Bộ nguồn DIN Rail là gì? Hướng dẫn chi tiết để hiểu rõ, lựa chọn và lắp đặt

Bộ nguồn DIN Rail là gì? Hướng dẫn chi tiết để hiểu rõ, lựa chọn và lắp đặt

Bộ nguồn DIN Rail là gì?

Bộ nguồn gắn trên thanh DIN là một bộ chuyển đổi AC sang DC được thiết kế để gắn khớp vào thanh kim loại tiêu chuẩn 35 mm bên trong tủ điều khiển công nghiệp. Đây là phương pháp tiêu chuẩn để cung cấp nguồn điện một chiều ổn định cho các thiết bị tự động hóa. Nếu bạn từng mở một tủ điều khiển điện và nhận thấy một hộp kim loại nhỏ gọn với các dây dẫn đi vào từ một bên và đi ra từ bên kia — được lắp đặt bên cạnh các bộ ngắt mạch và rơle trên cùng một thanh kim loại — thì đó chính là bộ nguồn này.

Để hiểu rõ vấn đề này, chúng ta cần phân tích kỹ lưỡng cả hai phần của cái tên này.

Tiêu chuẩn DIN Rail — Nguồn gốc của tên gọi

Mô tả

DIN là viết tắt của Viện Tiêu chuẩn Đức, Viện Tiêu chuẩn hóa Đức, được thành lập năm 1917. Thanh lắp mà chúng ta sử dụng ngày nay được quy định theo tiêu chuẩn quốc tế IEC/EN 60715, quy định một dải kim loại rộng 35 mm với tiết diện hình “mũ cao” đặc trưng. Hình dạng này (thường được gọi là TS35 ở Bắc Mỹ) cho phép các thiết bị tương thích móc vào mép trên và khóa chặt bằng một kẹp lò xo ở phía dưới. Không cần dụng cụ, không cần ốc vít, không cần khoan.

Tại sao lại là 35mm? Bởi vì tiêu chuẩn hóa mang lại khả năng tương tác. Một bộ ngắt mạch của thương hiệu này, một rơle của thương hiệu khác và một bộ nguồn của thương hiệu thứ ba đều có thể được gắn vào cùng một thanh ray bên trong cùng một tủ điện. Hãy hình dung thanh ray DIN như một cổng USB trong thế giới tủ điện: một giao diện vật lý phổ quát giúp loại bỏ nhu cầu sử dụng các giá đỡ và bộ chuyển đổi tùy chỉnh.

Theo tiêu chuẩn, thanh DIN có hai loại chiều sâu như sau: Ba-năm nhân bảy phẩy năm (loại nông, dành cho các thiết bị nhẹ như khối đầu cuối và rơle nhỏ) và 3 × 5 × 15 (loại có chiều sâu lớn hơn, dành cho các linh kiện nặng hơn như bộ nguồn và bộ điều khiển động cơ). Hầu hết các bộ nguồn gắn trên thanh DIN đều được lắp trên thanh có chiều sâu 15 mm.

Chính bộ nguồn

Phần nguồn điện trong hệ thống này thực hiện một nhiệm vụ đơn giản: nó lấy dòng điện xoay chiều (AC) từ mạng điện lưới và chuyển đổi thành dòng điện một chiều (DC) mà các thiết bị điện tử công nghiệp cần để hoạt động.

Tại sao việc chuyển đổi này lại quan trọng? Nguồn điện từ ổ cắm trong nhà máy của bạn là điện xoay chiều (AC) — loại điện áp dao động qua lại 50 hoặc 60 lần mỗi giây. Tuy nhiên, bộ điều khiển logic khả trình (PLC), màn hình cảm ứng HMI hay một dãy cảm biến đều cần điện áp một chiều (DC) ổn định và liên tục, thường là 24 V DC, để thiết bị hoạt động ổn định. Nếu cấp điện xoay chiều trực tiếp vào các thiết bị này, chúng sẽ bị hỏng. Bộ nguồn gắn trên thanh DIN được lắp đặt giữa nguồn điện lưới và thiết bị của bạn, đóng vai trò là cầu nối giữa hai phần này.

Về mặt vật lý, các thiết bị này là những vỏ kim loại hoặc nhựa nhỏ gọn. Kích thước của chúng dao động từ chiều rộng bằng hai ngón tay (18 mm đối với thiết bị 15 W) đến khoảng chiều rộng của bàn tay (110 mm đối với thiết bị 480 W). Ở mặt trước, bạn sẽ thấy các đầu nối đầu vào (được đánh dấu là L, N và PE cho dây nối đất), các đầu nối đầu ra (V+ và V-), đèn LED màu xanh lá cây biểu thị “DC OK” và thường có một chiết áp nhỏ để điều chỉnh điện áp đầu ra một cách chính xác.

