Kemo: M028N, 4.000 VA power control

(gepubliceerd op 29-05-2017)

De M028N power control module regelt traploos het vermogen dat u aan gloeilampen, verwarmingen, boormachines, universele motoren, etc. aanbiedt. Het vermogen zonder koelplaat bedraagt 1.350 VA, mét koelplaat 4.000 VA.

Kennismaking met de M028N


Een 230 V dimmer voor zware vermogens
De meeste dimmers die u in de handel kunt kopen, hebben een maximaal vermogen dat aangepast is aan het dimmen van verlichtingen. Met 400 W is het wel bekeken. Als u zware netspanningsbelastingen wilt dimmen, zoals zware soldeerbouten, elektrische verwarmingen en theaterspots van 1 kW of 2 kW, dan vindt u weinig betaalbaars op de markt. Misschien is de M028N module van het Duitse Kemo Electronic dan iets voor u. Met deze module, die toepasselijk niet dimmer wordt genoemd maar 'power control', kunt u het vermogen dat aan zware 230 V belastingen wordt aangeboden traploos regelen. Zonder koeling kan de module een vermogen van 1.350 VA aan. Gemonteerd op een flinke koelplaat, waarover later meer, kan de module niet minder dan 4.000 VA de baas. VA staat voor VoltAmpère en is het wisselspanningsequivalent van de bekende eenheid voor vermogen Watt.
De M028N heeft nog meer unieke eigenschappen in petto. De module wordt standaard geleverd met een potentiometer, maar met een extra module uit de Kemo-stal kunt u de module ook aansturen met een gelijkspanning of met in breedte regelbare TTL-pulsen.

M028N_01 (© Kemo Electronic)
De dimmermodule M063N van Kemo Electronic. (© Kemo Electronic)
Het principe van fase-aansnij besturing
In wezen werkt de M028N volgens hetzelfde principe als een ordinaire snoerdimmer, namelijk fase-aansnij besturing. In onderstaande figuur is de werking van fase-aansnijding getekend. Boven ziet u de ingangsspanning, een mooie netspanning van 230 Vac. Die bestaat uit een halve cyclus waarin de spanning positief is en een halve cyclus waarin de spanning negatief is en dit vijftig keer per seconde. Onder ziet u drie mogelijke uitgangsspanningen. De fase-aansnijding laat slechte een deel van de positieve en negatieve halve cyclussen van de netspanning door. Links wordt maar een heel klein deel doorgekoppeld naar de uitgang, de uitgangsspanning is dus erg laag. In het middel wordt de helft van de halve cyclussen doorgelaten, de uitgangsspanning is ongeveer gelijk aan de helft van de ingangsspanning. Rechts worden bijna de volledige halve cyclussen doorgekoppeld, de uitgangsspanning is vrijwel gelijk aan de voedingsspanning van 230 Vac.
Omdat vermogen gelijk is aan spanning maal stroom, is het duidelijk dat u door het regelen van de spanning ook het vermogen regelt dat door de belasting wordt verbruikt.

M028N_02 (© 2017 Jos Verstraten)
Het principe van fase-aansnij besturing grafisch verklaard. (© 2017 Jos Verstraten)
Opgelet!
De M028N is niet kortsluitvast. Kortsluiting in de schakeling van de aangesloten belasting vernietigt de module onverbiddelijk! Een zekering helpt niet, want zelfs een snelle zekering brandt trager door dan de triac in de module. Let dus goed op bij het toepassen van de module in een schakeling en controleer alle verbindingen nog een keertje extra op kortsluitingen.

Beperkingen van de M028N
De M028N regelt alleen gloeilampen, halogeenlampen, verwarmingselementen, collector- en polaire motoren. Wat u niet mag aansluiten: TL-balken, kwartslampen, spaarlampen, LED-lampen en motoren met aan aanloopcondensator.

Afmetingen van de M028N module
In onderstaande figuur zijn de afmetingen van de module M028N samengevat.

M028N_03 (© Kemo Electronic)
De afmetingen van de M028N. (© Kemo Electronic)


Share

Koeling van de M028N
Het is verstandig de module te koelen als u meer dan 1 kVA  op een M028N aansluit. Doet u dat niet, dan kan de module defect geraken door oververhitting. Voor vermogens tussen 1 kVA en 2 kVA volstaat het de module vast te schroeven op het metalen chassis van de behuizing waarin u de schakeling monteert. Het aluminium koelvlak van de module is spanningsloos, dus u moet geen extra maatregelen treffen om het koelvlak elektrisch te isoleren van de behuizing.
Als u het maximale vermogen van 4 kVA met de module wilt sturen moet u echter gebruik maken van een professionele koelplaat zoals de CTX08/100 van Contrinex. Deze heeft, zie onderstaande figuur, een grondvlak van 88 mm x 100 mm en een hoogte van 35 mm. De thermische weerstand bedraagt 1,5 °C/W: iedere VA vermogen die in de module in de regeltriac wordt verbruikt, verhoogt de temperatuur van de CTX08/100 met slechts 1,5 °C.
Bij het gebruik van een koelprofiel is het van het allergrootste belang dat er een goed thermisch contact bestaat tussen de aluminium montageplaat van de M028N en de gladde achterkant van het koelprofiel CTX08. Vandaar dat het noodzakelijk is de montageplaat van de Kemo-module goed in te smeren warmtegeleidende pasta, zoals de CMP-COOLPAST20 van König Electronic.
  • Zorg ervoor dat de montageplaat van de Kemo-module en de gladde achterkant van het koelprofiel absoluut vrij zijn van verontreinigingen, die een goed thermisch contact kunnen verhinderen!
  • Leg de Kemo-module op de achterzijde van de CTX08 en teken de vier bevestigingsgaatjes af op het koelprofiel.
  • Boor met een scherpe 2,5 mm spiraalboor de vier gaatjes in het profiel.
  • Ontbraam de gaatjes zorgvuldig en zorg er voor dat de montageplaat van de Kemo-module en de achterzijde van het koelprofiel volledig glad zijn.
  • Smeer de achterzijde van de Kemo-module goed in met de warmtegeleidende pasta.
  • Monteer de M028N met vier zelftappende boutjes van 3,0 mm op de achterzijde van de CTX08.
  • De koppen van deze boutjes moeten in het gat van de module vallen en contact maken met de aluminium bodemplaat van de module. Dit heeft te maken met het feit dat de powertriac in de module, die het vermogen regelt, met een heel dun isolerend plaatje op de aluminium bodemplaat is bevestigd. Bij de minste of geringste mechanische vervorming van deze aluminium plaat kan de triac losspringen van de bodemplaat en gaat dan vrijwel onmiddellijk door oververhitting defect.

