Drivteknik.nu

 

Hem / Normer / EMC

EMC Direktiv

INLEDNING

Tidigare har varje tillverkare och importör av drivutrustningar i Europa tolkat EMC direktivet och kraven för CE-märkning på sitt eget sätt. Detta har i flera fall lett till avsevärda missförstånd eller till en splittrad bild av vad som krävts i form av åtgärder för att marknadssätta apparater och system. För att skapa samstämmighet kring tillämpningen och tolkning av EMC-direktivet, har de Europeiska tillverkarna, via sina nationella branschorganisationer, bildat en sammanslutning, European Committee of Manufacturers of Electrical Machinesand Power Electronics’, förkortat CEMEP. Denna sammanslutning har skapat rekommendationer för hur EG kommissionens direktiv för drivutrustningar skall tillämpas (ref. 1), vilka kommer att följas av de flesta Europeiska tillverkare av drivutrustningar. Produktspecifik EMC-standard (ref. 2) är EN 61800-2 EMC- Användarhandboken består av tre delar:
Avsnitten 3 och 4 riktar sig till användare som snabbt önskar sätta sig in i hur man installerar Eurotherm Drives (och andra) produkter, i överensstämmelse med EMC-kraven.

Avsnitt 3 behandlar utrustning som monteras på vägg.
Avsnitt 4 behandlar montage i apparatskåp.

Dessa båda avsnitt är de enda som det krävs att man sätter sig in i.

Avsnitt 3

INSTALLATION AV VÄGGMONTERADE MODULER

Detta avsnitt behandlar drivutrustning som är gjord för att monteras direkt på vägg, dvs inte för montage inne i ettapparatskåp.
Avsnittet avser att ge installatören sådana kunskaper att han:

• säkert kan avgöra vem som är ansvarig för CE märkningen och att utrustningen är i överensstämmelse med EMC direktivet
• försäkrar sig om att kravet på filtrering är uppfyllt och utfört på korrekt sätt
• försäkrar sig om att kablar mellan filter och drivutrustning är så korta som möjligt
• skärmar kabeln mellan drivutrustningen och motorn, jordar denna i bägge ändar, helst via förskruvningar
• monterar all känslig utrustning och kablar åtminstone 0.25m från drivutrustningen och dess kablar
• skiljer elektriskt sett, kablar bärande störningar, från kablar som är rena i detta hänseende



ANSVAR FÖR CE-MÄRKNING I EMC HÄNSEENDE

Enligt SFS 1992:1512 (ref.3), upphöjdes EMC direktivet till svensk lag. Kravet på CE-märkning, avseende EMC, är endast tillämpbart på utrustning med för slutanvändaren en komplett, eller egen funktion och som placeras på marknaden (säljs). De flesta drivmoduler eller system som säljs av Eurotherm Drives kommer att byggas in i större system av utrustning(ar), vilka (åtminstone) omfattar; en motor, kabel och den styrda lasten, innan en komplett- eller egenfunktion erhålles.
Som sådana kommer därför den övervägande delen av drivtekniks tillverkarens produkter att klassas som komponenter (CEMEP´s kravområde 2) och det är av detta skäl, inte korrekt av Eurotherm Drives att CE-märka produkten, eller att utfärda en EU försäkran om överensstämmelse avseende EMC. Det är tillverkaren/leverantören/installatören, av den givna utrustningen (med komplett- eller egenfunktion för slutanvändaren) som ytterst måste påvisa överensstämmelse med EMC direktivet. Emellertid finns det ett fåtal tillämpningar, där en enda drivutrustning kan innebära en komplett funktion för slutanvändaren.

Ett exempel är när en tilläggsfunktion installeras, till en redan fungerande motor med fixt varvtal (t.ex. en fläkt eller pump), där varvtalet nu kan ändras med hjälp av den tillkopplade drivmodulen (CEMEP´s anv.omr. 1). I dessa fall CE-märker
drivtekniks tillverkaren drivmodulen och utfärdar en tillverkardeklaration Inuti varje produktmanual, avseende uppfyllandet av EMC kraven. Eftersom giltigheten av CE märkningen i detta fall inte säkert kan avgöras, då den ifrågavarande produkten tillverkas, sätts CE-märket i produktens manual och inte på produktens typskylt. Sedan 1997, när CE-märkningen avseende lågspänningsdirektivet blev tvingande, kommer CEmärket att placeras på typskylten, men dess giltighet för EMC kraven kan endast avgöras med hjälp av produkthandboken. De flesta enheter i drivtekniks tillverkarens produktsortiment kommer inte att vara tillgängliga med den ovan angivna möjligheten att CE-märkas i EMC hänseende. Vissa produkter kommer aldrig att kunna användas så att de har en komplett, egen funktion för slutanvändaren.

Missbruk av CE-märkningen är ett straffbelagt brott.



Om man tillämpar de generiska standarderna, är gränsvärdena för utstrålning i miljöerna ‘hushåll, kontor och lätt industri’ (klass B) hårdare än de som gäller för miljön ‘industri’, därför uppfyller utrustningar som klarar kraven enligt EN50081-1(1992) (ref 4) automatiskt kraven enligt EN50081-2(1994) (ref 5). Det omvända förhållandet gäller för gränsvärdena för immunitet. I miljön ‘industri’ är kraven hårdare än i miljöerna ‘hushåll, kontor och lätt industri’, och utrustningar som uppfyller kraven i prEN50082-2(1992) (ref 7) uppfyller automatiskt kraven i EN50082-1 (1992) (ref 6).

