kunststoff- oder Lebensmittelindustrie, kommen Maschinen zum Einsatz, bei denen Heizungen sehr exakt und in hoher Frequenz ein- und ausgeschaltet werden müssen. Für das Schalten dieser ohmschen Lasten kommen heute Lösungen mit rein mechanischen Kontakten (Schütz) oder mit Halbleitertechnik (Solid-State-Relais) zum Einsatz. Während Schütze aufgrund der hohen Schaltfrequenz extrem schnell verschleißen, sind die Verschleißerscheinungen der Solid-State-Relais durch die Halbleitertechnik wesentlich geringer. Dafür ensteht eine sehr hohe Verlustleistung. Der Hybridschalter Omus soll die Vorteile beider Techniken miteinander verbinden und dem Nutzer damit eine lange Lebensdauer des Geräts mit über 30 Mio. Schaltspielen ermöglichen – etwa 10 Mal mehr gegenüber rein mechanischer Schalttechnik –, bei gleichzeitiger Minimierung von Verlustleistung – und das alles in einem nur 36 mm breiten Gehäuse. Der Hybridschalter kann in Bereichen bis zu einem Dauerstrom von 25 A eingesetzt werden.

Hybridtechnik statt Relais- oder Elektronik

Das Gerät vereint verschleißarme Halbleitertechnik mit mechanischen Kontakten. Der Ein- beziehungsweise der Ausschaltvorgang erfolgt beim Omus zum günstigsten Zeitpunkt im Nulldurchgang der Spannung innerhalb von höchstens 30 ms. Beim Schaltvorgang der Hybridtechnik schalten zunächst die Halbleiterkontakte. Unmittelbar danach schließen nun verschleißfrei auch die parallel geführten mechanischen Kontakte, sodass die Halbleiterkontakte sofort wieder öffnen können, wodurch kaum Verlustwärme während des Schaltvorgangs entsteht. Je nach Taktfrequenz können bis zu 66 % Abwärme vermieden werden. Der Omus-Hybridschalter kommt daher ohne den heute für häufig schaltende Prozesse obligatorischen Kühlkörper aus, wodurch bis zu 55 % Platz eingespart werden kann. Die maximale Schaltfrequenz liegt aufgrund der Schaltfolge sowie zur Vermeidung von zu hoher Erwärmung bei 1 Hz..

Die Ausführungsvarianten

In allen Ausführungsvarianten ermöglicht der Hybridschalter wahlweise den dreipoligen Einsatz oder das Schalten aller drei Phasen einzeln in einem Gerät.

Die kompakte Bauform von 36 mm Breite, 160 mm Höhe und nur 130 mm Tiefe (mit Sammelschienenadapter 144 mm) des Hybridschalters spart dem Anwender bis zu 55 % Platz im Schaltschrank, im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen mit zum Beispiel Solid-State-Relais. Das Gerät ermöglicht per Handsteuerung ein manuelles Einschalten sowie Einstellen der Stromlimits. Seine integrierten Sicherungen schützen das Gerät im Kurzschlussfall und eine innovative Messtechnik zur Überwachung der eingestellten Stromwerte sollen die Ausstattung des neuen Omus abrunden. Über Cross-Link-Sammelschienenadapter kann der elektronische Omus-Hybridschalter sowohl im 30-Compact- als auch im 60-Classic-Sammelschienensystem von Wöhner eingesetzt werden.

Die Cross-Link-Technologie

Die von Wöhner entwickelte Cross-Link-Technology vereint perfekten Berührungsschutz mit zeit- und platzsparender Rasttechnik. Es muss nicht gebohrt und geschraubt werden. Durch die Cross-Link-Sammelschienenadapter, die die Einspeisung des Omus-Hybridschalters sicherstellen, lässt sich das komplette Sammelschienensystem berührungsgeschützt abdecken und auch bei abgenommenem Omus Elektronikbaustein bleibt das System fingersicher nach IP20, heißt es. Die Adapter ermöglichen auch eine lückenlose berührungsgeschützte Reserveplatzbestückung, was das System für eine zukünftige Erweiterung bereits optimal vorbereitet, führt der Hersteller weiter aus. MM

* Wöhner GmbH & Co. KG, 96472 Rödental, SPS IPC Drives 2015, Halle 9, Stand 330

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