Gegeben sei ein bürstenbehafteter DC-Motor. Der Motor enthält zur Entstörung 2 Drosseln in Serie und 2 Kondensatoren gegen Gehäuse. Geerdet ist der Motor nur indirekt über seine Montage an der Maschine, die Zuleitung ist bisher zweiadrig ohne Schirm.
Wie müsste man da jetzt ranngehen, wenn man das jetzt EMV-technisch sauber aufbauen wollte? Da der Motor mit PWM (24V) betrieben wird, ist meiner Meinung nach eine geschirmte Zuleitung benötigt. Aber wo und wie legt man den Schirm auf? Einseitig oder zweiseitig? Und wenn zweiseitig, wie macht man es dann auf der Motorseite? Direkt auf das Gehäuse, oder über einen weiteren Kondensator? Wie sieht es mit einer expliziten Erdung des Gehäuses aus?
Und wo kann man solche Dinge nachlesen mit entsprechend fundierten Informationen? Kann mir jemand ein Buch zum Thema empfehlen, dass nicht völlig staubtrocken ist?
Gruß Thorsten
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Masse, nich Erde. Der Blumentopf am Fenster gehört der Frau.
Latürnich alle Massen verbinden so gut es geht. Laß dich nicht beirren von den NF Bastlern die immer was gegen Brummschleifen haben. Masse, Masse, Masse, du mußt eine Potentialfläche schaffen damit die Störungen wissen wo's langgeht. Dann noch Schirmen, beidseitig und zwischendurch überall Masse, und Leitungen verdrillen.
Stell die die ganze Elektrik vor du mußt sie umhüllen mit einem Faradayschen Käfig. Auch das geschirmte Kabel ist Teil des Käfigs. Dann brauchst kein Buch, und der Kabelschirm muß selbstverständlich beidseitig gemasst werden. Bei HF gibts keine Brummschleifen. Nur das wissen die wenigsten.
Es gibt ältere, kürzere Ausgaben von beiden gebraucht billiger. Aktuelle Ausgaben gegebenfalls leihweise.
Man benötigt ja noch spezielle Messgeräte a la Spektrumanalyzer, Sonden/Probes ... Hameg HZ550L scheint das neuere zu sein. Ich habe ältere HZ530.
Das scheint ja nicht untypisch für die Entstörung des Kollektors solcher Motoren zu sein. Die Frage ist wer die Bauteile ausgewählt hat und ob die Anordung ( Zuleitungsinduktivität der Kondensatoren usw. ) passend ausgelegt ist.
Das kann vgl. Schaltregler ein andere Störungsart sein als oben. Frequenz niederig halten, Schaltflanken verflachen usw.
Wenn wie bei NF-Bastlern nicht unüblich, die billigste Art der Verbindung zweier Geräte gewählt wird, muß man dann auch die Nachteile derselben in Kauf nehmen. ;-)
Ich würde damit beginnen, die Zuleitung zum Motor zu verdrillen. Damit wird kannst Du die Abstrahlung verringern. In Ermangelung eines Messempfängers - den du brauchst, um nicht ganz im Dunkeln zu stochern - kannst Du auch mal sehen, ob Du da was im MW, KW oder UKW Radio hörst und ob sich die Störung nach einer bestimmten Maßnahme verringert hat - naja ist aber nur wenig besser als gar nichts. Über die Schirmung dürfen keine Motorströme fliessen - denn dann wäre sie wirkungslos. D.h. falls Du Schirmung verwendest, muss sie vom PWM-Abgang auf der Platine bis zum Motorgehäuse lückenlos geschlossen sein und darf nicht mehrfach mit einer der Motorzuleitungen verbunden sein. Am besten ist es aber, die Störungen selbst gering zu halten. Das der Motor per C und L entstört ist, ist schon mal gut - kann da ev. auch verbessert werden. Den FET der PWM kann man steilflankig ansteuern - was den Vorteil hat, dass der FET schön kalt bleibt - Nachteil ist aber viel HF. Ein Kompromiss wäre da - den FET etwas wärmer werden zu lassen (z.B. Widerstand in die Gateleitung) - dafür schaltet der dann nicht so hart und erzeugt weniger HF. Freilaufdiode vorhanden? Die erzeugt ja auch was - der ein paar
Man kann EMV-m=E4=DFig so manches aufgrund von Wissen oder Erfahrungen vermeiden, wie es dann aussieht, l=E4=DFt sich aber nur nachmessen.
