DA010 - Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe

3 Prüfstände 25
3.3.6 Stromversorgungssystem
Das Stromversorgungssystem übernimmt die Versorgung der einzelnen Komponenten
mit ihrer Betriebsspannung. Dazu wird das am Hauptanschluss anliegende Netz entsprechend
den Anforderungen gepuffert, verteilt und umgeformt.
Die Pufferung wird meist durch eine USV (Unterbrechungsfreie Stromversorgung), die
im allgemeinen aus Umformern und einem Batteriepack besteht, übernommen und ist
meist auf die EDV und die Messkette beschränkt. Der Grund dafür liegt im meist sehr
hohen Stromverbrauch der Betriebsmittelversorgung. Durch die Pufferung soll ein geordnetes
Herunterfahren sowohl des Prüflings als auch der EDV während eines Problems
mit dem Hauptanschluss der Stromversorgung gewährleistet werden. Derartige
Probleme treten oft während der Sommermonate, bei Gewittern oder bei Defekten an
Generatoranlagen auf.
Verteilt wird der Strom mittels Kabeln, Stromschienen und Sicherungen an alle
Verbraucher. Die Auslegung der Sicherungen sowie der Kabelquerschnitte hat dabei
nach den benötigten Leistungen der Verbraucher entsprechend den Vorgaben des VDE
und der DIN-Normen zu erfolgen.
Die meisten Verteilnetze für Elektroenergie sind als Wechselstromnetz ausgeführt, da
viele elektronische Geräte (z.B. Messumformer oder Sensoren) aber eine Gleichspannungsversorgung
erfordern, bilden so genannte Netzteile einen Hauptbestandteil des
Stromversorgungssystems. Sie formen die Eingangswechselspannung in eine Gleichspannung
um, die meist im Bereich um 24V (Triebwerk 28V) liegt.
Da eine Funktion der Komponenten nur bei entsprechender Versorgung mit Betriebsspannung
möglich ist, sollten hier hochwertige und somit zuverlässige Produkte zum
Einsatz kommen. Zur Erhöhung der Funktionssicherheit kommen auch redundant ausgeführte
Systeme zum Einsatz.
3.3.7 Sicherheitssystem
Auf die Ausführung des Sicherheitssystems ist besonderes Augenmerk zu legen, da es
Schaden an Mensch und Maschine verhindern soll. Dazu überwacht es ständig und
meist von der anfälligen EDV unabhängig den Betriebszustand des Prüflings (z.B.
Drehzahl, Temperatur u.a.), Umweltbedingungen (z.B. Feuer, CO2 Gehalt uvm.) und die
Betätigung von Sicherheitsschaltern (z.B. NOTAUS oder Schnellstop).
Im allgemeinen werden bei Auslösen des Sicherheitssystems dem Auslöser entsprechende
Aktionen durchgeführt. Dazu ist es notwendig, ein entsprechendes Regime zu
erstellen und umzusetzen. In diesem Regime werden jedem gefährlichen Zustand von
Anlage oder Umweltbedingungen bestimmte Aktionen zugeordnet. Als einfaches Beispiel
sei hier die Reaktion auf eine zu hohe CO2 Konzentration erwähnt, die je nach
Ausführung der Anlage wie folgt aussehen könnte. Zuerst wird eine optische und akustische
Warnung ausgegeben, dann folgt eine gewisse Wartezeit. Wenn die Wartezeit
ohne Reaktion des Bedieners abgelaufen ist, wird die Lüftung eingeschaltet und die
Verbrennung von Treibstoff gestoppt usw.
Das Sicherheitssystem ist nach Abbildung 3-1 in der Lage, alle Befehle der EDV bzw.
des Bedienpultes entsprechend der geforderten Sicherheitsmaßnahmen zu übersteuern,
d.h. es übernimmt zum Beispiel das automatische Herunterfahren des Prüflings auf
ein sicheres Niveau. Um auch Sicherheit bei Ausfällen einzelner Teilkomponenten zu
erlangen, ist beträchtlicher Aufwand nötig. Der Mensch ist immer Teil des Sicherheitssystems
und muss seine Überwachungspflichten sehr ernst nehmen. Grundsätzlich ist
die Sicherheit des Menschen immer über die des Prüflings zu stellen.