teknisk veiledning nr. 3 - installasjon og …...teknisk veiledning nr. 3 | installasjon og konfi...
Post on 11-Jan-2020
7 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Teknisk veiledning nr. 3 Installasjon og konfigurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene
ABB frekvensomformere
2 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 3
© Copyright 2011 ABB. Alle rettigheter forbeholdt.
Spesifikasjoner kan endres uten varsel.
3AUA0000109889 REV D NO 26.10.2011
Teknisk veiledning nr. 3Installasjon og konfigurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene
4 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 5
Innhold
Kapittel 1 - Innledning ...............................................................................7
Generelt .............................................................................................7 Hensikten med denne veiledningen .....................................................7Direktiver som gjelder for frekvensomformere .......................................7Hvem er produsenten? .......................................................................7Produsentens ansvar ..........................................................................7OEM som produsent ...........................................................................8Tavlebygger eller systemintegrator som produsent ...............................8Definisjoner ........................................................................................8Praktiske eksempler og løsninger ........................................................8Jordingsprinsipper ..............................................................................9Produktspesifikke manualer ................................................................9
Kapittel 2 - Definisjoner ...........................................................................10
Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) ..............................................10Immunitet .........................................................................................10Emisjon ............................................................................................10Frekvensomformersystem (PDS) ........................................................11Typer av utstyr ..................................................................................12Komponenter eller enheter beregnet for innbygging i andre apparater, utført av sluttbruker ..........................................................................12Komponenter eller enheter beregnet for innbygging i et apparat av andre produsenter eller montører ..................................................12Ferdig apparat ..................................................................................13Komplett apparat beregnet for sluttbrukere ........................................13Ferdig apparat beregnet for annen produsent eller montører ...............13Systemer (kombinasjoner av ferdige apparater) ..................................14Apparat............................................................................................14Fast installasjon ................................................................................14Utstyr...............................................................................................14CE-merking for EMC .........................................................................14Installasjonsmiljøer ...........................................................................15Miljø 1 ..............................................................................................15Miljø 2 ..............................................................................................16EMC utslippsgrenser ........................................................................16
PDS i kategori C1 ........................................................................16PDS i kategori C2 ........................................................................16PDS i kategori C3 ........................................................................16PDS i kategori C4 ........................................................................17
Kapittel 3 - EMC-løsninger ......................................................................19
Generelt ...........................................................................................19Løsninger for EMC-kompatibilitet ......................................................19Emisjon ............................................................................................19
6 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
Ledningsbundne utslipp ....................................................................19Utstrålte utslipp ................................................................................20
Kapsling ....................................................................................20 Kabling og kabellegging .............................................................20 Installasjon ................................................................................21
”Ren” og ”skitten” side......................................................................21RFI-filtrering .....................................................................................22Valg av RFI-filter ...............................................................................23Installasjon av RFI-filter .....................................................................23Valg av en sekundær kapsling ...........................................................23Huller i kapslinger .............................................................................24360° HF-jording ................................................................................25HF-jording med kabelnipler ...............................................................25HF-jording med ledende mansjett ......................................................26360° jording på motorsiden ...............................................................27Ledende pakninger på styrekabler .....................................................28Dekking av skjermen med ledende tape .............................................28Installasjon av tilbehør ......................................................................29Intern kabling ...................................................................................29Styrekabler .......................................................................................31Kraftkabler .......................................................................................32Overføringsimpedans ........................................................................33Bruk av ferrittringer ...........................................................................33
Kapittel 4 - Praktiske eksempler ..............................................................35
Enkel installasjon ..............................................................................35Typisk installasjon .............................................................................35Eksempel på by-pass-system <100 kVA ............................................36Typisk eksempel på 12-puls frekvensomformer ..................................37Eksempel på EMC-plan ....................................................................39
Kapittel 5 - Bibliografi ..............................................................................41
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7
Kapittel 1 - Innledning
Generelt
Denne veiledningen er beregnet for de som designer og instal-lerer, når de skal sikre samsvar med kravene i EMC-direktivet ved installasjon av frekvensomformere
Hensikten med denne veiledningen
Hensikten med denne veiledningen er å veilede utstyrsprodu-senter (OEM´s), systemintegratører og tavlebyggere (montører) med å designe og/eller installere frekvensomformerprodukter og andre komponenter i deres egne installasjoner og systemer. Andre komponenter omfatter kontaktorer, brytere, sikringer, etc. Ved å følge disse instruksjonene er det mulig å oppfylle EMC-kravene og man kan CE-merke utstyret.