Wenn schon Abschirmung, dann auch =FCberall. D.h., auch die Geh=E4use der PWM-Steuerung und des Motors sollten geschlossen sein, und zwar nicht nur mechanisch, sondern auch HF-m=E4=DFig. Wichtig ist nicht die Fl=E4che evtl. =D6ffnungen, sondern deren gr=F6=DFte Dimension - ein Loch 5mm ist weniger bedenklich als ein 10 cm langer Schlitz mit 0.1mm Breite. Anlagefl=E4chen sollten leitf=E4hig sein, ggf. leitf=E4higes Dichtmaterial (Dichtschn=FCre) oder Kontaktfederstreifen verwenden.
Wie schon von anderen gesagt, darf kein Strom =FCber die Abschirmung flie=DFen, sonst wird die selbst zur Abstrahlantenne. Flie=DFt kein Strom, kann sie auch bedenkenlos beidseitig geerdet werden.
Helfen k=F6nnen auch Ferritkerne auf der Leitung. Wo die anzubringen sind (motor- oder steuerungsseitig), mu=DF man im Zweifelsfall experimentell ermitteln. Ich hatte mal ne Schrittmotorsteuerung im EMV- Test, mit verdrilltem Anschlu=DFkabel (so gut das bei 5-Phasen- Schrittmotoren geht), Schirm beidseitig am Geh=E4use - Abstrahlung war grenzwertig hoch. Ferritkern am Ausgang der PWM-Steuerung brachte kaum was, Ferritkern motorseitig hats dann gebracht.
Alle Teile sind Kaufteile. Leitungen verdrillen fällt also aus. Es geht nur darum, dem Lieferanten andere Kabel und Steckverbinder vorzuschreiben und die weitere Verdrahtung in der Anlage entsprechend anzupassen.
Gruß Thorsten
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Das hat der Motorhersteller (Nidec) gemacht. Das ist auch nicht meine Baustelle. Ich will nur nicht, dass ich mir durch Auflegen des Schirms von der Zuleitung auf das Motorgehäuse die Störungen "abhole", die über die Entstörmaßnahmen des Motors genau dorthin abgeleitet werden.
Das ist eine fertige SPS-Klemme. Auch daran werde ich nichts ändern. Es ist momentan gar nicht klar, ob es nennenswerte Störungen gibt. Es geht nur darum, im Zuge einer Revision die Zuleitung zu optimieren. Es gibt nämlich auch noch eine Sensorleitung parallel, die bisher auch noch ungeschirmt ist. Da tauchen natürlich die gleichen Fragen auf.
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Ich kann höchstens eine andere Zuleitung einkaufen (lassen), aber nicht anfangen, da einzelne Leitungen zu verdrillen.
Der Motor hängt in einer in sich geschlossenen Anlage, die SPS dazu in einem Schaltschrank. Die SPS hat natürlich kein Metallgehäuse. Es geht in erster Linie darum, dass die Motorzuleitung keine Sensorsignale verseucht.
Siehe oben. Da komme ich nicht drann.
Freilaufdiode? Das nehme ich wohl an, aber prüfen kann ich das nicht.
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Gegen Büsrstenfeuer ( Lichtbogen, breitbandig aber energiearm ) wohl schon vom Hersteller eingebaut. Die PWM ist am unteren Ende des Frequenzspektrums aber dafür wesentlich heftiger.
Da Motoren stromgespeist sind wäre ich skeptisch gegen den üblichen Schirm von Kabel ( Alu, Kupfer ) der magnetisches Feld kaum bedämpfen würde, soweit es sich um die PWM-Störung handelt. Dass Verdrillung magnetische Einkopplung ins Kabel dämpft ist klar. Wie gut das in der Praxis auch für magnetische Abstrahlung funktioniert wäre mir nicht so klar. Habs aber auch noch nicht probiert.
Die Ansteuerung wird wohl schon fertig sein. Ab und zu sieht man passive Filter nachgeschaltet. Meist nur L. Wegen der hohen Ströme oft klobige Induktivitäten und damit nicht sehr kosteneffektiv.
Es gibt geschirmte, bei uns werden die im Installateurjargon "VF Drive Cables" genannt, weil man bei Umrichtern ohne geschirmte Kabel oft Aerger bekommt.
Oder auf der Platine gleich beim PWM-FET tiefpassfiltern damit erst gar nichts an ekliger HF rausgeht.
Da ist die Stoerung vom Buerstenfeuer vermutlich fieser als die PWM. Normalerweise wird der Schirm dazu am Motorgehaeuse aufgelegt. Auch an der anderen Seite, aber nur wenn keine Gefahr besteht dass Ausgleichsstroeme aus anderen Quellen fliessen. Auflegen muss man aber flaechig mit einer um das Geflecht greifender Schelle. Angepresste Kabelschwaenzchen mit Kabelschuh dran sind nicht so der Bringer.