Tổng quan về các đặc điểm chính

Có ba quyết định thiết kế quyết định đặc điểm của mọi bộ nguồn gắn trên thanh DIN:

Gắn kiểu cắm. Mặt sau của thiết bị có một chốt cơ khí khớp với thanh ray TS35. Quá trình lắp đặt chỉ mất vài giây: móc phần trên vào, xoay xuống và nghe tiếng “cạch”. Việc tháo gỡ cũng nhanh không kém. Dùng tuốc-nơ-vít kéo chốt ra rồi nhấc thiết bị lên. Tính mô-đun này giúp thay thế một thiết bị hỏng trong vòng chưa đầy một phút, từ đó giảm thiểu thời gian ngừng sản xuất.

Làm mát bằng đối lưu. Hầu hết các bộ nguồn gắn trên thanh DIN đều không có quạt. Điều này khiến nhiều người ngạc nhiên. Lẽ ra các thiết bị điện tử xử lý hàng trăm watt không cần hệ thống làm mát chủ động sao? Câu trả lời nằm ở môi trường hoạt động. Các tủ điều khiển công nghiệp thường được niêm phong theo tiêu chuẩn NEMA 12 để ngăn bụi, sương dầu và độ ẩm xâm nhập. Quạt chỉ làm luân chuyển không khí nóng và trở thành bộ phận đầu tiên bị hỏng. Thay vào đó, các bộ nguồn này sử dụng vỏ nhôm làm tản nhiệt, dựa vào hiện tượng đối lưu tự nhiên: không khí nóng bay lên, không khí mát đi vào từ phía dưới, và chu trình này tự duy trì mà không cần bất kỳ bộ phận chuyển động nào.

Chức năng bảo vệ tích hợp. Ngắn mạch, quá tải, quá áp và quá nhiệt. Bốn chức năng bảo vệ này là tiêu chuẩn trên mọi thiết bị cấp công nghiệp. Nếu dây cảm biến bị kẹp và gây ngắn mạch với đất, bộ nguồn sẽ phát hiện sự cố, ngắt nguồn ra trong vòng vài microgiây và tự động khôi phục hoạt động ngay khi sự cố được khắc phục. Điều này giúp bảo vệ cả chính bộ nguồn lẫn mọi thiết bị được kết nối phía sau nó.

Cách thức hoạt động của bộ nguồn gắn trên thanh DIN

Mỗi bộ nguồn gắn trên thanh DIN đều thực hiện một nhiệm vụ: chuyển đổi nguồn điện xoay chiều (AC) từ lưới điện chính – vốn không ổn định – thành nguồn điện một chiều (DC) sạch và ổn định, mà các thiết bị điện tử công nghiệp nhạy cảm có thể tin cậy. Dưới đây là cách thức diễn ra quá trình chuyển đổi đó, và lý do tại sao phương pháp tản nhiệt lại quan trọng không kém gì chính các linh kiện điện tử.

Từ nguồn vào AC đến nguồn ra DC — Chuỗi chuyển đổi

Quá trình chuyển đổi diễn ra qua ba giai đoạn, tất cả đều được tích hợp gọn gàng trong chiếc vỏ kim loại nhỏ gọn đó.

Giai đoạn 1: Chỉnh lưu và lọc. Đối với thiết bị có đầu vào đa năng, điện áp xoay chiều đầu vào có thể dao động từ 85V (mạng điện Nhật Bản) đến 264V (mạng điện Anh). Điện áp này trước tiên đi qua bộ lọc EMI để ngăn nhiễu điện xâm nhập vào hoặc thoát ra khỏi bộ nguồn. Sau đó, một cầu chỉnh lưu sẽ chuyển đổi sóng sin xoay chiều thành dạng sóng một chiều dao động. Các tụ điện đầu vào có dung lượng lớn sẽ làm mịn các dao động, tạo ra điện áp một chiều thô khoảng 170V đến 370V, tùy thuộc vào điện áp đầu vào.

