Applikations-Newsletter 43/09 Energieeffizienz

Sehr geehrte Damen und Herren,

unser Applikations-Newsletter erscheint monatlich und informiert über Anwendungen und Applikationen unserer Produkte.
Zu Beginn finden Sie  einen kurzen Überblick über die Neuigkeiten aus unseren Produktgruppen der letzten vier Wochen.  

Die aktuelle Ausgabe beschäftigt sich mit der  Energieeffizienz und beinhaltet die folgenden Anwendungsbeispiele:
  • Leistungsmessung: Wie viel Leistung verbraucht ein elektronisches Gerät im regulärem Betrieb und im Bereitschaftsvertrieb? 
  • Energiemanagement: Wie kann der Energieverbrauch von Anlagen oder Gebäuden präzise erfasst und dokumentiert werden? 
  • Produktentwicklung: Und welche Anforderungen an den Energieverbrauch gelten für OEM Netzteile? 

Mit freundlichen Grüssen, 

Ihre Compumess Elektronik


+++ NEUIGKEITEN aus unseren  Produktgruppen +++
          NETZTEILE & DC/DC-WANDLER               STROMVERSORGUNGEN     MESSGERÄTE & -DATENERFASSUNG
 

 

 

 

 

 

 
AC-DC-Netzteile: Serie LXC / LXV - speziell für LED- und Beleuchtungs-
anwendungen ...mehr
 
Impulsstromversorgungen: Serie SpikeSafe200 - speziell für den Test von LED und Laserdioden
...mehr

AC-Speisequellen: schnelle Übersicht über die Spezifikationen der AC-Quellen von Elgar und CI als PDF ...mehr

 
Neue Standard-Funktionsgeneratoren: Modelle WS8101/WS8102 von Tabor, 250 MS/s, 1 oder 2 Kanäle, ab sofort lieferbar
...mehr

Anzeigemodule: neue preisreduzierte Modelle, Tracker Serie 211 ...mehr

   
     

 
 
 

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APPLIKATIONSBEISPIEL | Elektrische Leistungsmessung

Präzisionsmessung für große und kleinste Ströme
Messung des Energieverbrauchs von elektronischen Geräten im regulären Betrieb und im Bereitschaftsmodus

Elektrogerätehersteller sind durch immer mehr Vorschriften verpflichtet, den Energieverbrauch ihrer Produkte möglichst niedrig zu halten. Das kann durch verschiedene Maßnahmen realisiert werden, unter anderem durch Erhöhung der Energieeffizienz. Höherer Wirkungsgrad wird meist mit Hilfe von Leistungselektronik erreicht. Diese wiederum erzeugt Signalwellenformen, die erhöhte Anforderungen an Leistungsmessgeräte stellen.

Leistungsmessung wird heute nicht nur als reine Verbrauchsbestimmung, sondern auch als Mittel zur Produkt- und Wettbewerbsverbesserung sowie Qualitätssicherung eingesetzt. Korrekte Leistungsmessung ist nicht selbstverständlich und der Anwender tut gut daran, die Grundzüge der analogen Signalübertragung zu verstehen. Einfache Messungen am 50Hz Netz, zum Beispiel an einer Fluoreszenzleuchte oder an einem Einweggleichrichter, können bis zu 20% Messfehler aufweisen, falls die Eingangsverstärker oder vor geschaltete Wandler keine Gleichanteile übertragen.

Viele Quellen sind elektronisch nach vorgegebenen Kriterien in einem Regelkreis gesteuert. Sie erzeugen Signalwellenformen wie sie im 50/60Hz nicht vorkommen. Mit gepulsten Spannungen kann mit wenig Filterung eine fast beliebige Stromwellenform gebildet werden. Ein Leistungsmessgerät verarbeitet nicht nur komplexe Signale, es führt auch genaue Messungen bei Strömen von 1-10mA an Elektrogeräten im Bereitschaftsbetrieb aus. Die Momentanleistung entsteht durch simultanes Abtasten von Strom und Spannung und nachfolgender Multiplikation. Bei positivem Wert fließt momentan die Energie zum Verbraucher, bei Negativem zurück zur Quelle. Sind Strom und Spannung in Phase, sind alle Momentanwerte positiv, sind Strom und Spannung 90° verschoben, sind 50% positiv und 50% negativ.

Die mittlere Leistung, oder einfach nur Leistung, resultiert durch Summation der Momentanleistungen über mindestens eine ganze Signalperiode. Positive Leistung bedeutet Energiefluss zum Verbraucher, Negative bedeutet Rekuperation. Negative Leistungsanzeige ist aber auch möglich bei Verpolung von Strom oder Spannung am Leistungsmesser oder im Drehstromnetz, bei Verwendung der Aron- oder Zweiwattmeterschaltung.