Man sollte bei sowas auch aufpassen und auf jeden Fall erstmal das SOA-Diagramm im Datenblatt studieren. Selbst wenn die zusaetliche Abwaerme weit unter den Grenzen bleibt kann der FET sonst auf Grund lokaler Erhitzung sterben. Manchmal erst nach Wochen.
Das waere huebsch. Jedoch kostet so ein Kondensator und daher ...
Das geht an sich recht gut. Die Probleme sind eher anderer Natur: Der Schirm setzt langsam Gruenspan an welcher oft ins Kabel reinkriecht, rappelt sich irgendwo durch, scheuert irgendwo, solche Sachen.
1uH und einige uF keramisch funktionieren an sich schon recht gut als Tiefpass. Man sollte allerdings die Stroeme durch den Kondensator berechnen, oft muss man allein aus dem Grund mehrere nehmen.
Tja, der Klassiker dass die Tachokabel mit den Motorkabeln parallel laufen und die Spikes darauf dann mitgezählt werden ... Wahrscheinlicher einfacher bei Sensorkabeln mit geschirmten Kabeln anzusetzen.
Ja, und ich wuerde den Schirm auf beiden Seiten HF-gerecht auflegen. Buecher wuesste ich akut keine. Ich habe Howard Johnson "High-Speed Digital Design" (Das Schwarze Magie Buch), jedoch nur um Kunden auf Abschnitte darin verweisen zu koennen und nicht immer alles (kostenpflichtig) neu erklaeren zu muessen. Ein wenig steht ueber Kabelschirme drin, aber deshalb allein lohnt die Anschaffung nicht. Und wie in fast allen Buechern, manches darin sollte man mit einer Prise Salz geniessen.
PE per gruen-gelbem Kabel bringt HF-maessig wenig, das muss man meist eher zur Erfuellung der Sicherheitsstandards legen. Denn eine Masseverbindung die gleichzeitig mechanische Zwecke erfuellt wird normalerweise nicht als sichere Erdverbindung anerkannt. Kann sich ja losrappeln.
Vom Stoerverhalten am besten ist:
a. Motor schoen flaechig oder zumindest ueber kurze breite Metallteile leitend mit dem Chassis verbinden. Dabei beachten dass anodisiertes Aluminium zwar schick aussieht, dessen Oberflaeche aber nicht leitet.
b. Kabel so vom Motor wegfuehren dass es moeglichst nahe an der Austrittstelle mit einer metallenen U-Schelle leitend mit dem Motorgehaeuse verbunden wird. Das kann gleichzeitig der Zugentlastung dienen obwohl das in Deinem Fall vermutlich unerheblich ist.
c. An der SPS den Schirm ebenfalls mit U-Schelle auflegen. Falls die SPS aus Plaste und Elaste besteht dann so nahe wie moeglich an selbiger. Perfekt wird das dann aber nicht weil bei sowas meist die ganze SPS "singt".
d. Das Kabel moeglichst ueberall an Metallteilen des Schrankes entlang fuehren. Sieht auch ordentlicher aus als ein Freiluftgewuehl.
Bei grossen Anlagen (Schaltschrank in der Groesse der Esso Deutschland oder so) immer dran denken dass Teile an entfernteren Erden angeschlossen sein koennten. Nicht dass der neue Schirm im Betrieb heiss wird :-)
Das siehst du ja dann, wenn Du es nachmisst (ohne ne Messmöglichkeit würde ich da gar nicht erst anfangen). Wo liegen denn die Probleme (hast du das Störprofile von der EMC-Messung da?) Liegt das Problem beim Vielfachen der PWM Frequenz?
Du musst also Fertigware gesundverbessern. Leider ist noch vieles - was so von den Lieferanten kommt - nicht EMC-optimal. Es gibt 2 Möglichkeiten (siehe die PDF's in meinem andren Posting): Filtern und/oder Schirmen. Filtern: erstmal klassisch mit den aufklipsbaren Ferriten. Wenn das Kabel einmal um den Ferrit gewickelt werden kann, verbessert sich die Filterwirkung um ca. Faktor 3: Das muss auch so nah wie möglich ran an den Kabelabgang. Zum Schirmen haben wir ja schon was geschrieben.
Möglichkeit: den Hersteller kontaktieren - durch Druck der Kunden tut sich da oft was - wenn nicht: Hersteller wechseln ;-)
Geschirmte verdrillte Kabel gibt es ja - leider seh ich bei Farnell da erstmal nur was für Schwachstrom; schau doch mal bei den Kabelherstellern (LappKabel usw.); wobei das so kritisch auch nicht ist - wenn die Filterung funktioniert.
Danke, guter Tipp. Das ist wirklich mal eine brauchbare Einführung in das Thema.
Gruß Thorsten
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