Giai đoạn 2: Chuyển đổi chế độ công tắc. Đây chính là nơi ẩn chứa sự kỳ diệu và hiệu quả. Dòng điện một chiều (DC) thô được chia nhỏ ở tần số cao, thường là 50 kHz đến 500 kHz, nhờ một bóng bán dẫn chuyển mạch. Dòng điện xoay chiều tần số cao này đi qua một cuộn biến áp ferit nhỏ, có chức năng hạ áp xuống mức mục tiêu. Do cuộn biến áp này hoạt động ở tần số trên 50.000 chu kỳ mỗi giây thay vì tần số lưới điện 50/60 Hz, nên nó có thể nhỏ gọn và nhẹ hơn đáng kể. Chính quá trình chopping chính là bí quyết về hiệu suất: bóng bán dẫn chuyển mạch hoặc ở trạng thái mở hoàn toàn (sụt áp gần bằng không) hoặc ở trạng thái tắt hoàn toàn (dòng điện gần bằng không). Rất ít năng lượng bị lãng phí dưới dạng nhiệt. Đây chính là cách các thiết bị hiện đại đạt được Hiệu suất từ 87% đến 96% (RECOM, 2025).

Giai đoạn 3: Điều chỉnh và lọc tín hiệu đầu ra. Điện áp đã được hạ áp sẽ được chỉnh lưu một lần nữa, sau đó đi qua các tụ lọc và cuộn cảm đầu ra để loại bỏ nhiễu chuyển mạch tần số cao. Một mạch phản hồi liên tục theo dõi điện áp đầu ra và điều chỉnh chu kỳ làm việc của quá trình chuyển mạch theo thời gian thực để duy trì độ ổn định, thường trong phạm vi ±1% so với giá trị đặt trước. Kết quả cuối cùng là dòng điện một chiều (DC) sạch với độ gợn thường dưới 50 mV (đỉnh-đỉnh) trên đầu ra 24V.

1
Chỉnh sửa & Lọc
Dòng điện xoay chiều từ mạng điện AC được chuyển đổi thành dòng điện một chiều dao động và được lọc bằng tụ điện
2
Biến tần chuyển mạch
Cắt tần số cao và hạ áp bằng biến áp
3
Điều chỉnh và Đầu ra
Vòng phản hồi và bộ lọc để làm sạch nguồn điện một chiều 24V

Tại sao không cần quạt? — Ưu điểm của phương pháp làm mát bằng đối lưu

Như Bruce Desmond của Phoenix Contact đã lưu ý trong một bài phân tích được trích dẫn rộng rãi về các bộ nguồn cấp điện công nghiệp (Electronic Design, 2004), có ít nhất 80% ứng dụng cấp công nghiệp sử dụng tủ không có hệ thống thông gió. Trong một vỏ bọc kín NEMA 12, quạt không những không có tác dụng mà còn gây hại. Nó chỉ làm luân chuyển không khí nóng xung quanh và cuối cùng sẽ bị kẹt do bụi và rung động.

Hệ thống làm mát bằng đối lưu giải quyết vấn đề này ngay từ thiết kế. Bộ nguồn được lắp đặt theo chiều dọc với các cực nối hướng xuống dưới. Khi các linh kiện bên trong sinh nhiệt, vỏ nhôm sẽ truyền nhiệt đó ra không khí xung quanh, khiến không khí nóng tự nhiên bay lên. Điều này kéo không khí mát hơn vào từ phía dưới, tạo ra một chu trình làm mát thụ động nhưng liên tục. Việc không sử dụng quạt đã loại bỏ nguyên nhân hỏng hóc phổ biến nhất trong các thiết bị điện tử công nghiệp, góp phần vào chỉ số MTBF (thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc) là hơn 500.000 giờ (theo tiêu chuẩn IEC 61709) tính bằng đơn vị chất lượng.

Điểm cần lưu ý là khoảng trống rất quan trọng. Bộ nguồn cần có ít nhất 50 mm khoảng trống phía trên và phía dưới để dòng đối lưu có thể hình thành. Nếu khoảng trống này bị che khuất, thiết bị sẽ quá nhiệt và bắt đầu giảm công suất — tự bảo vệ bằng cách giảm công suất đầu ra. Chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về vấn đề này trong phần hướng dẫn lắp đặt.

Giải thích các thông số kỹ thuật chính

Khi bạn đã vượt qua mức cơ bản, bộ nguồn gắn trên thanh DIN được xác định bởi một số thông số chính. Việc hiểu rõ những thông số này sẽ tạo nên sự khác biệt giữa việc chỉ lướt qua bảng thông số kỹ thuật và việc thực sự đọc kỹ nó.

Dải điện áp đầu vào. “Đầu vào đa năng” có nghĩa là 85–264V AC, một pha. Thiết bị này tương thích với mọi điện áp lưới từ 100V của Nhật Bản đến 230V của Anh, mà không cần phải chuyển đổi thủ công. Đối với các ứng dụng công suất cao hơn (thường là 480W trở lên), đầu vào ba pha (320–575V AC) là phổ biến. Một số thiết bị chuyên dụng cũng hỗ trợ đầu vào DC (430–815V DC) cho các ứng dụng năng lượng mặt trời và lưu trữ pin.