Direktiver som gjelder frekvensomformere
Det er tre direktiver som vedrører frekvensomformere. Disse er Maskindirektivet, Lavspenningsdirektivet og EMC-direktivet. Kravene og prinsippene i direktivene og bruk av CE-merking er beskrevet i teknisk veiledning nr. 2 ”EU Counsil Directives and Adjustable speed electric power systems ”. Dette dokumentet tar kun for seg EMC-direktivet.
Hvem er produsenten?
Ifølge EMC-direktivet (2004/108/EC) er definisjonen av en produ-sent som følger: ”Dette er personen som er ansvarlig for design og konstruksjon av et apparat som omfattes av Direktivet med sikte på å bruke det innen EØS-området. Enhver som betydelig modifiserer et apparat og som dermed blir et ”som nytt”-apparat, med sikte på å plassere det i EØS-markedet, er også pr. defini-sjon ”produsent”.
Produsentens ansvar
Ifølge EMC-direktivet er produsenten ansvarlig for å feste CE-merke på hver enhet. Likeledes er produsenten ansvarlig for å skrive og vedlikeholde teknisk dokumentasjon (TD).
8 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
OEM som produsent
Det er velkjent at OEM´s selger utstyr og bruker sine egne vare-merker eller merkeetiketter. Å endre på varemerket, merkeetiket-ten eller typemerke er et eksempel på modifisering som fører til ”som nytt”-utstyr.
Frekvensomformere som er solgt som OEM-produkter skal be-traktes som komponenter (komplett frekvensomformermodul (CDM) eller basis frekvensomformermodul (BDM)). Apparat er en enhet og inkluderer all dokumentasjon (håndbøker) som er beregnet på sluttkunden. Derfor har OEM-kunden det endelige ansvar når det gjelder utstyrets EMC, og vedkommende skal utstede en samsvarserklæring og teknisk dokumentasjon for utstyret.
Tavlebygger eller systemintegrator som produsent
Ifølge EMC-direktivet er et system definert som en kombinasjon av flere typer utstyr, ferdige produkter, og/eller komponenter som er kombinert, designet og/eller satt sammen av samme person (systemprodusent) og beregnet på å bli distribuert i markedet som en enkelt funksjonsenhet og beregnet på å bli installert og brukt sammen for å utføre en bestemt oppgave.
En tavlebygger eller systemintegrator påtar seg typisk slik type arbeid. Derfor har tavlebyggeren eller systemintegratoren ene-ansvar for det som angår EMC til systemet. Vedkommende kan overføre dette ansvaret til en leverandør.
For å hjelpe tavlebyggeren/systemintegratoren tilbyr ABB installa-sjonsveiledninger som er knyttet til hvert produkt, samt generelle EMC-veiledninger (dette dokumentet).
Definisjoner
EMC-produktstandard for frekvensomformersystemer, EN 61800-3 (eller IEC 61800-3) er hovedstandarden for frekvens-omformere. Betingelsene og definisjonene som er definert i standarden er også brukt i denne veiledningen.
Praktiske installasjoner og systemer
Denne veiledningen gir praktiske EMC-eksempler og løsninger som ikke er beskrevet i produktspesifikke håndbøker.
Innledning
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 9
Jordingsprinsipper
Jordings- og kablingsprinsipper for frekvensomformere er be-skrevet i håndboken ”Grounding and cabling of the drive system”, kode 3AFY61201998. Den inneholder også en kort beskrivelse av fenomenet interferens.