M028N_04 (© 2017 Jos Verstraten)
Een voorbeeld van een goede koeling van de M028N. (© 2017 Jos Verstraten)

Voorbeeldschakelingen


Regelen van het vermogen met de potentiometer
In onderstaande figuur is de meest eenvoudige toepassing van de M028N getekend. U sluit de module aan tussen de netspanning en de belasting en sluit bovendien de meegeleverde potentiometer aan de module aan. Klaar! Het is natuurlijk aan te bevelen een zekering in de draad tussen de module en de netspanning op te nemen.

M028N_05 (© Kemo Electronic)
Een eenvoudige toepassing van de M028N. (© Kemo Electronic)
Regelen van het vermogen met een gelijkspanning
Door de M028N te combineren met de Kemo M150 kunt u de module besturen door middel van een gelijkspanning. Deze module vervangt dus de standaard potentiometer. Op deze manier kunt u het vermogen dat de M028N levert besturen vanuit een PC of vanuit een lichtregeltafel. De M150 heeft drie besturingsmogelijkheden:
  • Een gelijkspanning van 1,0 V tot 5,0 V.
  • Een gelijkspanning van 3,0 V tot 12 V.
  • Een gelijkspanning van 6,0 V tot 24 V.
De laagste spanningswaarden komen overeen met een vermogen van 0 %, de hoogste met een vermogen van 100 %. De verbindingsdraden tussen de M150 en M028N mogen een meter lang zijn en staan op de netspanning. Oppassen geblazen, dus! Tussen de besturingsingangen en de uitgangsklemmen van de M150 staat echter wél een optische koppelaar. De besturingsingangen en de  massa zijn dus galvanisch gescheiden van de netspanning en voeren geen gevaarlijke spanningen.

M028N_06 (© 2017 Jos Verstraten)
De combinatie van een M028N en een M150. (© 2017 Jos Verstraten)
Regelen van het vermogen met pulsbreedte modulatie
In plaats van de variabele stuurspanning kan de combinatie M028N/M150 ook geregeld worden door een puls met een variabele breedte. Dit signaal moet rechthoekvormig zijn met een spanning van ongeveer 5 V, standaard TTL-niveau dus. De frequentie van dit signaal moet tussen 1 kHz en 10 kHz liggen. Een pulsbreedte van 10 % van de periode komt overeen komt met een vermogen van 0 %, een pulsbreedte van 90 % van de periode komt overeen komt een vermogen van 100 %.

M028N_07 (© 2017 Jos Verstraten)
De combinatie M028N/M150 wordt aangestuurd met pulsbreedte modulatie. (© 2017 Jos Verstraten)
Ontstoren volgens de EMC-richtlijn
Als u de M028N module professioneel wilt toepassen, moet u de schakeling waarin de module zit ontstoren volgens de EMC-richtlijn 89/336/EWG. In onderstaande figuur is getekend hoe u dat moet doen. Let er op dat de vier condensatoren geschikt moeten zijn voor de netspanning van 230 Vac! De spoelen moeten geschikt zijn voor het maximale vermogen dat u met de schakeling wilt regelen. Als u dit vermogen deelt door de netspanning van 230 V krijgt u als resultaat de minimale stroom die deze spoelen moeten kunnen verdragen.
'PE' is de aarding, 'L' de fase en 'N' de nul van het 230 V net.

M028N_08. (© 2017 Jos Verstraten)
Een ontstoring van de M028N volgens de EMC-richtlijn. (© 2017 Jos Verstraten)

Technische gegevens van de M028N

  • Voedingsspanning: 110 V tot 240 V wisselspanning
  • Kanalen: een
  • Principe: fase-aansnij besturing met triac
  • Vermogensregeling: meegeleverde potentiometer 470 kΩ
  • Stroom: 18 A max. continu, 25 A max. piek
  • Vermogen ongekoeld: 1.350 VA max.
  • Vermogen gekoeld: 4.000 VA max.
  • Belasting: ohmse en inductieve belastingen
  • Afmetingen: 86 mm x 60 mm x 33 mm
  • EAN-code: 4024028032924

Referenties


Importeur voor Nederland: T.E.G., Enschede

Fabrikantenpagina over de M0238N

Handleiding van de M028N

Fabrikantenpagina over de M150

Handleiding van de M150


(Banggood sponsor advertentie)
Digitale halfgeleider tester