Điện áp và dòng điện đầu ra. 24V DC là tiêu chuẩn công nghiệp vì một lý do chính đáng. Mức điện áp này đủ thấp để đảm bảo an toàn khi chạm vào theo quy định SELV (Điện áp cực thấp an toàn) — dưới ngưỡng nguy hiểm 50V được quy định bởi cả tiêu chuẩn OSHA và IEC — nhưng cũng đủ cao để cung cấp điện một cách đáng tin cậy cho van điện từ, cuộn dây rơle và cảm biến qua các đoạn cáp dài. Các mức điện áp đầu ra 12V và 48V được sử dụng cho các ứng dụng chuyên biệt (ô tô, viễn thông), nhưng nếu không có lý do cụ thể nào để lựa chọn khác, 24V là mức điện áp mặc định.

Công suất định mức. Công suất (Watt) đơn giản là tích của điện áp và cường độ dòng điện: một thiết bị 24V, 10A có công suất 240W. Nguyên tắc quan trọng nhất là phải lựa chọn kích thước dựa trên Biên lợi nhuận 20–30% cao hơn tổng tải đã tính toán của bạn. Khoảng dự phòng này tính đến dòng điện khởi động đột biến, sự dao động của tải, khả năng mở rộng trong tương lai và việc giảm công suất do nhiệt độ.

Hiệu quả. Sự chênh lệch hiệu suất của 5% không chỉ mang tính lý thuyết. Các thử nghiệm của PULS đã chỉ ra rằng hiệu suất thấp hơn của 5% dẫn đến nhiệt độ bên trong vỏ kín cao hơn khoảng 10–16°C. Điều này đủ để có thể làm giảm một nửa tuổi thọ của các tụ điện điện phân. Đối với các thiết bị có công suất trên 75W được bán tại EU, tiêu chuẩn EN 61000-3-2 yêu cầu phải có chức năng chỉnh hệ số công suất chủ động (PFC >0,9). Khả năng đầu vào đa năng là một kết quả phụ của thiết kế mạch PFC.

Thời gian chờ. Đây là số mili giây mà bộ nguồn có thể duy trì công suất đầu ra sau khi mất nguồn điện đầu vào, thông thường là ≥20 ms đối với các đơn vị công nghiệp. Hai mươi mili giây tương đương với một chu kỳ hoàn chỉnh của dòng điện xoay chiều 50 Hz. Trên thực tế, điều này có nghĩa là nguồn điện có thể duy trì hoạt động ngay cả khi xảy ra hiện tượng sụt áp tạm thời hoặc thiếu một chu kỳ điện lưới mà không làm PLC khởi động lại và dây chuyền sản xuất phải dừng hoạt động.

Sóng gợn và tiếng ồn. Được đo bằng đơn vị milivôn đỉnh-đỉnh (mVpp), thông số này cho biết độ sạch của dòng điện một chiều (DC) đầu ra. Đối với đầu ra 24V, bất kỳ giá trị nào dưới 50mVpp đều được coi là đạt tiêu chuẩn công nghiệp tốt. Độ gợn quá cao có thể gây ra các giá trị đo cảm biến không ổn định và lỗi truyền thông trên các mạng công nghiệp.

Các tính năng bảo vệ. Các tính năng bảo vệ ngắn mạch (tự khởi động lại ở chế độ gián đoạn), bảo vệ quá tải (giới hạn dòng điện không đổi), bảo vệ quá áp (giới hạn đầu ra) và bảo vệ quá nhiệt (tắt nguồn do quá nhiệt) là tiêu chuẩn. Nếu một thiết bị thiếu bất kỳ tính năng nào trong bốn tính năng này, thì thiết bị đó không phải là thiết bị cấp công nghiệp.

Điện áp đầu vào
85–264 V AC (1 pha)
Cổng vào đa năng hoạt động trên toàn thế giới mà không cần công tắc chọn điện áp
Điện áp đầu ra
24 V DC (tiêu chuẩn)
An toàn khi chạm vào ở mức điện áp dưới 50V; cung cấp nguồn điện ổn định cho PLC, rơle và cảm biến
Công suất định mức
10W – 960W+
Kích thước có biên độ 20–30% so với tổng tải trọng đã tính toán
Hiệu quả
87% – 96%
Hiệu suất thấp hơn của 5% = nhiệt độ vỏ máy cao hơn 10–16°C
Thời gian giữ
≥ 20 ms
Hệ thống vẫn hoạt động bình thường ngay cả khi thiếu một chu kỳ điều hòa không khí — PLC vẫn tiếp tục hoạt động
Sóng gợn và nhiễu
< 50 mVpp
Dao động quá mức gây ra các giá trị đo của cảm biến không ổn định và các lỗi truyền thông
Bảo vệ
Tích hợp 4 lớp
Ngắn mạch, quá tải, quá áp, quá nhiệt — tự phục hồi

Các ứng dụng của bộ nguồn gắn trên thanh DIN

Nếu công việc của bạn liên quan đến bất kỳ lĩnh vực nào sau đây, thì gần như chắc chắn sẽ có một bộ nguồn gắn trên thanh DIN đang hoạt động êm ái ở phía sau.