Produktspesifikke håndbøker
I de produktspesifikke håndbøkene finner du detaljert informa-sjon om installasjon og bruk av produkter, kabeldimensjoner osv. Denne veiledningen er beregnet på å brukes sammen med produktspesifikke håndbøker.
Innledning
10 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
Forstyrrelsesnivå
Frittstående variabel, f.eks. frekvens
Immunitetsnivå
Immunitets-grense
Emisjons-grense
Emisjonsnivå
Kompatibili-tetsmargin
Kapittel 2 - Definisjoner
Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) til PDS (PDS er kort for frekvensomformersystemer)
EMC står for ElectroMagnetic Compatibility (elektromagnetisk kompatibilitet). Det beskriver elektrisk/elektronisk utstyrs evne til å fungere uten problemer i et elektromagnetisk miljø. Likele-des må ikke utstyret forstyrre noe annet produkt eller system i nærheten. Dette er et lovmessig krav for alt utstyr som tas i bruk innenfor European Economic Area (EØS). Betingelsene som brukes til å definere kompatibilitet vises i figur 2-1.
.Figur 2-1 Immunitet og emisjonskompatibilitet.
Da frekvensomformere er beskrevet som en kilde til interferens, er det naturlig at alle deler som er i elektrisk eller luftbåren for-bindelse innenfor frekvensomformersystemet (PDS) er en del av EMC-samsvaret. Her gjelder prinsippet om at et system er så svakt som det svakeste punktet.
Immunitet
Elektrisk utstyr skal være immunt overfor høyfrekvente og lavfrekvente fenomener. Høyfrekvente fenomener omfatter elektrostatisk utlading (ESD), hurtig transient brudd, utstrålt elektromagnetisk felt, ledningsbåren radiofrekvensforstyrrelse og elektriske overspenninger. Typisk lavfrekvens-fenomener er harmoniske spenninger, hakking og ubalanse.
Emisjon
Kilden til høyfrekvens utslipp fra frekvensomformere er den raske svitsjingen i kraftkomponenter som IGBT´er og styreelektronikk. Disse høyfrekvente utslippene kan spre seg i ledere og som stråling.
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 11
Installasjon eller del av en installasjon
Frekvensomformersystem (PDS)
Basis frekvensomfor-mermodul, styring, om-former og beskyttelse
Mateseksjon, hjelpeutstyr og annet
Motor og
sensorer Drevet utstyr
Komplett frekvensomformer-modul CDM
Systemstyring og sekvenskontroll
Frekvensomformersystem
Delene i et frekvensomformersystem som er en del av en instal-lasjon er beskrevet i EMC produktstandard EN 61800-3. En frekvensomformer kan betraktes som en basis frekvensomfor-mermodul (BDM) eller komplett frekvensomformermodul (CDM) ifølge standarden.
Det anbefales at personell som er ansvarlig for design og instal-lasjon har denne standarden tilgjengelig og er kjent med den. Alle standarder er tilgjengelige fra de nasjonale standardise-ringsorganene.
Systemer som er laget av en OEM eller tavlebygger kan bestå i større eller mindre grad av PDS-delene alene, eller det kan være flere PDS´er i en konfigurasjon.
Løsningene som er beskrevet i denne veiledningen brukes innen-for definisjonen av frekvensomformersystemer, men de samme løsningene kan, eller i noen tilfeller skal, utvides til alle instal-lasjoner. Denne veiledningen inneholder prinsipper og praktiske EMC-eksempler som kan anvendes på et komplett system.
Definisjoner
12 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
Typer av utstyr
EMC-direktivet (2004/108/EC) definerer utstyr som ethvert ap-parat eller fast installasjon. Da det er separate bestemmelser for apparater og faste installasjoner, er det viktig at riktig kategori til utstyret (PDM, CDM eller BDM) er bestemt.
I teknisk-kommersielle klassifiseringer brukes ofte følgende ter-minologi: komponenter, enheter, ferdige apparater (dvs. ferdige produkter), en kombinasjon av ferdige apparater (dvs. et system), apparat, faste installasjoner og utstyr.