Fler och fler produktspecifika standarder blir godkända, med mindre betungande EMC krav, än de som finns i de grundläggande eller generiska standarderna. När den produktspecifika standarden (EN 61800-3) vunnit laga kraft, kommer filter endast att vara obligatoriska vid installationer ‘hushålls och kontors’ EMC-miljön (ifall detta är den mest relevanta standarden som produkten skall vara i enlighet med). De sk. ”EMC competent bodies” som finns för bedömningen av uppfyllandet av EMC kraven, tillämpar redan i dag den preliminära standarden (draft), då
bedömningen sker enligt den metod där den tekniska konstruktionsdokumentationen används.

Följande CEMEP´s rekommendationer, måste varje kraftdrivsystem uppfylla EMC kraven enligt den produktspecifika standarden för drivsystem, eller de generiska standarderna. Ett givet kraftdrivsystem omfattar en enda drivmodul, vilken kan driva mer än en motor. Ett apparatskåp som innehåller ‘n’ antal drivmoduler omfattar ‘n’.antal kraftdrivsystem. Om man tillämpar produktstandarden för drivenheter, avseende EMC, EN61800-3, kommer filter endast att vara obligatoriska i miljön ‘hushåll’. Noteras bör dock att genom att tillämpa andra standarder, kan det räcka med ett enda filter till varje apparatskåp.
Det är viktigt att kunden identifierar vilka EMC standarder som är tillämpliga för slutprodukten/systemet, och i vilken EMC miljö denna kommer att användas, så att omfattande extra kostnader för uppfyllandet kan undvikas. Man bör ha i åtanke att att när två eller flera enheter, vilka var för sig uppfyller kraven, sätts samman till ett färdigt system, så kommer kanske inte det sammansatta systemet att uppfylla kraven. Den störande strålningen från systemets delkomponenter kommer i allmänhet att adderas till ett högre värde, medan tåligheten eller immuniteten förblir konstant.


INSTALLATION AV FILTER

De filtertyper som levereras av Eurotherm Drives har med stor omsorg utvalts och konstruerats, för att uppnå nödvändig undertryckning av störningar, enkel installation och under beaktande av elsäkerhetskraven. Graden av undertryckning kan endast garanteras till att ligga inom de gränser som anges i produktmanualen, om rätt Eurotherm filter valts till den aktuella drivmodulen. De flesta av Eurotherms filter monteras bakom modulen och upptar exakt samma yta som denna. Mekaniska mått och anvisningar för alla filter ges i bilderna 3.3 till 3.14. För att åstadkommaen god högfrekvens- (RF) förbindning mellan drivenheten och filtret, så måste all färg eller isolering avlägsnas vid fastsättningshålen eller kontaktytorna på drivenheten och filtret. För att förhindra korrosion, bestryks dessa ytor sedan med lämpligt mineraloljebaserat medel. För enheter som väggmonteras, kontrollera att kabeln mellan filtret och drivenheten förläggs i den ledande kanalen mellan filtret och drivenhetens kopplingsbox. Denna kabel måste göras så kort som möjligt och dessutom separeras från alla andra kablar.

Vissa typer av AC filter kan monteras på ömse sida, eller över/under drivmodulen. Vid denna typ av installation, måste man tillse att AC-nätfiltret monteras så nära drivmodulen som möjligt, samtidigt som det kontrolleras att inga luftkanaler eller ventilationsöppningar blockeras. Kabeln eller skenan mellan drivenheten och filtret måste alltid vara så kort som möjligt och måste dessutom separeras från övriga ledare. Om denna ledare eller skena är längre än 0.3 m, så måste den ersättas med en skärmad eller armerad kabel, där skärmen/armeringen ansluts till jord i bådefilter- och drivmodulsändan. Jordningen skall ske med förskruvningar av metall.

Högfrekvensjordningen (HF) mellan filtret och drivenheten förbättras avsevärt genom att man gör ytterligare en HF-jordförbindning med en flat skärmstrumpa med åtminstone 10 mm2 area (beroende på yteffekten). När filter är monterat parallellt bör de placeras 40mm isär för ventilationens skull.

Det är absolut nödvändigt att skyddsjordsledaren från filtret ansluts till skyddsjordsanslutningen på drivmodulen.Högfrekvensjordningen som åstadkommits genom att montera drivenheten ovanpå filtret är inte enskyddsjordsförbindning. Filtret måste vara permanent jordat, för att eliminera risken för elchock vid onormala förhållanden (t.ex genom att en fas faller ur på nätspänningssidan). Permanent jordning kan åstadkommas antingen genom att

a) använda en skyddsjordsledare av koppar, med minst 10mm2 area, eller

b) installera en andra ledareparallellt med skydsjordsledaren, till en separat skyddsjordsanslutning. ledare för detta ändamål skall uppfylla kraven för en skyddsjordsledare.