Die mittlere Leistung von Strom I und Spannung U derselben Frequenz mit Phasenverschiebung φ beträgt P = Ui cosφ. Oft sind Spannung und Strom ein Frequenzgemisch. Wie wird die mittlere Leistung beeinflusst? Ein Beitrag zur mittleren Leistung entsteht gemäß obiger Gleichung, wenn in Strom und Spannung dieselben Frequenzen vorkommen. Der Beitrag ist positiv bei Phasenverschiebungen kleiner 90°, er ist negativ bei Phasenverschiebungen größer 90°. Ungleiche Frequenzen in Spannung und Strom erzeugen wohl Momentanleistung, aber keine mittlere Leistung.

Leistungsmesser Serie 106A von Infratek

Das Leistungsmessgerät von Infratek Serie 106A  für ein- und dreiphasige Schaltkreise eignet sich für derartige hochgenaue Leistungsmessungen. Es kann an Invertern und anderen elektronisch gesteuerten Quellen verwendet werden. Das Dreiphasengerät misst in jedem Messzyklus 1500 Werte. Das Instrument eignet sich für Transformatorenprüfung dank seiner vorzüglichen Messgenauigkeit bei Leistungsfaktor 0.01.

Drei 0.3V–1000V, DC-1MHz Spannungseingänge sind erdfrei und sind gegen die Stromeingänge galvanisch getrennt. Jede Phase besitzt 4 Stromeingänge, nämlich: 1.5mA–1A, 15mA–5A, 1A–30A und 60mV–6V für externe Stromwandler, Nebenwiderstände oder besser koaxiale Widerstände. Der Niederstromeingang 1.5mA–1A ist besonders geeignet zur Messung von Bereitschaftsverlusten und für Hochstrommessungen via Hallsensoren. Kompensierte Hallsensoren sind sehr linear, es resultiert erstaunliche Genauigkeit von 0.1% über den ganzen Aussteuerbereich. Jede der 1500 Meßgrössen kann angezeigt werden mit oder ohne Gleichanteil. Mit Computerschnittstellen RS-232, USB, IEEE-488 und Ethernet können sämtliche Meßgrössen ausgelesen werden inbegriffen die externen Werte der Analogeingänge wie Drehmoment, Geschwindigkeit, Temperatur, etc. Mit Hilfe einer Betriebssoftware unter Windows kann das Gerät gesteuert, Daten ausgelesen und gespeichert werden. Es stehen Programme für Motoren- und Transformatoren- Prüfung zur Verfügung, sowie ein LabView Treiber.

...mehr Informationen zur Serie 106A


APPLIKATIONSBEISPIEL | Erfassung und Dokumentation des Energieverbrauchs

Präzise Erfassung und Dokumentation des Energieverbrauchs
Mit Hilfe der EnergyPlatform EP1 von Dranetz/BMI

Für ein nachhaltiges Energiemanagement ist die präzise Erfassung und Dokumentation des Energieverbrauchs notwendig.

Das EnergyPlatform EP1 von Dranetz-BMI ist ein portabler Verbrauchs- und Energieanalysator für 1- und 3-phasige Anwendungen. Eine automatische Einstellung der Messparameter garantiert fehlerfreie Messungen. Der Hersteller bietet dieses Gerät in Komplettpaketen mit reichhaltigem Zubehör und verschiedenen Stromzangenversionen an. 

Eigenschaften der EnergyPlatform EP1

  •  8 Messkanäle (4 x U, 4 x I)

  •  Verbrauchs- und Energie-Analyse, Harmonischen-Analyse

  • Hohe Auflösung und Genauigkeit (256 Samples, 0.1%)

  •  Automatische Geräteeinstellung, einfach anschließen und messen

  • Kontinuierliche Aufzeichnung ohne Lücken

  • Berechnung von Vor- und Rückflussleistung

  • Einfache Bedienung über Farb Touch Display

  • Bedienerführung in sieben verschiedenen Sprachen

  • Datenspeicherung auf CF-Karten bis 32 GB

  • Windows Report Software EPRW kostenlos


Standardmäßig ist eine Reporting-Software für eine einfache aber umfassende Dokumentation der Verbrauchs- und Netzqualitätsdaten im Lieferumfang enthalten.


Auch die Angabe des äquivalenten CO2-Ausstoßes ist einer der dokumentierten Parameter.















Die Dokumentation kann in grafischer oder auch
tabellarischer Form geschehen.

...mehr Informationen zu Dranetz EnergyPlatform EP1


APPLIKATIONSBEISPIEL | Energiesparen bei OEM Netzteilen

Energiesparen bei externen und internen Stromversorgungen

1. Übersicht Vorschriften für externe Stromversorgungen:  

Informationen zu ÖKODESIGN-ANFORDERUNGEN EU-Norm und EISA Norm (USA):

Die EU-Norm gilt ab 2010, entspricht in erster Stufe im wesentlichen EISA.

