Autores: Michael Peters, Business & Product Manager en Recom, y Ralf Kern, Line Manager en Rutronik
Mayor eficiencia en el armario eléctrico
La automatización moderna requiere soluciones de alimentación compactas, robustas y de bajo mantenimiento. Los nuevos conceptos ponen el foco en elevadas reservas de potencia, mecanismos de protección inteligentes y una integración sencilla, incluso en entornos industriales exigentes.
Autores: Michael Peters, Business & Product Manager en Recom, y Ralf Kern, Line Manager en Rutronik
Una alimentación eléctrica fiable es la base de cualquier solución de automatización. Los requisitos son especialmente exigentes en aplicaciones industriales: sistemas inteligentes, armarios eléctricos compactos, temperaturas ambiente elevadas y ciclos de mantenimiento cada vez más cortos imponen límites estrictos a las fuentes de alimentación convencionales. La selección está cada vez más orientada al sistema completo, incluyendo funciones adicionales, vida útil y facilidad de instalación.
Criterios de selección para fuentes de alimentación en automatización industrial
Seleccionar la fuente de alimentación adecuada para la automatización industrial es crucial, ya que influye directamente en la fiabilidad, eficiencia y seguridad de toda la instalación. Los entornos de fabricación modernos imponen elevados requisitos a las fuentes de alimentación, ya que operan de forma continua y, a menudo, bajo condiciones adversas. Por ello, deben considerarse cuidadosamente diversos aspectos técnicos y económicos para garantizar un funcionamiento fiable y rentable:
- Tensión de salida estable, incluso con cargas fluctuantes y condiciones ambientales adversas.
- La protección contra sobrecarga, sobretensión y cortocircuito es esencial para prolongar la vida útil tanto de la fuente de alimentación como de los equipos finales.
- Una eficiencia superior al 90 % reduce las pérdidas energéticas y minimiza la generación de calor.
- Las fuentes de alimentación para carril DIN permiten ampliaciones flexibles y un mantenimiento sencillo.
- El cumplimiento de normativas como UL, CE y RoHS garantiza la idoneidad para el uso industrial global.
- Las funciones modernas de monitorización remota y diagnóstico aumentan la disponibilidad de la instalación.
- Además de la potencia total requerida por todas las cargas, debe preverse una reserva de al menos el 25 %.
- Especialmente en aplicaciones con motores o actuadores, la fuente de alimentación debe soportar picos de carga temporales sin necesidad de sobredimensionamiento.
- Deben tenerse en cuenta factores como el rango de temperatura, la humedad, las vibraciones y la exposición al polvo.
- La instalación sin herramientas, el diseño compacto y las funciones de diagnóstico sencillas facilitan la instalación y el mantenimiento.
- Componentes duraderos y un elevado tiempo medio entre fallos (MTBF > 80.000 horas) ofrecen ventajas económicas.
Está claro que las fuentes de alimentación modernas deben hacer mucho más que simplemente suministrar energía estable para satisfacer las exigentes condiciones de los entornos industriales.
Para garantizar un suministro fiable a largo plazo, el comportamiento térmico de las fuentes de alimentación debe considerarse ya en la fase de diseño. A temperaturas ambiente superiores a 60 °C comienza la reducción de potencia (derating): la potencia máxima disponible disminuye en función de la temperatura y del entorno de instalación. Por ello, para planificadores y fabricantes de armarios eléctricos es esencial tener en cuenta las curvas de derating, especialmente en aplicaciones con alta densidad de montaje o ventilación limitada.
Compactas, potentes y preparadas para picos de carga
La serie Racpro1 ha sido desarrollada específicamente para satisfacer estos requisitos (Fig. 1). Los terminales push-in sin herramientas con diseño de 25° permiten una integración rápida y sin mantenimiento en el carril DIN. Además, los dispositivos ofrecen un diseño compacto (a partir de 43 mm de ancho), limitación activa de corriente de irrupción y una vida útil superior a 80.000 horas a 40 °C con carga completa.
Para minimizar las pérdidas térmicas, el diseño de la carcasa aprovecha el efecto chimenea: el aire caliente asciende a través de canales verticales y genera una corriente de aire más frío desde abajo. Esta convección natural garantiza una disipación eficaz del calor sin necesidad de ventiladores y asegura el pleno rendimiento de los dispositivos a temperaturas ambiente de hasta 60 °C (Fig. 2).
Además del diseño de la carcasa, el diseño optimizado de la placa de circuito impreso (PCB) también contribuye a la estabilidad térmica y eléctrica. Amplias áreas de cobre para la distribución térmica, la colocación estratégica de los componentes generadores de calor y el guiado optimizado del flujo de aire garantizan una refrigeración pasiva eficiente. Esto incrementa la vida útil de los componentes y reduce la probabilidad de fallos bajo carga completa.
Otra ventaja importante son las reservas de potencia: además de proporcionar potencia continua a una temperatura ambiente de 60 °C, los dispositivos ofrecen un 120 % de potencia adicional a 45 °C y un power boost del 150 % durante cinco segundos a 60 °C, ideal para cambios bruscos de carga.
El sistema se complementa con fusibles electrónicos de 4 canales (e-Fuses), que permiten supervisar los circuitos de 24 V. Gracias a la protección selectiva, es posible desconectar cargas individuales en caso de fallo, garantizando que los sistemas críticos, como los controles, permanezcan operativos. Los circuitos de diodos basados en tecnología MOSFET permiten la conexión de varias fuentes de alimentación con bajas pérdidas para el suministro redundante de sistemas críticos de seguridad o para aumentar la potencia disponible. La limitación activa de corriente de irrupción también protege los contactos de los interruptores automáticos aguas arriba. La Tabla 1 muestra una comparación de los modelos Racpro1-T240, -T480 y -T960.
| Racpro1-T240 | Racpro1-T480 | Racpro1-T960 | |
| Ancho | 43 mm | 52 mm | 80 mm |
| Eficiencia | Hasta 94,1 % | Hasta 95,3 % | Hasta 97,1 % |
| Características funcionales | Limitación activa de corriente de irrupción; funcionamiento AC bifásico de 2×350 V a 2×575 V | PFC > 0,9 y limitación activa de corriente de irrupción; distribución pasiva de carga en funcionamiento en paralelo e indicador LED de carga | PFC > 0,9 y limitación activa de corriente de irrupción; distribución pasiva de carga en funcionamiento en paralelo e indicador LED de carga |
| Peso | 500 g | 800 g | 1140 g |
Tabla 1. Comparación de los tres modelos Racpro1
Resumen y perspectivas
En la automatización industrial moderna, las fuentes de alimentación ya no son componentes “pasivos”, sino elementos centrales del sistema. Deben combinar eficiencia energética, fiabilidad operativa y facilidad de mantenimiento. Además de suministrar energía, cada vez asumen más funciones de diagnóstico, protección y comunicación. Para satisfacer estos requisitos, las fuentes de alimentación actuales no solo deben ser potentes y compactas, sino también contar con mecanismos de protección inteligentes y diseños robustos.
Las fuentes de alimentación de la serie Racpro1 están diseñadas para uso centralizado y descentralizado en armarios eléctricos o directamente en la máquina. Combinadas con fusibles electrónicos, diodos de redundancia y sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS), forman un sistema de alimentación modular totalmente compatible con carril DIN y fácil de integrar (Fig. 3). Rutronik apoya la implementación de arquitecturas de alimentación preparadas para el futuro, desde la fuente hasta la carga, mediante una amplia gama de productos, asesoramiento técnico y experiencia en sistemas.