Beroende på kondensatorerna mellan fas och jord inne i EMC-nätfiltret, kommer det vid tillslag av spänning, att flyta en strömpuls i jordledaren. Denna puls kan vara liten, men den kan fortfarande ibland lösa ut jordfelsbrytare inkopplade i jordsystemet. Dessutom flyter vid normal drift, läckströmmar av högfrekvens såväl som DC. Vid speciella felförhållanden, kan större DC strömmar flyta i skyddsjordsledaren. Det skydd som normalt erhålles via jordfelsbrytare kan vid sådana strömmar inte längre garanteras. Eurotherm Drives avråder från bruket av jordfelsbrytare, men i tillämpningar där sådana är föreskrivna, skall sådan väljas som fungerar invändningsfritt även om både AC och DC strömmar flyter i jordledaren. Dessa skall även ha inställbar frånslagsnivå och sådan tidskonstant att enheten inte löser ut vid normalt spänningstillslag (Typ B jordfelsbrytare
enligt tillägg 2 i IEC755). Jordfelsbrytare som används i dessa tillämpningar är inte avsedda för, eller ger något personskydd.

Nätfilterna för EMC skydd är gjorda för nät som är direktjordade (jordrefererat nätsystem). Vid trefasig matningkommer detta att minimera läckströmmen som uppstår via kondensatorerna fas och jord. I vissa installationer, är nätet inte direktjordat (icke jordrefererade nätsystem). Obalansströmmen i jordledaren kommer i detta fall att öka och påverka funktionen hos en eventuellt inkopplad jordfelsbrytare eller givare. Dessutom kommer i detta fall EMC prestanda för filtret att försämras. Eurotherm Drives avråder från att använda AC-nätfilter i nätsystem som inte är direktjordade. Vid både AC- och servodrifter, ökar såväl ledningsburet som utstrålat brus, med stigande switchfrekvens. Såväl EMC som uppvärmningsegenskaper, garanteras endast upp till en given högsta switchfrekvens, vilken är angiven i produktmanualen. Normalt är denna frekvens ca 6 kHz.
Även gällande för både AC och DC drifter, kommer de ledningsburna störningarna att öka med längden på kabeln
till motorn. De stränga EMC gränsvärden som tillämpas av Eurotherm Drives kan endast garanteras upp till en
största längd på kabeln, vilken finns angiven i produktmanualen. Ett typiskt värde på denna kabellängd är 50 m,
men den kan ökas om gränsen för accepterad störningsnivå höjs i motsvarande grad. Kabellängden kan ökas
ytterliga

re genom att separata utgångsfilter eller drosslar används. Se avsnitt 3.6 för ytterligare information.


SKÄRMNING OCH JORDNING

När ett EMC filter används för att uppfylla kraven om låg utstrålning, måste kabeln mellan den väggmonterade drivmodulen och motorn skärmas eller vara armerad. Om man använder en skärmad/armerad kabel, utan filter, kommer detta att öka den ledningsburna högfrekvens (HF) störningen, samtidigt kommer läckströmmen till jord att öka, beroende på kabelkapacitansen. Kabelns skärm, eller armering, måste anslutas till jord i bägge ändar, genom att ansluta den till motorns hölje och till drivenheten, med anslutningar som gör kontakt runt hela skärmen/armeringen,360° kontakt. Det bästa sättet att göra detta är att använda förskruvningar i metall, skruvade i öppningar som finns i motorns och drivmodulens kopplingbox. Om förbindningen mellan skärm och jord görs med 360° kontakt, kommer skärmningseffektiviteten att öka med 75%, jämfört med om anslutningarna görs till vanliga skruvanslutningar. (Anmärkning: Kopplingsboxarna på vissa motorer och kabelförskruvningar är gjorda av plast. Om detta är fallet, måste kabelskärmen anslutas till chassiet). Skärmen måste hållas obruten längs med hela kabeln. Om det är nödvändigt att bryta denna för att koppla in kontaktorer, säkringar, drosslar, etc. så måste skärmen bryggas över dessa ställen med så kort kabel som möjligt. Tänk på att det inte är tillåtet att jorda skärmen i bägge ändar, vid installationer i vissa farliga miljöer. I detta fall kan den flytande änden jordas med en kondensator på 1μF, 250VAC.
Om inte skärmad kabel finns för handen, förlägg de oskärmade kablarna i ett ledande, pansar-rör, vilket då kommer att verka som skärm. Ett sådant rör måste vara elektriskt sett obrutet, med direkt kontakt till drivenheten och motorns kåpa. I skarvar som kan vara nödvändiga, används flätad kopparledare, med en tvärsnittsyta på minst 10 mm2.

Skyddsjorden är alltid viktigare än EMC jorden.

Vid DC drifter, måste både fältlindningen och ankarlindningens anslutningskablar vara skärmade eller armerade. Vid AC drifter måste förutom motorkabeln, även alla anslutningar till DC-mellanledet skärmas/armeras, med skärmen ansluten i bägge ändar ( t.ex. skyddsjorden för ett dynamisk bromsmotstånd). Kablar för kontroll och styrsignaler måste oftast även de skärmas, med obruten skärm, vilket anges i produkternas instruktionsböcker (det kan här röra sig om anslutna tillbehör som t.ex. tachometer, pulsgivare, eller kommunikationsmoduler.). Försök alltid att hålla den oskärmade längden av kablarna, vid anslutningsplintarna, så kort som möjligt. Skärmen skall endast anslutas i den ände som går till drivenheten. Är fortfarande högfrekvent brus ett problem, jorda den flytande skärmänden med en kondensator på 0.1μF. Det kan vara nödvändigt att skärma alla kontroll och signalkablar, för att uppfylla de högsta kraven på utstrålad störningar enligt EN55011 klass B. Se produktens manual för ytterligare information. Ändamålet med den ökade skärmningen och filtreringen är att skapa en sluten, sk. Faradays bur, runt de delar avinstallationen som skapar och strålar ut störningar. Inne i finns också ingångsfilter. Motorns hölje fungerar också som en Faradays bur. Den bur som skapas pådetta sätt, minskar störningarna från- och ökar tåligheten i installationen.