Ứng dụngNó cung cấp năng lượng cho những gìTại sao lại chọn bộ nguồn gắn trên thanh DIN?
Tự động hóa nhà máyBộ điều khiển logic lập trình (PLC), giao diện người-máy (HMI), mô-đun đầu vào/đầu ra (I/O), cảm biếnHệ thống đường truyền chính 24V tiêu chuẩn cho toàn bộ hệ thống điều khiển
Điều khiển quá trìnhBộ phát, đồng hồ đo lưu lượng, máy phân tíchNguồn điện một chiều (DC) sạch và ổn định để đảm bảo độ chính xác khi đo lường
Đóng gói và xử lý vật liệuBộ điều khiển băng tải, máy phân loại, máy quét mã vạchCó thiết kế mô-đun, dễ dàng mở rộng khi quy mô dây chuyền sản xuất tăng lên
Quản lý tòa nhàHệ thống báo cháy, bộ điều khiển hệ thống HVAC, hệ thống kiểm soát ra vàoKích thước nhỏ gọn, vừa vặn bên trong các tủ điện tiêu chuẩn
Năng lượng tái tạoCổng giám sát, thiết bị truyền thôngCác tùy chọn đầu vào DC để kết nối trực tiếp với pin/hệ thống năng lượng mặt trời
Cơ sở hạ tầngĐèn tín hiệu giao thông, hệ thống điều khiển trạm bơm, xử lý nướcĐộ tin cậy trong các tủ thiết bị ngoài trời không có người giám sát

Hãy mở bất kỳ tủ điều khiển công nghiệp nào, bạn sẽ thấy bộ nguồn hầu như luôn nằm ở góc trên bên trái. Đó chính là điểm khởi đầu của hệ thống phân phối điện một chiều. Mọi thiết bị khác trên đường ray đó đều phụ thuộc vào nó. Khi bộ nguồn gặp sự cố, tất cả các thiết bị ở phía hạ lưu sẽ ngừng hoạt động. Đó là lý do tại sao việc lựa chọn bộ nguồn lại quan trọng đến vậy.

Cách chọn bộ nguồn gắn trên thanh DIN phù hợp

Việc lựa chọn bộ nguồn gắn trên thanh DIN không phức tạp nếu bạn chia quá trình này thành ba bước quyết định liên tiếp. Hãy coi đó như một danh sách kiểm tra. Mỗi bước sẽ loại bỏ các lựa chọn sai cho đến khi chỉ còn lại lựa chọn đúng duy nhất.

Bước 1 — Tính toán công suất tối đa

Đây là bước mà hầu hết những người lần đầu tiên lập bản vẽ thiết kế thường mắc sai lầm, và sai lầm đó hầu như luôn giống nhau: đánh giá thấp tổng tải trọng.

Hãy bắt đầu bằng cách liệt kê tất cả các thiết bị sẽ tiêu thụ điện một chiều từ nguồn cấp này: PLC, HMI, từng cảm biến, từng cuộn dây rơle, từng đèn báo. Tra cứu mức tiêu thụ điện năng của từng thiết bị. Hầu hết các giá trị này sẽ được ghi bằng watt. Đối với các thiết bị được ghi bằng ampe ở mức 24V, hãy nhân với 24 để tính ra giá trị bằng watt. Cộng tất cả các giá trị lại, sau đó nhân với 1,2 đến 1,3 (độ an toàn 20–30%).

Dưới đây là một ví dụ thực tế. Một tủ điều khiển băng tải nhỏ có thể chứa một bộ điều khiển logic lập trình (PLC) (30W), một bảng điều khiển giao diện người dùng (HMI) (15W), 12 cảm biến quang điện, mỗi cái 1W (12W), 8 cuộn dây rơle, mỗi cái 2W (16W), và một bộ chuyển mạch mạng (10W). Tổng cộng: 83W. Với biên độ an toàn 25%: 104W. Bạn sẽ chọn một thiết bị công suất 120W, tức là kích cỡ tiêu chuẩn lớn hơn tiếp theo.