Det viktigste er om produktet er beregnet for sluttbrukere eller ikke:
– hvis den er beregnet for sluttbrukere, gjelder EMC-direktivet;
– hvis den er beregnet for produsenter eller montører, gjel-der ikke EMC-direktivet.
Komponenter eller enheter som er beregnet for innbygging i et apparat av sluttbrukerne
En produsent kan plassere komponenter eller enheter på mar-kedet, som er:
– for innbygging i et apparat av sluttbrukeren, tilgjengelig for sluttbrukere og som sannsynligvis vil bli brukt av en sluttbruker.
Disse komponentene eller enhetene må betraktes som et appa-rat med tanke på anvendelsen av EMC. Bruksanvisningen som følger med komponenten eller enheten skal inneholde all relevant informasjon, og skal forutsette at justeringer eller koblinger kan utføres av en sluttbruker som ikke er klar over EMC-direktivet.
I et slikt tilfelle betraktes komponenten og apparatet likt. Noen frekvensomformer-produkter faller inn under denne kategorien, f.eks. en frekvensomformer med kapsling og som er solgt som en komplett enhet (CDM) til sluttbrukeren som installerer den i sitt eget system. Alle bestemmelser i EMC-direktivet vil gjelde (CE-merke, samsvarserklæring og teknisk dokumentasjon).
Komponenter eller enheter som er beregnet for innbygging i et apparat av andre produsenter eller montører
Komponenter eller enheter som er beregnet for innbygging i et apparat eller en annen enhet av andre produsenter eller mon-tører blir ikke betraktet som et ”apparat”, og dekkes derfor ikke av EMC-direktivet. Disse komponentene omfatter motstander, kabler, klemmeblokker, etc.
Definisjoner
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 13
Noen frekvensomformer-produkter faller også inn under denne kategorien, f.eks. basis frekvensomformermoduler (BDM). Disse er beregnet på å monteres sammen av en profesjonell montør (f.eks. tavlebygger eller systemintegrator) i et skap som ikke er en del av leveransen fra produsenten av BDM. Ifølge EMC-direktivet er kravet til BDM-leverandøren å gi instrukser for installasjon og bruk.
Merk:Produsenten eller montøren av panelet eller systemet er an-svarlig for CE-merkingen, samsvarserklæring og den tekniske dokumentasjonen.
Komplett apparat
Et komplett apparat er enhver enhet som inneholder elektriske og/eller elektroniske komponenter eller enheter som leverer en funksjon og som har sin egen kapsling. I likhet med komponen-ter kan tolkningen ”ferdig apparat” deles inn i to kategorier: det kan være beregnet for sluttbrukere eller produsenter/montører.
Komplett apparat beregnet for sluttbrukere
Et komplett apparat betraktes som apparat eller enhet i EMC-direktivets betydning hvis det er beregnet for sluttbrukere og må dermed oppfylle alle gjeldende bestemmelser i direktivet.
Frekvensomformer-produkter som faller inn under denne kate-gorien er hele frekvensomformersystemer (PDS) eller komplette frekvensomformermoduler (CDM). I så fall vil alle bestemmelsene i EMC-direktivet gjelde (CE-merke, samsvarserklæring og teknisk dokumentasjon). Produsenten av frekvensomformerproduktet er ansvarlig for CE-merking, samsvarserklæring og teknisk do-kumentasjon.
Ferdig apparat beregnet for produsent eller montør
Når det ferdige apparatet kun er beregnet for industriell bruk og skal monteres i et annet apparat, er det ikke et apparat i EMC-direktivets tolkning og dermed gjelder ikke EMC-direktivet.
Frekvensomformer-produktene som faller inn under denne kate-gorien er basis frekvensomformermoduler (BDM). Tilnærmingen er den samme som for komponenter eller enheter når de er beregnet for montering i et apparat av en annen produsent eller montør. Derfor er produsenten eller montøren av panelet eller systemet ansvarlig for alle handlinger som er knyttet til EMC-direktivet.