BEGRÄNSNING AV MOTORKABELNS LÄNGD

Skärmad eller armerad kabel har en kapacitans mellan ledarna och skärmen, vilken ökar i direkt proportion till kabelns längd. Denna kapacitans är av storleksordningen 200pF per meter, men varierar något med typen av kabel och dess strömtålighet. Kabellängden påverkar installationen på följande fyra sätt:

a) den kan få AC och servodrifter att lösa ut på överström, när kapacitansen laddas upp och ur. DC …..drifter påverkas inte av denna kapacitans,

b) det skapas mera ledningsburna störningar, vilket försämrar egenskaperna hos EMC AC-nätfiltret, …..eftersom detta kan mättas (”överbelastas”). Att installationen av Eurothern Drives´ enheter …..klarar de hårda gränsvärdeskraven garanteras endast om kabeln är kortare än en viss maximi-…..längd, vilken anges i produktmanualen. Ett typiskt värde för denna längd är 50 m, men den kan …..ibland göras längre.

c) den kan få jordfelsbrytare att lösa ut genom ökade högfrekventa jordströmmar,

d) den ökar temperaturen i EMC AC-nätfiltret, beroende på att detta kan mättas av den ökande mängden högfrekventa störströmmar. Eurotherm Drives kan endast garantera att temperaturhöjningen i filtret hålles inom specifikationen, upp till en viss maximi-längd på kabeln. Typiskt är denna längd 150m för skärmade kablar, men den är kortare för de mindre filterna.

Tabell 3.3 visar maximal kabelkapacitans (mätt mellan en av kabelns parter och övriga parter kopplade till skärmen) som kan anslutas direkt till Eurotherm Drives AC drivmoduler utan AC-nätfilter eller andra enheter, och motsvarande typiskt värde för längden på en enda kabel. Om oskärmad kabel används, kan kabellängden fördubblas, men ledningsburna och utsrålade störningar kommer i detta fall att kraftigt försämras.


Typisk maximal längd på motorkabeln utan droslar/EMC filter för frekvensomriktare


Genom att koppla in drosslar i serie med motorkablarna, kan man med bibehållande av EMC egenskaperna, öka kabellängden, miska temperaturhöjningen i filtret och minska riskerna för oavsiktlig utlösning av säkerhetskretsarna. I installationer där mer än en motor anslutes till en enda drivmodul, kan den totala längden skärmad kabel miskas, genom att en kabel dras ut till en lämpligt placerad förgreningspunkt, dit kablarna från de anslutna motorerna dras. Kontrollera att kabelskärmen inte bryts någonstans. Om kabeln måste brytas för att koppla in drosslar eller utgångsfilter, måste kabelskärmen byglas över dessa ställen, med så kort ledare som möjligt Tabell 3.4
visar rekommenderade linjedrosslar som kan användas vid långa kabellöp, kablar kopplade i parallell, eller då ACnätfilter för störningsundertryckning används tillsammans med kablar över 150 m längd



Den bästa metoden för att väsentligt kunna öka längden på kablar med bibehållna EMC krav och låg uppvärmning av filterna, vid installationer med frekvensomvandlare, är att använda utgångsfilter. Dessa filter medför också att livslängden på motorn ökar, genom att minska höga späningsderivator (dV/dt) och påkänningarna pga högatransienter som motorns lindningar utsätts för. Filterna kommer att begränsa påkänningarna till de gränser som krävs enligt standarden VDE 0530. Dessa filter skall anslutas så nära frekvensomriktaren som möjligt. Kontakta Eurotherm Drives för val av lämpliga drosslar.


REDUCERING AV ÖVERTONER PÅ NÄTET

Strömmen som dras från nätet av standard AC och DC drifter är inte sinusformig, och dess form kan lösas upp igrundton (50/60Hz) och harmoniska övertoner. Eftersom strömmens halvperioder är symmetriska, kommer inga jämna övertoner att alstras. Dessutom kommer vid trefasig matning, inga övertoner med multipliciteten 3 att genereras.
Den sammantagna effekten av dessa övertoner kommer att medföra en uppvärmning av AC nätets delar. Ytterligare en konsekvens av dessa harmoniska strömmar, är att de via nätets olika impedanser, kommer att ge upphov till spänningsfall, vilka uppträder som spänningsövertoner på det lokala nätet. Om nätets impedans är liten (styvt nät) kommer de harmoniska spänningarna att bli låga, men om nätets impedans för höga frekvenser är stor (vekt nät) kommer på motsvarande sätt, spänningarna att bli höga. Dessa spänningar kan ha en besvärande effekt på annan utrustning som är ansluten till samma nät. En lokalt placerad distributionstransformator kommer att absorbera dessa övertoner, och därmed hindra dem att spridas vidare till högspänningsnätet.
För AC och DC drifter, kommer storleken på de harmoniska övertonerna att bero på motorlasten. För ett flertal motordrifter kan mängden harmoniska övertoner beräknas, om nätets impedans är känd, liksom motorns och lastens egenskaper. När det gäller DC drifter kommer däremot fasläget hos övertonerna att bli beroende av motorns varvtal och det är av detta skäl inte alltid möjligt att beräkna nettoeffekten av övertonerna, såvida inte motorns parametrar och varvtal är väl kända. Matas från en separat transformator, med en hög läckinduktans. Denna induktans har för övertonerna en högimpedans och kommer därigenom att isolera drivenheten från nätet. Dessutom kommer induktansen att lagra energin i strömpulserna och sprida denna över halvperioden på ett sådant sätt att dess flanker rundas av, vilket i sin tur medför att amplituden på de alstrade övertonerna minskas. Drosslarna kan värmas upp av övertonerna.