Danh sách thiết bị — Tủ điều khiển băng tải nhỏ
PLC (bộ điều khiển logic lập trình được)30W
Bảng điều khiển cảm ứng HMI15W
12 cảm biến quang điện (mỗi cái 1W)12W
8 cuộn dây rơle (mỗi cuộn 2W)16W
Bộ chuyển mạch mạng công nghiệp10W
Tổng tải trọng83W
83W × Lề 1,25 104W Chọn
Bộ nguồn 120W gắn trên thanh DIN

Ngoài ra, hãy kiểm tra các thiết bị có dòng điện khởi động cao, chẳng hạn như động cơ và van điện từ. Các thiết bị này có thể tiêu thụ dòng điện trong khoảng từ 150% đến 300% so với dòng điện định mức trong thời gian ngắn khi khởi động. Nếu bộ nguồn của bạn có tính năng “tăng cường công suất” (chẳng hạn như 150% trong 3–5 giây), nó có thể xử lý các đợt tăng đột biến này mà không bị ngắt. Nếu không, bạn cần tính toán dựa trên giá trị đỉnh, chứ không phải giá trị trung bình.

Bước 2 — Điều chỉnh đầu vào và đầu ra cho phù hợp với hệ thống của bạn

Về phía đầu ra, Điện áp 24V DC đáp ứng phần lớn các nhu cầu trong lĩnh vực công nghiệp. Chỉ nên chọn 12V nếu bạn đang sử dụng thiết bị đạt tiêu chuẩn ô tô. Nên chọn 48V cho các hệ thống viễn thông, hạ tầng PoE hoặc khi cần truyền tải điện năng qua các đoạn cáp rất dài (điện áp cao hơn = dòng điện thấp hơn = sụt áp ít hơn).

Về phía đầu vào, đầu vào đa năng một pha (85–264V AC) có thể đáp ứng hầu hết các thiết bị có công suất dưới 480W. Thiết bị này hoạt động trên toàn thế giới và loại bỏ nguy cơ người dùng vô tình chuyển công tắc chọn nguồn 110V/220V sang vị trí sai — bởi vì thiết bị không có công tắc này. Đối với các hệ thống tiêu thụ 480W trở lên, đầu vào ba pha (320–575V AC) là phổ biến, đặc biệt khi nhà máy đã có nguồn điện ba pha được phân phối đến máy.

Một phaBa pha
Phạm vi đầu vào85–264 V AC320–575 V AC
Dải công suất điển hình10W–480W480 W–960 W+
Phù hợp nhất choHầu hết các bảng điều khiểnMáy móc cỡ lớn, tự động hóa quy mô lớn

Bước 3 — Kiểm tra môi trường, chứng nhận và các tính năng

Cùng một bộ nguồn 240W hoạt động hoàn hảo ở tải đầy đủ trong phòng có điều hòa nhiệt độ 25°C có thể chỉ cung cấp được 180W trong tủ kín có nhiệt độ 55°C. Mỗi bảng thông số kỹ thuật đều bao gồm một đường cong giảm công suất: một biểu đồ cho thấy công suất đầu ra giảm bao nhiêu khi nhiệt độ môi trường tăng lên. Thông thường, công suất tối đa có thể duy trì đến 50°C hoặc 60°C, sau đó giảm 2–3% cho mỗi độ tăng thêm. Nếu tủ của bạn được đặt trong một nhà máy không có điều hòa vào mùa hè, bạn cần tính đến yếu tố này.

Các chứng nhận là bằng chứng cho thấy sản phẩm đã được kiểm định bởi một cơ quan độc lập. Đối với thị trường Bắc Mỹ, UL 508 (Thiết bị điều khiển công nghiệp) là yêu cầu tối thiểu. Đối với các khu vực nguy hiểm có khí dễ cháy hoặc bụi, hãy tìm ATEX hoặc UL HazLoc Loại I, Phân loại 2 chứng nhận. Tại Liên minh châu Âu, CE Việc dán nhãn kèm theo Tuyên bố về sự tuân thủ là bắt buộc. CCC là điều kiện bắt buộc đối với thị trường Trung Quốc.

Ngoài những tính năng cơ bản, có một số tính năng đáng để tìm hiểu. A Tiếp điểm rơle DC OK cho phép bạn kết nối một hệ thống báo động từ xa trong trường hợp mất điện. Khả năng hoạt động song song/dự phòng cho phép bạn kết nối hai thiết bị thông qua một mô-đun dự phòng để tạo cấu hình N+1 trong các hệ thống quan trọng. Lớp phủ bảo vệ trên các bảng mạch giúp bảo vệ khỏi độ ẩm và môi trường ăn mòn tại các nhà máy hóa chất, cơ sở chế biến thực phẩm và các công trình lắp đặt ngoài trời.

