Die gute alte EMV

Hi Leute, vor einigen Wochen habe ich von üblen EMV-Problemen unseres

1KW-Brushless-Antriebs berichtet. Inzwischen haben wir das Teil weitgehend im Griff, ne dicke Gegentaktdrossel mit 26er Material in der Netz-Zuleitung hat Wunder vollbracht. Im Moment sind wir noch am Optimieren des oberen Frequenzbereichs bei den leitungsgebundenen Störung.

Nochmal die Daten:

230V Eingang -> aktive PFC -> 380V Zwischenkreis -> Motorbrücke -> Motor

Das Filter sieht im Moment so aus:

Netz - Cx - Gleichtakt-Drossel - Gegentakt-Drossel - Cy, Cx - PFC

Mit diesem Filter bewegen wir uns bei 10MHz im Bereich der zulässigen Grenzwerte, ohne Reserven. Was seltsam ist: hänge ich direkt ans Netz noch 2 Y-Kondensatoren, wird der Bereich unterhalb 1MHz deutlich besser, der Bereich ab 5Mhz wird aber deutlich schlechter. Es ist dabei egal, wie groß die Y-Kondensatoren sind.

Durchgehend sehr weit unter dem Grenzwert bin ich mit folgender Kombination:

Netz - Gleichtakt - Cy,Cx - Gleichtakt - Gegentakt - Cy, Cx - PFC

Füge ich jedoch am Netzeingang 2 Y-Cs ein:

Netz - Cy - Gleichtakt - Cy,Cx - Gleichtakt - Gegentakt - Cy, Cx - PFC

... gehts bei 10 MHz um mehr als 20dB nach oben, also:

Gemessen wird ja zwischen PE und Phase/Null. Warum werden die Ergebnisse schlechter, wenn ich zwischen diesen beiden Leitungen einen HF-mäßigen Kurzschluss einbaue? Mir ist das völlig unerklärlich.

Für mich bedeutet das: Ich nehme die 2. Variante und bin weit unterhalb vom Grenzwert. Hängt jetzt irgendein anderes Gerät am gleichen Netz und hat eigene Y-Kondensatoren eingebaut, lande ich über den Grenzwerten. Aber das interessiert mich nicht, weil in der Messkabine ohne andere Geräte gemessen wird. Mein Gewissen muss ich dabei wohl bei eBay versteigern.

Habt Ihr ne Erklärung für das Phänomen?

Michael

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Michael Rübig
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Hallo Michael,

Das sollten auch die Hersteller von vielen Pulse Oxymeters. Arrrgh...

Am Sonntag beichten hilft uebrigens nicht, wenn man dabei schon vorhat, das ganze naechste Woche wieder so zu machen ;-)

Du hast wahrscheinlich auf der Motorseite noch irgendwo eine Riesenschleife sitzen ohne Common Mode Choke.

Ist bei der Messung die Netznachbildung auch ordentlich und auf kurzen Weg geerdet?

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo Joerg,

Mit der Kirche habe ich es nicht so. Außerdem ist die Lösung sehr verlockend, wenn man eh schon Monate an der EMV rumgedoktort hat.

Darauf deutet es hin, ein Fehler im Aufbau, ich weiß. Bisher konnte ich diese Schleife aber noch nicht finden.

Muss ich nochmal prüfen.

Michael

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Michael Rübig

Joerg schrieb:

Aufbau:

Motor - 3Phasen - Elektronik - Filter - NNB

L und N sind nur auf diesem einen Weg mit der NNB verbunden. PE bei unserem Versuchsaufbau auch, der Motor liegt auf einer Holzplatte. Ich habe den Motor jetzt auch mal kurz zur EMV-Zelle geerdet -> Die Messergebnisse wurden deutlich schlechter.

War sie nicht (nur über den Messempfänger), habe ich jetzt getan, die Messergebnisse wurde dadurch etwas schlechter.

Alles sehr dubios.

Michael

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Michael Rübig

Joerg schrieb:

Das kommt darauf an. Google mal mit "Tetzelstein". SCNR Harald PS: Hast Du schon mein Posting "ThePumpWorks" gelesen?

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Harald Wilhelms

Hallo Michael,

Das sieht so aus, als wuerde im Abschnitt 3Phasen-Elektronik eine dicke Stromquelle fuer geleitete Stoerungen sitzen. Wenn dann der Motor auch nur kapazitiv irgendwo Richtung Erde koppelt, dann hat man eine Schleife. Doch auch mit Schaltbild und Photos wuerde das auf die Entfernung eher zum Kaffeesatzlesen. Versuchen koennte man es aber.

Das ist bei der meisten EMV so. Ich haette gestern beinahe nach NL fliegen muessen wegen so einem Fall. 18-22 Stunden Reisezeit, nur um da hin zu kommen. Sieht aber so aus, als ginge der Krug an mir vorbei.