 

 

LAYOUT

Avståndet mellan störkällan och det störda objektet är av mycket stor betydelse då det gäller utstrålade störningar. Det elektromagnetiska (störnings) fält som alstras av och omger en drivutrustning avtar snabbt med avståndet till kablar och apparatskåp. Det bör påpekas att det utstrålade fältet från enheter som uppfyller EMC kraven, mäts på ett avstånd av åtminstone 10m från utrustningen, över frekvensområdet 30 till 1000MHz (så som föreskrives i EN55011, vilken refereras till i den generiska och produktstandarden). All utrustning som placeras närmare
drivutrustningen än dessa 10 m, kommer att utsättas för fält av mycket större storlek, speciellt om man kommer mycket nära denna. Ingen utrustning som är känd för att vara känslig för magnetiska eller elektriska störfält, bör placeras inom 0.25 m från följande utrustningsdelar;

a) drivmodulen

b) EMC nät- eller utgångsfilter

c) Ingångs- eller utgångsdrosslar eller transformatorer

d) kabeln mellan motor och drivmodul (även om denna är skärmad/armerad)

e) yttre dynamiskt bromsmotstånd och dess kabel till drivenheten (även om denna är …..skärmad/armerad)

f) AC/DC motorer med kolborstar (beroende på kommuteringen)

g) anslutningar till DC-länken (även om denna är skärmad/armerad)

h) reläer och kontaktorer (även om dessa är avstörda)

Ett ofta iakttaget problem är kopplingen mellan elektriskt ”brusande” kablar och sådana som är känsliga. Denna koppling kan motverkas, genom att separera kablarna med ca 0.25 m om de löper parallellt och genom att undvika parallell förläggning. Om man måste dra kablar parallellt under längre sträckor (>10meter), bör man öka avståndet i proportion till sträckans längd, t.ex. bör avståndet vid 50 m längd vara (50/10)×0.25m = 1.25 m.
Dessutom kan kopplingen mellan två korsande kablar minskas om de korsar varandra i 90° vinkel. Därför skall känsliga kablar korsa kablarna till; motorn, dc-länken och dynamiskt bromsmotstånd, i en vinkel av 90°, och de skall aldrig förläggas parallellt någon längre sträcka.
Drag aldrig kabeln till motorn eller DC-länken i samma kabelknippe som kablar för; signal, kontroll eller återföring, även om dessa är skärmade.

Anmärkning: Erfarenhetsmässigt är följande utrustningar känslig för störningar och försiktighet måste iakttas vid installationen:

a) alla signalomvandlare som ger en utsignal med låg nivå (<1 volt) t.ex. lastceller, …..trådtöjningsgivare,
termoelement, piezoelektriska givare, anometrar eller LVDT

b) AM-radioapparater (endast lång och mellanvåg)

c) Videokameror och TV apparater

d) Persondatorer

e) Kapacitiva givare, t.ex. gränslägesgivare eller nivågivare.

f) Kommunikationssystem som arbetar på nätkablarna


Avsnitt 4

INSTALLATION AV MODULER I APPARATSKÅP


Detta avsnitt behandlar de enheter som är gjorda för att monteras inne i ett apparatskåp och kopplade till likartade enheter, dvs enheter som inte är väggmonterade.
Avsnittet avser att ge installatören sådana kunskaper att han:
• säkert kan avgöra vem som är ansvarig för CE märkningen och att utrustningen är i …överensstämmelse med EMC direktivet
• försäkrar sig om att kravet på filtrering är uppfyllt och utfört på korrekt sätt.
• försäkrar sig om att kablar mellan filter och drivutrustning är så korta som möjligt
• skärmar kabeln mellan drivutrustningen och motorn och korrekt, jordar denna i bägge ändar.
• strikt tillämpar principen om stjärnjordning.
• monterar all känslig utrustning och kablar åtminstone 0.25m från drivutrustningen och dess …kablar.
• skiljer elektriskt sett, kablar med störningar, från kablar utan störningar.