Definisjoner
14 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
Systemer (kombinasjon av ferdige apparater)
En kombinasjon av flere ferdige apparater som er kombinert og/eller designet og/eller satt sammen av den samme parten (dvs. systemprodusenten), og som er beregnet for å plasseres på markedet for distribusjon som en enkel funksjonell enhet for en sluttbruker og beregnet på å installeres og drives sammen for å utføre en bestemt oppgave.
Alle bestemmelser i EMC-direktivet, som definert for apparat, gjelder kombinasjonen som helhet. Frekvensomformer-produk-tene som faller inn under denne kategorien er frekvensomfor-mersystemer (PDS). Derfor er produsenten av PDS ansvarlig for alle handlinger knyttet til EMC-direktivet.
Apparat
Apparat (enhet) betyr ethvert ferdig apparat eller kombinasjon av apparater som er gjort kommersielt tilgjengelig som en enkel funksjonell enhet, beregnet for sluttbrukeren, og som er kan generere elektromagnetisk støy eller ha en ytelse som kan bli påvirket av slik støy.
Fast installasjon
En kombinasjon av flere typer apparater, utstyr og/eller kom-ponenter som er sammenmontert, installert og beregnet på å brukes permanent på et forhåndsdefinert sted.
Utstyr
Et hvilket som helst apparat eller fast installasjon
CE-merking for EMC
Komponenter eller enheter som er beregnet for montering i et apparat av sluttbrukerne må ha CE-merke for EMC.
Komponenter eller enheter som er beregnet for montering i et apparat av en produsent eller montør behøver ikke å ha CE-merke for EMC.
Merk: Produktene kan ha CE-merke for andre direktiver enn EMC.
Apparat og systemer må være CE-merket.
Definisjoner
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 15
Mellomspenningsnettverk
Målepunkt for ledningsbundet emisjonMiljø 1
Utstyr PDS
Offentlig lavspenningsnettverk Industrielt lavspenningsnett
Målepunkt Miljø 2
Faste installasjoner må oppfylle ulike deler i direktivene, men behøver ikke å være CE-merket.
Figur 2-2 CE-merket.
Installasjonsmiljøer
PDS-ene kan kobles enten til industrielle eller offentlige kraft-distribusjonsnettverk. Miljøklassen avhenger av måten PDS-en er koblet til strømforsyningen på. Miljøklassene er definert som ” 1st Environment” (heretter kalt ”Miljø ”1) og ” 2nd Environment ” (heretter kalt ”Miljø 2”) iht. EN61800-3 standarden.
Miljø 1
”Miljø 1” omfatter privatboliger. Det omfatter også installasjoner direkte koblet uten transformatorer til et lavspennings strøm-forsyningsnettverk som forsyner bygninger som brukes som privatboliger.
Figur 2-3 Illustrasjon av miljøklasser.
Definisjoner
16 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
Miljø 2
”Miljø 2” omfatter alle andre installasjoner enn de som er direkte koblet til et lavspennings strømforsyningsnettverk som forsyner bygninger som brukes som privatboliger.
EMC utslippsgrenser
Produktstandarden EN 61800-3 deler PDS´er inn i fire kategorier iht. tiltenkt bruk. I Europa tar standarden presedens foran alle generiske eller produkt EMC-standarder som har vært relevante tidligere. Grenser for bestemte forhold kan velges ved hjelp av flytskjemaet i figur 2-5.
PDS i kategori C1
En PDS (eller CDM) med lavere merkespenning enn 1000 V og beregnet for bruk i Miljø 1. En PDS (eller CDM) solgt ”som bygd” til sluttbrukeren.
PDS-produsenten er ansvarlig for EMC-atferden til PDS´en un-der bestemte forhold. Ekstra EMC-tiltak er beskrevet på en lett forståelig måte, og kan implementeres av en lekmann.
Når PDS/CDM skal integreres sammen med et annet produkt, er den resulterende EMC-atferden til dette produktet ansvaret til montøren av sluttproduktet ved at produsentens anbefalinger og retningslinjer blir fulgt.