Miss mal mit einer Magnetfeldsonde die Motorleitungen einzeln nach, wo da die aergermachenden Spektralanteile sitzen.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Joerg schrieb:

Die Störungen kommen aus der Motorbrücke, da schwingts bei jedem Schaltvorgang nach. Da das ne vollintegrierte Brücke ist (IRAMS10UP60B-2), kann man da außer Snubbern fast nichts machen. Snubber sind drin, und dämpfen das ganze um ca. 10dB. Bisher hat jegliche Veränderung der Snubberdimensionierung zu schlechteren Ergebnissen geführt. Außerdem haben wir bei den Snubbern ne Leistungsobergrenze, mehr als 4,7nF sind da nicht drin. Ferrite auf den Motorleitungen bringen nichts, weder einzelne noch einer um alle 3 Phasen. Das ist bei 10MHz wohl auch noch etwas problematisch.

Die Störungen koppeln im Motor über eine relativ dicke kapazitive Kopplung auf PE über. Da kann man überhaupt nichts machen, außer sehr aufwändig umkonstruieren (Schirmwicklung, ...)

Da ich aber keine Erdschleife im ganzen Strang habe, frage ich mich trotzdem warum ein C zwischen PE und L/N das ganze verschlechtert.

Eine Erdschleife fällt mir jetzt ein: NNB -> Messzelle -> Kabelschirm zum Messempfänger an Durchführung -> NNB

Diese Schleife gibts aber erst, seit ich die NNB separat geerdet habe.

Wie gesagt, ich weiß, wo es herkommt, bin aber ziemlich machtlos, da die Amplitude runterzubekommen.

Michael

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Michael Rübig

Hallo Harald,

Ja, ja, die Ablassprediger. Fast wie Schutzgelderpressung auf die moralische. Aber das hat Martin Luther ja dann bereinigt.

Hatte ich :-)

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo Michael,

In aehnlichen Faellen hatte ich das schon mal aktiv gemacht. IOW, die Ausschwinger per aufgepraegtem invertiertem "Stoersignal" weggeregelt. Das brachte bei einem Dopplerempfaenger nochmal gut 10dB.

Die Bruecke selbst ist dafuer aber i.d.R. zu langsam, das muss man mit Kleinleistungstransistoren der HF Klasse machen. Hast Du denn schon mal Tiefpaesse zum Motor hin probiert?

Bei 10MHz sollte das gehen. Aber um hochpermeables Material wie J oder

77 kommt man kaum herum. Das saettigt und man braucht je nach Motorstrom dicke Kerne. Wenn sie saettigen, helfen sie nicht mehr oder produzieren gar noch Oberwellen.

Was fliessen denn da so fuer Motorstroeme?

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Joerg schrieb:

Bei 400V, 10Mhz und 1KW Abgabeleistung ist das schwierig, da hatte ich aber schonmal drüber diskutiert. Ich traue mir das nicht zu, was aktives hinzubekommen.

Kleinleistung bei 400V? Mit der Brücke kann man gar nichts machen, das ist ein vollintegrierter Hybrid, der ein paar Logiksignale vom Controller erhält.

Ich habe ne Dreifachdrossel von Vacuumschmelze drin, hat 3mH und sättigt bei 140mA assymetrischer Belastung. Die hat das ganze verbessert, aber eben nicht weit genug. Für größere Teile habe ich keinen Platz, außerdem wird die Beschaffung und die Lieferzeit immer problematischer, vor allem, wenn man Termine einhalten muss.

Ich habe mit Einzelferriten von

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Typ WE-PF rumprobiert. Hier der Link:
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Die Dinger sind eigentlich genau für sowas gemacht, auch vom Frequenzbereich her. Seltsamerweise bringen die Teile fast gar nichts oder machen alles nur noch schlimmer. Ich habe die schon überall in die Schaltung eingelötet, Gleichrichter, PFC an verschiedenen Stellen, Eingangsfilter, Zuleitung Brücke, Motorleitungen, ...

Max ca. 6A aus 400V getaktet. Je nach Drehzahl und Last eben, 1,2KW wird aber nicht überschritten

Größe der Leiterplatte: ca. 120*250*50cm Das jetzige Eingangsfilter und die aktive PFC benötigen ungefähr die Hälfte des Platzes, dann noch etwas Niederspannungstechnik, die Brücke Snubber, je 10W, Dreifachdrossel, Schnittstelle nach außen, ...

Michael

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Michael Rübig

Hallo Michael,

Vielleicht einen Experten hinzuziehen. Man braucht beileibe nicht solche Leistung aufzubringen. Bei meinem haertesten Fall handelte es sich um

5V/100A, mit einem halben KW auch nicht gerade von Pappe. Doch es musste kapazitiv nur soviel Leistung da hinein, wie die Energie der Stoerung betrug. IIRC so um 1-2W. Die Schaltung selbst braucht dann gut 5W, weil ich einen NF-Verstaerker Chip genommen habe, der schnell genug war und den der Kunde schon fuer ein anderes Projekt freigegeben hatte. Das ersparte uns den ECO Papierkram dafuer.