ANSVAR FÖR CE- MÄRKNING I EMC AVSEENDE

Enligt SFS 1992:1512 (ref.3), upphöjdes EMC direktivet till svensk lag. Kravet på CE-märkning, avseende EMC, är endast tillämpbart på utrustning med för slutanvändaren en komplett, eller egen funktion och som placeras på marknaden (säljs). De flesta drivmoduler eller system som säljs av Eurotherm Drives kommer att byggas in i större system av utrustning(ar), vilka (åtminstone) omfattar; en motor, kabel och den styrda lasten, innan en komplett- eller egenfunktion erhålles. Som sådana kommer därför den övervägande delen av Eurotherm Drives produkter att klassas som komponenter (CEMEP´s kravområde 2) och det är av detta skäl, inte korrekt av Eurotherm Drives att
CE-märka produkten, eller att utfärda en EU försäkran om överensstämmelse avseende EMC. Det är tillverkaren /leverantören/installatören, av den givna utrustningen (med komplett- eller egenfunktion för slutanvändaren) som ytterst måste påvisa överensstämmelse med EMC direktivet.
Emellertid finns det ett fåtal tillämpningar, där en enda drivutrustning kan innebära en komplett funktion för slutanvändaren. Ett exempel är när en tilläggsfunktion installeras, till en redan fungerande motor med fixt varvtal (t.ex. en fläkt ellr pump), där varvtalet nu kan ändras med hjälp av den tillkopplade drivmodulen (CEMEP´s anv. omr. 1). I dessa fall CE-märker Eurotherm Drives drivmodulen och utfärdar en tillverkardeklaration i varje produktmanual, avseende uppfyllandet av EMC kraven. Eftersom giltigheten av CE märkningen i detta fall inte säkert kan avgöras, då den ifrågavarande produkten tillverkas, sätts CE-märket i produktens manual och inte på produktens typskylt. Sedan 1997, när CE-märkningen avseende lågspänningsdirektivet var tvingande, Cemärket är placerad på typskylten, men dess giltighet för EMC kraven kan endast avgöras med hjälp av produkthandboken.

För att vägleda tillverkare/leverantörer/installatörer av denna typ av utrustning, kan nämnas att, Eurotherms drivmoduler uppfyller EMC kraven enligt generisk utstrålning ( EN50081) och immunitet ( EN50082), standarder, när de utrustats med korrekt filter och installerats enligt dessa anvisningar. Detta kommer att bekräftas av EMC tillverkardeklaration inuti varje produktmanual. Tillverkaren/leverantören/installatören av aktuella utrustningar (CEMEP anv. omr. 3 och 4) kan använda denna försäkran som grund för sin egen bedömning av uppfyllandet av kraven i EMC direktivet.
Innan installationen påbörjas måste det vara helt klarlagt av kunden, vem som har det juridiska ansvaret för Ce-märkning och att installationen sker så att kraven i EMC direktivet uppfylles. Missbruk av CE-märkningen är ett straffbelagt brott.

Om man tillämpar de generiska standarderna, är gränsvärdena för utstrålning i miljöerna ‘hushåll, kontor och lätt industri’ (klass B) hårdare än de som gäller för miljön ‘industri’, därför uppfyller utrustningar som klarar kraven enligt EN50081-1(1992) (ref 4) automatiskt kraven enligt EN50081-2(1994) (ref 5). Det omvända förhållandet gäller för gränsvärdena för immunitet. I miljön ‘industri’ är kraven hårdare än i miljöerna ‘hushåll, kontor och lätt industri’, och utrustningar som uppfyller kraven i prEN50082-2(1992) (ref 7) uppfyller automatiskt kraven i
EN50082-1 (1992) (ref 6).

Fler och fler produktspecifika standarder blir godkända, med mindre betungande EMC krav, än de som finns i de grundläggande eller generiska standarderna. När den produktspecifika standarden (EN 61800-3) vunnit laga kraft, kommer filter endast att vara obligatoriska vid installationer ‘hushålls och kontors’ EMC-miljön (ifall detta är den mest relevanta standarden som produkten skall vara i enlighet med). De sk. ”EMC competent bodies” som finns för bedömningen av uppfyllandet av EMC kraven, tillämpar redan i dag den preliminära standarden (draft), då bedömningen sker enligt den metod där den tekniska konstruktionsdokumentationen används.

Följande CEMEP´s rekommendationer, måste varje kraftdrivsystem uppfylla EMC kraven enligt den produktspecifika standarden för drivsystem, eller de generiska standarderna. Ett givet kraftdrivsystem omfattar en enda drivmodul, vilken kan driva mer än en motor. Ett apparatskåp som innehåller ‘n’ antal drivmoduler omfattar ‘n’ antal kraftdrivsystem. Om man tillämpar produktstandarden för drivenheter, avseende EMC, EN61800-3, kommer filter endast att vara obligatoriska i miljön ‘hushåll’. Noteras bör dock att genom att tillämpa andra standarder, kan det räcka med ett enda filter till varje apparatskåp.

Det är viktigt att kunden identifierar vilka EMC standarder som är tillämpliga för slutprodukten/systemet, och i vilken EMC miljö denna kommer att användas, så att omfattande extra kostnader för uppfyllandet kan undvikas. Man bör ha i åtanke att att när två eller flera enheter, vilka var för sig uppfyller kraven, sätts samman till ett färdigt system, så kommer kanske inte det sammansatta systemet att uppfylla kraven. Den störande strålningen från systemets delkomponenter kommer i allmänhet att adderas till ett högre värde, medan tåligheten eller immuniteten förblir konstant

4.3 VAL AV FILTER

Detta har redan behandlats i avsnitt 3.3. De flesta apparatskåp kommer att betraktas som komponenter. Om man
följer CEMEP´s rekommendationer, och ett filter krävs, så måste ett filter kopplas till varje drivenhet (dvs.ett till
varje drivmodul). Andra standarder kan tänkas användas för ett skåp, medgivande att endast ett filter används