PDS i kategori C2
Et PDS (eller CDM/BDM) med lavere merkespenning enn 1000 V, som verken er en ”plug in” enhet eller en flyttbar enhet og som er beregnet på å installeres og igangsettes av fagfolk. Et PDS (eller CDM/BDM) som er solgt for å monteres i et apparat, system eller en installasjon.
Når en PDS/CDM/BDM skal monteres sammen med et annet produkt, er den resulterende EMC-atferden til dette produktet ansvaret til den som monterer sluttproduktet.
PDS i kategori C3
Et PDS (eller CDM/BDM) med lavere merkespenning enn 1000 V, beregnet for bruk i Miljø 2. Et PDS (eller CDM/BDM) som er solgt ”som bygd” til sluttbrukeren eller for å monteres i et apparat, system eller en installasjon.
PDS-produsenten er ansvarlig for EMC-atferden til PDS´en un-der bestemte forhold. Ekstra EMC-tiltak er beskrevet på en lett forståelig måte, og kan implementeres av en lekmann.
Definisjoner
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 17
Når PDS/CDM skal monteres sammen med et annet produkt, er den resulterende EMC-atferden til dette produktet ansvaret til montøren av sluttproduktet ved at produsentens anbefalinger og retningslinjer blir fulgt.
PDS i kategori C4
Et PDS (eller CDM/BDM) med merkespenning lik eller over 1000 V, eller merkestrøm lik eller over 400 A, eller som er beregnet for bruk i komplekse systemer i Miljø 2. En PDS (eller CDM/BDM) som er solgt for å monteres i et apparat, system eller en installasjon.
Kategori C4-krav inkluderer alle andre EMC-krav, unntatt radio-frekvensemisjon. De vurderes kun når den er installert på det tiltenkte stedet. Derfor behandles en kategori C4 PDS som en fast installasjon, og trenger dermed ikke EUs samsvarserklæring eller CE-merke.
EMC-direktivet krever medfølgende dokumentasjon for å identifisere den faste installasjonen, den elektromagnetiske samsvarskarakteristikken og ansvarlig person, og for å angi forholdsreglene som må iverksettes for ikke å omfatte samsvaret til denne installasjonen.
For å etterkomme kravene ovenfor i tilfelle kategori C4 PDS (eller CDM/BDM) skal brukeren og produsenten samtykke i en EMC-plan for å oppfylle EMC-kravene for den tiltenkte applika-sjonen. I denne situasjonen definerer brukeren miljøets EMC-karakteristikker, inklusive hele installasjonen og nabolaget. PDS-produsenten skal sørge for informasjon om typiske utslippsnivåer og installasjonsveiledninger for PDS´en som skal installeres. Den resulterende EMC-atferden er installatørens ansvar (oppnås ved å følge EMC-planen).
Der det er indikeringer på at kategori C4 PDS ikke oppfyller kravene etter igangkjøring, inkluderer standarden en prosedyre for å måle utslippsgrensene utenfor en installasjon.
Definisjoner
18 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
EN 61800-3EMC produktstandard for PDS
Miljø 1(offentlig lavspenningsnettverk)
Miljø 2(industrinettverk)
EMC-plan
CONDUCTED
RADIATED
Forstyrrelse
LEDNINGSBUNDET
UTSTRÅLT
Figur 2-4 Utslippsgrenser for PDS.
Definisjoner
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 19
Utstrålte utslipp
Forsyningsnett
Ledningsbundne utslipp
Jording
Kontrollsystem
Prosess
Motor-tilkobling
Motor
Kapittel 3 - EMC-løsninger
Generelt
Løsningene som brukes til å oppfylle immunitet og både utstrålte og ledningsbundne utslippskrav er beskrevet i dette kapitlet.
Løsninger for EMC-kompatibilitet
Det er noen grunnleggende prinsipper som må følges når man designer og bruker frekvensomformersystemer. De samme prin-sippene ble brukt da disse produktene ble designet og konstru-ert til å begynne med, hvor temaer som trykket kretskortlayout, mekanisk design, ledningsføring, kabelinnføringer og andre temaer ble vurdert i detalj.