Heutzutage ist das Angebot wie im Schlaraffenland. Opamps, die ueber

10MHz nur dezent laecheln uws. Ich entwickle gerade mit einem, der locker 300MHz bei ueber 10dB schafft. Das musste wir in meiner Sturm- und Drangzeit alles zu Fuss machen. Der schwierige Trick ist, das stabil zu bekommen.

Siehe oben. Nur soviel, wie an Stoeramplitude da ist, plus ein wenig Reserven.

Wenn das mit dem Termindruck aetzend wird und EMV nicht bestanden ist, solltet Ihr wirklich einen Experten ins Haus holen.

Hast Du einmal den PE zum Motor mit durchgezogen, falls er im selben Kabel laeuft?

Wahrscheinlich meinst Du Millimeter. Da wird das mit Tiefpaessen hinter der Bruecke ziemlich eng. Sieht so aus, als ginge es bei solchem Platzmangel nur aktiv oder mit Gleichtaktmassnahmen ausserhalb der Platine.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo Joerg,

Das ist sogar standardmäßig so und wohl auch Teil des Problems. Muss aber so sein. Ein Ferrit um den PE bringt hier sogar was, allerdings nicht in der Anwendung, da ist der Motor hart mit PE verschraubt.

Ja, Millimeter. Wie gesagt, mit ner externen Gleichtaktdrossel und ohne Y-Kondensatoren ists gut.

Morgen wird nochmal im richtigen Labor gemessen, mal schauen, wo wir dann liegen.

Michael

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Michael Rübig

Michael Rübig schrieb:

Nicht ganz. Die Kondensator kann sich durchaus als Teil einer Serienresonanz angesprochen fühlen. Man kann in dieser Richtung ermitteln.

Tja, natürlich ist die Netznachbildung nur in den wenigsten realen Netzen exakt wiederzufinden. Was in der Realität von gepulsten Antriebssteuerungen so rausgehauen wird ist schon beachtlich, aber man lebt irgendwie damit. Das kriegt man spätestens dann vor Augen geführt, wenn z.B. neben leistungsstarken Drehrichtern noch sensible Messungen im Aufbau vorhanden sind.

Gruss Udo

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Udo Piechottka

Hallo Michael,

Warum muss es so sein? Am besten beide Varianten probieren, mit und ohne durch die Drossel gezogenem PE.

Wenn er auf einen geerdeten Rahmen montiert ist, kann man da in der Tat nicht viel machen. Ausser beim Kabel von Deiner Steuerung, dort solltest Du mit beiden Varianten (mit und ohne Ferrit auf PE) probieren koennen. Es sein denn, der PE geht gar nicht da mit entlang.

Auf jeden Fall wuensche ich viel Erfolg.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Udo Piechottka schrieb:

Dann würde aber die Größe des Cs eine entscheidende Rolle spielen. Tut sie aber nicht. Ich könnte aber trotzdem mal versuchen, die Cs statt an der Elektronik, direkt an der NNB anzubringen. Wenns dann anders ist, spielen Leitungsinduktivitäten und Leitungsresonanzen wohl schon eine wesentliche Rolle und somit auch die Länge der Anschlussleitung.

Das stimmt und letztendlich muss man wohl auf die Netznachbildung hinentwickeln, wenn man eh kaum Luft hat. Ich kann mir nicht vorstellen, dass das allgemein anders gehandhabt wird, wenns knapp ist.

Michael

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Michael Rübig

Wir haben gerade ein Gerät aus Frankreich da, mit nicht reproduzierbaren Abstürzen. Nach kreativem Aufbau eines 24V-Schützes mit Selbstunterbrechung (Wagnerscher Hammer, wenn man so will) und räumlicher Nähe dieses Konstruktes zum Gerät konnten wir endlich die Abstürze reproduzieren, leider aber immer noch nicht eindämmen. Zu viel eloxiertes Alu und lackierter Stahl am Gehäuse, Rückwand aus Plastik, dazu (ich wage es kaum, das zu erzählen) ein außen drangesteckter FLASH-Baustein im Plastik-Sub-D-Gehäuse, der das Betriebssystem beinhaltet. Das muß einfach abstürzen, aber vor zehn, fünfzehn Jahren hat man an sowas eben noch zu wenig gedacht.

Unser neues Produkt ist besser :-)

Ralph.

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Ralph A. Schmid, DK5RAS

Michael Rübig schrieb:

Die Messungen von heute sind vielversprechend. Wir waren durchgehend unter dem Grenzwert, wenn auch teilweise knapp. Wir haben aber Variationen in der Hinterhand, die in bestimmten Frequenzbereichen Verbesserungen bringen, in anderen dafür die Ergebnisse verschlechtern. Bei der finalen Messung demnächst muss man halt mal schauen, wie es läuft.

Michael

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Michael Rübig

Hallo Ralph,

Wenn das ein Konkurrenzgeraet ist, dann freut Euch des Lebens :-)

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Nein, es ist schon unser Produkt, aber eben vom Vorgänger die Billigversion.

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Ralph A. Schmid, DK5RAS

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