DIN Rail so với các dạng thiết kế nguồn điện khác

Không phải mọi thiết bị nào phát ra điện áp một chiều cũng giống nhau. Dưới đây là vị trí của kiểu thiết kế DIN rail so với các loại tương tự.

Kích thước và hình dạngLắp đặtLàm mátPhù hợp nhất cho
Bộ nguồn gắn trên thanh DINGắn vào thanh ray TS35Đối lưuTủ điều khiển, bảng điều khiển tự động hóa mô-đun
Lắp trong vỏ / Lắp trên bảng điều khiểnVít gắn vào bảng phân phối phụThường được làm mát bằng quạtMáy hoạt động độc lập, công nghiệp tổng hợp
Khung mởVặn vào khung máy của thiết bị chủTùy từng trường hợpCác nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) tích hợp nguồn điện vào các sản phẩm của chính họ
Bộ chuyển đổi nguồn gắn tường / Bộ điều khiển đèn LEDLoại cắm trực tiếp hoặc loại nối trong dâyĐối lưu (nhỏ)Điện tử tiêu dùng, đèn LED

Điểm khác biệt chính: nếu thiết bị của bạn được lắp đặt bên trong tủ điều khiển cùng với các linh kiện khác được lắp trên thanh DIN, hãy chọn bộ nguồn gắn thanh DIN. Loại bộ nguồn này sử dụng chung thanh DIN, có cùng kích thước và quy trình bảo trì giống như tất cả các thành phần khác trong tủ. Nếu thiết bị của bạn là một máy độc lập có vỏ bảo vệ riêng và không có linh kiện nào khác được lắp trên thanh DIN, thì bộ nguồn gắn tủ có vỏ kín có thể phù hợp hơn.

Một điểm thường gây nhầm lẫn: bộ điều khiển đèn LED không phải là bộ nguồn gắn trên thanh DIN, dù một số bộ điều khiển đèn LED có thể được lắp đặt trên thanh DIN. Bộ điều khiển đèn LED là nguồn dòng điện không đổi được thiết kế cho một đặc tính tải cụ thể. Trong khi đó, bộ nguồn gắn trên thanh DIN là nguồn điện áp không đổi được thiết kế để cấp nguồn cho nhiều loại tải công nghiệp khác nhau. Việc sử dụng thiết bị này thay thế cho thiết bị kia, trong trường hợp tốt nhất, sẽ không hoạt động. Trong trường hợp xấu nhất, nó có thể làm hỏng thiết bị của bạn.

Hướng dẫn cài đặt ban đầu

Việc lắp đặt thực tế bộ nguồn trên thanh DIN khá đơn giản, nhưng một số nguyên tắc cơ bản sẽ quyết định liệu tủ điện đó có hoạt động đáng tin cậy hay sẽ trở thành cơn ác mộng khi phải khắc phục sự cố sau sáu tháng.

Lắp đặt. Móc mép trên của bộ nguồn vào thanh ray, xoay nó xuống cho đến khi chốt dưới phát ra tiếng “cạch”, rồi kéo nhẹ để kiểm tra xem nó đã được khóa chặt chưa. Vậy là xong. Để tháo ra, hãy đưa một chiếc tuốc-nơ-vít đầu phẳng vào khe mở chốt và nhấc lên.

Khoảng cách. Đây là quy tắc thường bị bỏ qua nhất và gây ra tổn thất lớn nhất về lâu dài. Hãy để lại ít nhất Khoảng trống 50mm ở phía trên và phía dưới nguồn cấp điện cho luồng không khí đối lưu, và 10–15 mm mỗi bên (25 mm đối với các thiết bị có công suất trên 240 W). Việc xếp các thiết bị quá sát nhau cũng giống như phủ một tấm chăn lên bộ nguồn. Điều này sẽ khiến bộ nguồn nóng lên, giảm công suất sớm và làm các tụ điện bị lão hóa trước thời hạn.

Hệ thống dây điện. Phía đầu vào: kết nối L (dây pha), N (dây trung tính) và PE (dây nối đất bảo vệ) với các cực đầu vào. Luôn lắp đặt một bộ ngắt mạch hoặc cầu chì ở phía trước nguồn điện. Phía đầu ra: V+ và V- cấp nguồn cho hệ thống phân phối điện một chiều của bạn. Sử dụng vòng đệm (vòng bọc đầu dây kẹp) cho tất cả các mối nối dây bện. Dây bện trần được nhét vào đầu nối vít sẽ bị lỏng dần theo thời gian do sự thay đổi nhiệt độ và rung động. Vặn chặt các đầu nối theo thông số mô-men xoắn do nhà sản xuất quy định, thường là 0,5–1,2 Nm.