Utslipp
Utslippene klassifiseres som to typer; ledningsbundet utslipp og utstrålt utslipp. Forstyrrelsene kan slippes ut på forskjellige måter, som vist i følgende figur:
Figur 3-1 Utslipp.
Ledningsbundne utslipp
Ledningsbundet støy kan spre seg til annet utstyr via alle ledende deler, inklusive kabling, jording og metallrammen til en kapsling.
20 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
Ledningsbundne utslipp kan reduseres på følgende måte:
– Med RFI-filtrering for HF-forstyrrelser – Bruk av ferrittringer – Bruk av AC eller DC-choke (reduserer også overharmoniske
spenninger) – Bruk av LCL-filter i tilfelle regenerative frekvensomformere – Bruk av dU/dt-filter
Utstrålte utslipp
For å hindre forstyrrelse gjennom luft på en effektiv måte, skal alle deler i frekvensomformersystemet danne et Faraday-bur mot utstrålte utslipp. Et PDS inkluderer skaper, bokser, kabling, motorer, etc.
Noen metoder for å sikre kontinuiteten til Faradayburet på er som følger:
Kapsling
– Kapslingen må ha umalte ikke-korroderende overflatefinish på hvert punkt der andre plater, dører etc. kan komme i kontakt.
– Umalte metall-til-metall kontakter skal brukes over alt, med ledende pakninger hvor dette er mulig.
– Bruk umalte plater, koblet til et felles jordingspunkt for å si-kre at alle separate metallgjenstander godt jordet til samme jordingspunkt.
– Bruk ledende pakninger i dører og deksler. Separer strålings-siden, den “skitne” siden fra den “rene siden” med metall-deksler og ved design.
– Huller i kapslingen skal minimeres eller unngås så langt det er mulig.
Kabling og ledere
– Bruk skjermede kraft- og styrekabler. Se produktspesifikke håndbøker.
– Bruk spesielle HF-kabelinnføringer for høyfrekvensjording av kraftkablers skjermer.
– Bruk ledende pakninger for HF-jording av styrekablers skjerm. – Det må ikke være brudd i kabelskjermene. – Velg skjermingstilkoblinger med lav impedans på MHz-
området. – Legg kraft- og styrekabler separat. – Bruk tvinnede par for å unngå støy. – Bruk ferrittringer mot støy om nødvendig. – Velg og legg interne ledere korrekt. – Se produktspesifikke håndbøker.
EMC-løsninger
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 21
Rectifi er
RFIfilter
Skitten side
Ren side
Installasjon
– Tilleggsutstyr som brukes i komplette frekvensomformer-moduler (CDM-er) skal være CE-merkede produkter i sam-svar med både EMC- og lavspenningsdirektivet, ikke bare LV-direktivet, med mindre de er beregnet for montering i et apparat av annen produsent eller montør.
– Valg og installasjon av tilbehør skal være i samsvar med pro-dusentens instrukser.
– For veggmonterte enheter avisolerer du en motorkabel så langt tilbake at du avdekker kobberskjermen, slik at det er mulig å tvinne skjermen til en ”grisehale”. Lag ”grisehalen” så kort som mulig og koble den til jord.
– For skapmodeller skal kablene legges inne i kapslingen. Bruk 360° jording på kabelskjermen ved inngangen til skapet. Se produktspesifikke håndbøker.
– 360° jording på motorsiden. Se motorhåndbøkene.
Ren og skitten side
Kretsen før det punktet der forsyningsstrømmen er koblet til CDM og hvor filtreringen starter, kalles for den rene siden. De delene av BDM som kan forårsake støy, kalles den skitne siden.Lukkede veggmonterte frekvensomformere er designet slik at kretsen, etterfulgt av utgangstilkobling er den eneste skitne delen. Det er tilfelle hvis installasjonsinstruksjonene til frekvens-omformeren følges.