4.4 INSTALLATION AV FILTER

Installation av filter behandlades i avsnitt 3.4. De enheter som levereras för montage i apparatskåp saknar kopplingsbox med förskruvningar och därför finns inte heller någon ledande kabelkanal för förläggning av kabeln mellan drivmodulen och filtret. Denna kabel måste separeras från övriga kablar och göras så kort som möjligt. Den bästa montageplatsen för filtret är på montageplåten, där även drivmodulen skruvas fast. Bästa HF-förbindning mellan drivmodul och filter, erhålles genom att noga skrapa av all färg eller isolering kring filtrets och drivmodulens fästhål, samt i motsvarande lägen på montageplåten. Korrosionsskydda med något lämpligt medel. För att filtret skall ha avsedd inverkan på EMC, måste skärmen/armeringen av motorkabeln anslutas elektriskt till filtrets chassie och drivenhetens skyddsjordsanslutning. Denna anslutning måste hålla en låg impedans för högfrekvens, vilket erhålles genom att använda montageplåten. Som skyddsjordsledare till filtret användes bäst en kabelfläta med stor area (beroende på yteffekten).( Anmärkning: Endast en ledare för skyddsjord är tillåten vid varje anslutningsklämma.)

 

 


 

Om ett filter skall användas för hela skåpet, skall detta monteras så nära inkommande matning som möjligt

VARNING 1


Filter för AC-nätmatning är endast gjorda för direktjordade system (dvs jordrefererade nätsystem). Vid installationer hos vissa kunder är.nätet inte direktjordat. EurothermDrives´AC-nätfilter får inte användas i sådana fall.

VARNING 2

 

Filter för AC-nätmatning innehåller kondensatorer, fas till fas, resp. fas till jord. Kondensatorerna är försedda med urladdningsmotstånd, men filtret och kablarna får inte vidröras under en minut efter att spänningen har brutits.

VARNING 3


 

Filter för AC-nätmatning får endast installeras med permanent jord ansluten. Permanent jordning kan åstadkommas dels genom
a) att använda en skyddsledare av koppar, med en area av minst 10mm2 eller
b) genom att använda en andra ledare, parallellt med den första, till en separat jordanslutning.
Varje sådan ledare skall i sig själv, uppfylla kraven på enskyddsjordsledare.

VARNING 4

 

Eurotherm Drives rekommenderar inte att jordfelsbrytare används. Special jordfelsbrytare (typ B enligt andra tillägget i IEC 755) måste användas, beroende på att jordledaren för en AC eller DC läckström. Alla laster som kräver skydd av jordfelsbrytare kan utlösas oavsiktligen.

VARNING 5

Eurotherm Drives kan endast garantera att uppvärmningen av EMC AC-nätfilterna är inom tillåtna gränser, upp till en switchfrekvens av 6 kHz, och en maximal kabellängd på 150m.



4.5 SKÄRMNING

Följer man CEMEP´s rekommendationer (ref 1), så måste varje enskild drivenhet eller system uppfylla den produktspecifika EMC standarden (ref 2), eller den generiska (ref 4-7). Varje delsystem måste därför testas individuellt, dvs endast en i taget, av drivenheterna i skåpet, spänningssätts och mätes. Alla Eurotherm Drives produkter kan fås att uppfylla de mest krävande kraven på låg utstrålning i EN55011 (1991) klass B. Detta sker enklast genom att montera dem inne i ett apparatskåp, med minst 10dB dämpning för utstrålade signaler med frekvenser mellan 30 och 100MHz (denna dämpning erhålles i de flesta standardskåp i metall). Dessutom bör alla signal och kontrollkablar utanför apparatskåpet skärmas. Skärmar man dessa kablar, så skall de jordanslutas vid intaget i apparatskåpet, med användade av U-klämmor, för att förbättra anslutningen runtom skärmen. De flesta av Eurotherm Drives produkter klarar kraven för klass A utrustning, utan skärmning av signal och kontrollkablar. För mera information om skärmning av högfrekvens (HF), se avsnitt 7.2, där även försämringen i dämpning pga öppningar i plåten behandlas. Inne i apparatskåpet är de utstrålade magnetiska och elektriska fälten höga, beroende på närheten till källan och alla komponenter som monteras i skåpet måste ha en motsvarande hög tålighet (immunitet) för störningar. Observera att enligt EN55011 mäter man utstrålningen i frekvensområdet 30MHz till 1GHz, i fjärrfältet, vanligtvis på ett avstånd av 10m till 30m. Inga gränser finns angivna för frekvenser under 30MHz, eller på kortare avstånd. Utstrålningen från de olika komponenterna adderar sig i allmänhet. Kabelns skärm, eller armering, måste anslutas till jord i bägge ändar, genom att ansluta den till motorns hölje och till drivmodulen, med anslutningar som gör kontakt runt hela skärmen/armeringen, 360° kontakt. Det bästa sättet att göra detta är att använda förskruvningar i metall, i de kabelöppningar som finns i motorns och drivmodulens kopplingbox. Om förbindningen mellan skärm och jord görs med 360° kontakt, kommer skärmningseffektiviteten att öka med 75%, jämfört med om anslutningarna görs till vanliga skruvanslutningar. (Anmärkning: Kopplingsboxarna på vissa motorer och kabelförskruvningar är gjorda av plast. Om detta är fallet, måste kabelskärmen anslutas till chassiet). Ofta ansluts skärmarna till en skena för kraftkablarnas skärmar, vid ingången till apparatskåpet. Anslutningen av skärmarna bör göras med U-klämmor för att erhålla god 360 graders kontakt med skärmen. För att filtret skall ha avsedd EMC-verkan, måste skärmen/armeringen på kabeln till motorn vara kopplad till filtrets kåpa och drivmodulens skyddsjord. Denna förbindning måste vara lågimpediv för högfrekvens och ledaren kan vara montageplåten. Skyddsjordning av filtret och drivmodulen utförs bäst med en kopparfläta med stor area (beroende på yteffekten).Skärmen måste hållas obruten längs med hela kabeln. Om det är nödvändigt att bryta den för att koppla in kontaktorer, säkringar, drosslar, etc. så måste skärmen bryggas över dessa ställen med så kort kabel som möjligt. Tänk på att i installationer i viss farlig miljö, det inte är tillåtet att jorda skärmen i bägge ändar. I detta fall kan den flytande änden jordas med en kondensator på 1μF, 50VAC. Om inte skärmad kabel finns förhanden, förlägg oskärmad kabel i ett ledande, pansar-rör, vilket då kommer att verka som skärm. Ett sådant rör måste vara elektriskt sett obrutet, med direkt kontakt till drivmodulen och motorns kåpa.
För att säkerställa riktig funktion på drivenheten, måste vissa kontroll och signalkablar skärmas och jordanslutas ända framme vid själva drivmodulen, så som beskrivits tidigare i avsnitt 3.5 (se även produktmanualerna för identifiering av dessa).