Nối đất. Đầu nối PE phải được kết nối với thanh dẫn nối đất của tủ điện bằng một dây dẫn màu xanh lá/vàng chuyên dụng. Tuyệt đối không được chỉ dựa vào thanh DIN để thực hiện kết nối nối đất. Thanh DIN chỉ là một bộ phận hỗ trợ cơ khí, không phải là đường dẫn điện được đảm bảo.

Vận hành thử. Trước tiên, hãy bật nguồn thiết bị khi không có tải và kiểm tra điện áp đầu ra bằng đồng hồ vạn năng. Kiểm tra xem đèn LED “DC OK” có sáng màu xanh lục không. Sau đó, tăng tải dần dần — 25%, 50%, 75%, 100% — đồng thời theo dõi điện áp đầu ra và nhiệt độ vỏ thiết bị ở mỗi bước. Nếu có bất kỳ giá trị nào bị lệch, bạn đã phát hiện ra vấn đề trước khi nó trở thành sự cố khi thiết bị đang hoạt động thực tế.

Lắp đặt
Móc vào mép trên, xoay xuống cho đến khi nghe tiếng “cạch”. Cách tháo: dùng tuốc-nơ-vít kéo chốt ra.
Khoảng cách
Ít nhất 50 mm ở phía trên và phía dưới; 10–15 mm ở hai bên. Việc xếp chồng dày đặc sẽ giữ nhiệt và làm giảm công suất đầu ra.
Hệ thống dây điện
Đầu vào: L/N/PE, đầu ra: V+/V-. Luôn sử dụng ống nối cho dây bện. Mô-men xoắn: 0,5–1,2 Nm.
Nối đất
Kết nối đầu nối PE với thanh dẫn nối đất bằng dây dẫn chuyên dụng. Chỉ dùng thanh DIN thôi là chưa đủ.
Chạy thử
Trước tiên, hãy bật nguồn ở chế độ không tải, kiểm tra điện áp, sau đó nối tải từ 25% sang 50%, rồi sang 75% và cuối cùng là 100%.

Nếu bạn đang ở giai đoạn so sánh các mẫu sản phẩm cụ thể, OMCH cung cấp một loạt các Bộ nguồn gắn trên thanh DIN với công suất từ 75W đến 480W trong dòng sản phẩm NDR — tất cả đều đạt chứng nhận CE, CCC và RoHS, hỗ trợ nguồn điện xoay chiều đa năng và thiết kế làm mát bằng đối lưu. Dù bạn đang lắp đặt một bảng điều khiển đơn lẻ hay trang bị cho một dây chuyền sản xuất, việc có thể mua nguồn điện, cầu dao, rơle và cảm biến từ cùng một nhà cung cấp sẽ giúp đơn giản hóa quy trình mua sắm và đảm bảo tính tương thích.

Nhận hỗ trợ trong việc lựa chọn bộ nguồn gắn trên thanh DIN
Các kỹ sư của chúng tôi có thể xem xét danh sách hàng hóa của quý khách và đề xuất mẫu sản phẩm phù hợp — hoàn toàn miễn phí.
Trao đổi với chuyên gia

Tài liệu tham khảo

  1. IEC. “IEC 60715: Kích thước của thiết bị đóng cắt và điều khiển điện áp thấp — Cách lắp đặt tiêu chuẩn trên thanh ray để hỗ trợ cơ học cho các thiết bị điện.” Wikipedia: Thanh DIN
  2. Morrison, David. “Bộ nguồn DIN Rail vươn ra ngoài phạm vi nhà máy.” Electronic Design, tháng 8 năm 2004. Bài viết đầy đủ
  3. RECOM. “Lựa chọn bộ nguồn gắn trên thanh DIN phù hợp cho ứng dụng của bạn.” 2025. Hướng dẫn lựa chọn
  4. Tập đoàn PowerVolt. “Tại sao 24V lại là điện áp tiêu chuẩn trong các tủ điều khiển công nghiệp.” Bài viết trên blog
  5. OMCH. Trang sản phẩm Bộ nguồn chuyển mạch. https://www.omch.com/switch-mode-power-supply/
  6. Trang chủ OMCH. https://www.omch.com/

Mục lục

Liên hệ với chúng tôi

Vui lòng bật JavaScript trong trình duyệt của bạn để hoàn tất biểu mẫu này.

Tự động hóa công nghiệp đáng tin cậy, chúng tôi giúp hệ thống của bạn luôn vận hành trơn tru!

Liên hệ với chúng tôi

Vui lòng bật JavaScript trong trình duyệt của bạn để hoàn tất biểu mẫu này.