A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Feldbusanschaltung mit Wechselstromspeisung für die Zündschutzart Eigensicherheit
Es war das Ziel, das Wechselspiel zwischen industrieller Realisierbarkeit und den Anforderungen der Zündschutzart 'Eigensicherheit' zu optimieren. Die gegenseitige physikalisch bedingte Abhängigkeit der Komponenten eines Übertragungssystems, bestehend aus Quelle, Leitung, Busanschaltung und -abschluss führt dazu, dass diese nicht mehr getrennt voneinander betrachtet und dimensioniert werden können. Es werde Lösungen aufgezeigt, wie auf der Grundlage der zur Zeit international üblichen Zulassungspraxis eine EG-Baumusterprüfung von eigensicheren wechselstromgespeisten Feldbussystemen möglich ist. Die Basis für eine analytische Beschreibung zündphysikalischer Zusammenhänge bieten die experimentell ermittelten Zündgrenzkurven für ohmsche AC-Stromkreise zusammen mit der Analyse des zeitlichen Verlaufs der elektrischen Funkenparameter. Für die praktische Anwendung in AC-Feldbussystemen bedeutet dies, dass die Funkenenergie an jedem Ort der Leitung in einem vorgegebenen Zeitbereich und möglichst über die Dauer mehrerer Perioden der Versorgungsspannung bestimmt werden muss. Die für ein Feldbussystem insgesamt verfügbare elektrische Leistung wird nach den Ergebnissen dieser Arbeit gegenüber bisher üblichen Konzepten nachweislich um mindestens den Faktor drei erhöht. Die Anwenderforderung nach mehr anschaltbaren Busteilnehmern für eigensichere Feldbusse kann damit erfüllt werden. Hinsichtlich des praktischen Einsatzes können unabhängig von den konkreten Eigenschaften der Komponenten eines eigensicheren AC-gespeisten Bussystems drei grundsätzliche Aussagen zur praktischen Systemauslegung getroffen werden. 1) Als untere Frequenzgrenze sind für einen erhöhten eigensicheren Leistungsumsatz mindestens 80 kHz der Versorgungsspannung einzuhalten. 2) Die Kurvenform der Versorgungsspannung muss einen mittelwertfreien klassischen Sinusverlauf aufweisen. 3) Der Innenwiderstand einer eigensicheren Busspeisung beträgt für einen optimalen Leistungsumsatz 50 Ohm. Zur Einhaltung der Eigensicherheit muss die Quelle eine ohmsche Ausgangscharakteristik besitzen. Es wurde ein Leitungssimulationsprogramm entwickelt (LeitSim), das Aussagen zum Übertragungsverhalten eines Bussystems ermöglicht.
Feldbusanschaltung mit Wechselstromspeisung für die Zündschutzart Eigensicherheit
Es war das Ziel, das Wechselspiel zwischen industrieller Realisierbarkeit und den Anforderungen der Zündschutzart 'Eigensicherheit' zu optimieren. Die gegenseitige physikalisch bedingte Abhängigkeit der Komponenten eines Übertragungssystems, bestehend aus Quelle, Leitung, Busanschaltung und -abschluss führt dazu, dass diese nicht mehr getrennt voneinander betrachtet und dimensioniert werden können. Es werde Lösungen aufgezeigt, wie auf der Grundlage der zur Zeit international üblichen Zulassungspraxis eine EG-Baumusterprüfung von eigensicheren wechselstromgespeisten Feldbussystemen möglich ist. Die Basis für eine analytische Beschreibung zündphysikalischer Zusammenhänge bieten die experimentell ermittelten Zündgrenzkurven für ohmsche AC-Stromkreise zusammen mit der Analyse des zeitlichen Verlaufs der elektrischen Funkenparameter. Für die praktische Anwendung in AC-Feldbussystemen bedeutet dies, dass die Funkenenergie an jedem Ort der Leitung in einem vorgegebenen Zeitbereich und möglichst über die Dauer mehrerer Perioden der Versorgungsspannung bestimmt werden muss. Die für ein Feldbussystem insgesamt verfügbare elektrische Leistung wird nach den Ergebnissen dieser Arbeit gegenüber bisher üblichen Konzepten nachweislich um mindestens den Faktor drei erhöht. Die Anwenderforderung nach mehr anschaltbaren Busteilnehmern für eigensichere Feldbusse kann damit erfüllt werden. Hinsichtlich des praktischen Einsatzes können unabhängig von den konkreten Eigenschaften der Komponenten eines eigensicheren AC-gespeisten Bussystems drei grundsätzliche Aussagen zur praktischen Systemauslegung getroffen werden. 1) Als untere Frequenzgrenze sind für einen erhöhten eigensicheren Leistungsumsatz mindestens 80 kHz der Versorgungsspannung einzuhalten. 2) Die Kurvenform der Versorgungsspannung muss einen mittelwertfreien klassischen Sinusverlauf aufweisen. 3) Der Innenwiderstand einer eigensicheren Busspeisung beträgt für einen optimalen Leistungsumsatz 50 Ohm. Zur Einhaltung der Eigensicherheit muss die Quelle eine ohmsche Ausgangscharakteristik besitzen. Es wurde ein Leitungssimulationsprogramm entwickelt (LeitSim), das Aussagen zum Übertragungsverhalten eines Bussystems ermöglicht.
Feldbusanschaltung mit Wechselstromspeisung für die Zündschutzart Eigensicherheit
Gerlach, U. (author)
1999
229 Seiten, 113 Bilder, 35 Tabellen, 91 Quellen
Theses
German