4.6 LAYOUT

Vänligen se avsnitt 3.8 där korrekt förläggning beskrivs, liksom separationen av olika kablar. Viktigt att komma
ihåg i ett apparatskåp, är att noga separera elektriskt störande från ostörda kablar, och att inte sådana förläggs
parallellt i samma kanal. Lägg filtrerade och ofiltrerade kablar för AC-matning i separata kanaler inne i skåpet

4.7 JORD I APPARATSKÅP


Jordning i apparatskåp regleras i EN60204. Förutom denna måste man också vara noga med att jorda de olika
modulerna inne i skåpet, på ett sådant sätt, att störningar som flyter i jordledaren från en modul, inte kopplas vidare
till nästa. Principen om stjärnjordning rekommenderas starkt, vilket skiljer störande från ostörda jordar. Fem olika
sorters jord kan särskiljas:
i) ostörd jordskena, isolerad från skåpets metalldelar (denna jord kan ytterligare delas in i analog och digital jord)
ii) störd jordskena för störningsbemängda jordar, isolerad från skåpets metalldelar,
iii) jorden för skåpets metalldelar,
iv) jord för kraftkablarnas skärmar, isolerad från skåpets metalldelar (endast för kabelskärmar som inte går direkt
till drivmodulerna)
v) signal- eller kontrollkablarnas skärmar, isolerade från skåpets metalldelar (endast för de kablar som inte går
direkt till drivenheterna)
I vissa installationer kan några av de uppräknade jordarna slås samman.
Standardmässigt kopplas dessa jordar samman i endast en punkt (vilken kallas stjärnpunkten), med kraftiga kablar,
för att göra impedansen för RF låg. Till stjärnpunkten ansluts sedan den inkommande (referens) jorden till systemet.
I vissa fall kan i) vara en helt separat införd jord.
Skärmarna på kablarna skall anslutas med U-klämmor för att få god, 360 graders, kontakt med skärmen.
Den ostörda jordskenan används som 0-volt referens för alla signal- och kontrollkablar. Skenan kan delas upp i
analog och digital jordskena, individuellt anslutna till stjärnpunkten. Den digitala jordskenan är även referensnolla
för 24V kontrollsignaler. Den störda jordskenan används för alla kraft-jordar (dvs skyddsjordsanslutningar). Skenan
för skåpets metalldelar används för alla skåpets paneler, dörrar och montageplåt. Den användes också som referens
för de 230V styrsignaler som kan finnas, samt som anslutningspunkt för transformatorns elektrostatiska skärm.
Jorden för krafkablarnas skärmar används endast för de skärmar som inte måste dras direkt till drivmodulen (t.ex
motorkablar, kablar till dynamiskt bromsmotstånd, se även produktens instruktionsmanual för identifiering av
kablar). På samma sätt används jorden för signal/kontrollkablarnas skärmar, endast för de kablar som inte måste
dras direkt till drivmodulen. Störningar kommer att finnas på skärmarna till de inkommande kablarna, och dessa
störningar måste avledas till jord så snart som möjligt, för att inte spridas till resten av apparatskåpet. Av detta skäl,
måste skenorna för kraft och signalkablarnas skärmar, placeras så nära intaget som möjligt. Bild 4.3 visar den
principiella uppbyggnaden av jordsystemet vid flera enheter.
Eftersom AC-nätfiltret har en kapacitans till jord, kommer många jordfelsbrytare att lösa ut vid spänningstillslag.
Se avsnitt 3.4 för mera information om val av jordfelsbrytare.


källa: Eurotherm Drivteknik - EMC

 

 

 
 

Copyright © Drivteknik.nu 2007-2018. All rights reserved