EISA ist die Abkürzung für Energy Independence and Security Act. Bei der EISA handelt es sich um eine seit 1.Juli 2008 verbindliche US-Richtlinie für externe Stromversorgungen bis 250W der Klasse A. Der Standby-Verbrauch (ohne Last) ist vorgeschrieben: maximaler Verbrauch kleiner 0,5 W für Geräteleistungen von 0 bis 250 W.  

Im Lastbetrieb am Netz und einer Teillast (DC oder AC), der nach Typenschild spezifizierten Ausgangsleistung, gilt ein minimaler Wirkungsgrad: 

Ausgangsleistung     Mittlerer minimaler
PAus nach Typenschild    Wirkungsgrad (Prozent)
0 bis 1W   <= 0,50 · PAus
1 bis 51 W       < [0,09 · Ln(PAus)] + 0,50 
> 51 W     < 0,85

Im Leerlauf / Standby ohne Last gilt als weiteres Kriterium: maximaler Verbrauch kleiner 0,5 W für Geräteleistungen von 0 bis 250 W. 

Genaue Details und Ausnahmen finden Sie unter unseren Infolinks: 

ÖKODESIGN-ANFORDERUNGEN (bei EU-Behörde)

Infolink EISA (bei US-Behörde)

2. Übersicht Vorschriften für interne Netzteile

Für Interne Netzteile & DC/DC-Wandler  für Industrie/Medizin keine direkten Vorschriften.

Bei Haushaltsbeleuchtung VERORDNUNG (EG) Nr. 244/2009 Leistungsfaktor/Wirkungsgrad.


3. Übersicht : mit internen und externen Netzteilen von der CompuMess  Energie sparen

a) Verwendung von Low-Standby internen Netzteilen:

- Low Standby Power Loss (<0.5 W).
- geeignete Produkte hierfür stellen beispielsweise die Serien MINT1022 und MINT1065 dar.

Informationen zur MINT - Serie: 
OEM-Produkte für preissensitive Anwendungen


- Weitbereichseingang bis 80-270 VAC
- Option: Klasse II (erdfrei)
- mit Power Factor Correction (PFC)
- bis 450 W Spitzenlast
- Aus: (5), 12, (15, 18), 24, 28, 36, 48 V
- kurzschlussfest, Überlastschutz
- EN/UL 60601 medizinische Zulassung
- EN/UL 60950 Industriezulassung
- Basiseigenschaften wie GNT-Serie
- Preisreduktion durch: reduzierte Optionen, Bauteilauswahl, Modifikation
- EMV Klasse B (Leitung, Abstrahlung)
-
EN/UL 60601 medizinische Zulassung
- Leckstrom < 500µA
- Übertemperaturschutz (Option)
- open frame
- Wirkungsgrad bis 90%
- langfristig lieferbar

...mehr Informationen zu MINT1022
...mehr Informationen zu MINT1065

b) Abschaltung der DC/DC-Wandler oder Netzteile

- via Ein-/Aus-Steuerleitung
- z.B. 150W HEW Verbrauch 2mA

Informationen zur HEW-Serie:  

- Half Brick, 1-fach
- 4:1Weitbereich,  9-36 / 18-75V
- Aus: 3.3, 5, 12, 15 u. 24V Trim +/-10%
- Regelung des Ausgangs <0,02%
- Sense-Eingänge
- Ein-/Ausgangs-Isolation
-
1544 VDC (48V-Ein), 700 VDC (24V-Ein)
- 200 µs Ausregelzeit für Lastsprung
- Arbeitstemp. -40 ... 100 °C (Baseplate)
- kurzschlußfest und thermischer Überlastschutz
- nur 2mA Leerlaufstrom (Remote On/Off)
- nach EN / UL 60950 (TÜV)
- 61,0 x 57,9 x 14,0 mm (Half Brick)

...mehr Informationen zu HEW

c) Verwendung von externen Stromversorgungen, die der EISA entsprechen

- folgende Serien entsprechen der EISA: PW170KB, PW172KB, PW173KB, PW153, PW174KB, PW156, 
  CENT1120, MW170KB, MW172KB, MW173KB, MW153KB, MW174KB, MW156, MW155, MENT1220

Informationen zur PW / MW - Serie:
für Medizin und Industrie

- Weitbereichseingang 90-264 VAC
- mit Eingangsstrombegrenzung
- Aus:  3.3, 5, 9, 12, 24, 48V DC
- austauschbares internationales
- Eingangssteckerset optional
- EN/UL 60950 Industriezulassung (PW)
- medizinische Zulassung nach TÜV/IEC 601-1, CULus 2601-1 (MW)
- Schutz gegen Überlast, Überstrom
- Erfüllt Energy Star Richtlinie und EISA


...mehr Informationen zu PW
...mehr Informationen zu MW
...mehr Informationen zu CENT
...mehr Informationen zu MENT


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