For å kunne holde den rene siden “ren”, separeres de skitne delene i et Faradaybur. Dette kan gjøres enten med skillevegger eller med kabling.
Figur 3-2 “Ren” og “skitten” side av BDM.
EMC-løsninger
22 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
Linje Linje
Ved bruk av skillevegger gjelder reglene for kapslingshull (se avsnittet Huller i kapslinger senere i dette kapitlet).
Når Faradayburet formes av kablingen, må man følge reglene for kabling (se avsnittene om kabling og ledningsnett i dette kapitlet og følg de produktspesifikke instruksjonene for frekvensomfor-meren).
Bruk av ekstra komponenter, f.eks. kontaktorer, isolatorer, sik-ringer etc., vil i enkelte tilfeller gjøre det vanskelig å holde ren og skitten side atskilt.
Dette kan skje når kontaktorer eller brytere brukes i kretser for å skifte over fra ren til skitten side (f.eks. ved bypass).Noen eksempler på løsninger er beskrevet i kapittel 4, Praktiske eksempler.
RFI-filtrering
RFI-filtre brukes til å dempe ledningsbåret støy i et kabeltilkob-lingspunkt der filteret leder støyen til jord.
Utgangsfiltre demper forstyrrelser ved utgangen av et PDS. F.eks. vil dU/dt og Common Mode filtre hjelpe noe, selv om de ikke er designet for RFI.
RFI-filtre kan ikke benyttes i et flytende nettverk (IT-nettverk) hvor det er høy impedans eller ingen fysisk tilkobling mellom fasene og jordingen.
Figur 3-3 Eksempel på filtrering integrert i frekvensomformermodulen.
Figur 3-3 viser et eksempel på integrert, distribuert filtrering. Noen frekvensomformerprodukter trenger et separat filter (se produktspesifikke instruksjoner).
EMC-løsninger
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 23
Valg av RFI-filter
Et RFI-filter velges for å dempe de ledningsbårede forstyrrel-sene. Det er ikke mulig å sammenligne forstyrrelsene målt fra en kilde, og innskuddsdempningen (tap av signalstyrke) for et filter, da målebasen for de to informasjonselementene ikke vil korrespondere.
Det er alltid nødvendig å teste et filter i sammenheng med kilden til forstyrrelsen for å sikre tilstrekkelig demping og for å oppfylle gjeldende utslippsgrenser.
Installasjon av RFI-filteret
Pålitelige HF/lavimpedanstilkoblinger er viktig for å sikre at fil-teret fungerer korrekt. Derfor må følgende instruksjoner følges.
– Filtrert skal monteres på en metallplate med umalte tilkob-lingspunkter, i samsvar med filterprodusentens instruksjoner.
– Plasseringen av filteret må være slik at det gir tilstrekkelig avstand mellom inngang- og utgangskablingen til filteret for å forhindre krysskobling mellom ren og skitten side.
– Lengden til kabelen mellom filteret og frekvensomformeren må minimeres.
– Inngangskabelen til filteret skal separeres fra kabelen som kobler filteret til frekvensomformeren
– Inngangskabelen til filteret skal separeres fra motorkabelen
Valg av en sekundær kapsling
Der hvor BDM skal installeres (f.eks. en IP00 omformer med åpent chassis), eller hvis flere komponenter skal kobles til den skitne siden på en ellers konfigurerbar enhet, er det alltid nødvendig med en EMC-kapsling.
For innkapslede chassismoduler der motortilkoblingene går direkte til omformerens utgangsklemmer og alle interne skjer-medeler er montert, er det ingen krav til spesielle kapslinger.
Hvis frekvensomformerne er montert med brytere på utgangen, vil det være nødvendig med en EMC-kapsling, da det integrerte Faradayburet ikke lenger brukes.
Som en påminnelse, er EMC bare ett av kriteriene ved design av kapslingen. Kapslingens størrelse avhenger av flere kriterier:
– Sikkerhet – Beskyttelsesgrad (IP-klasse) – Varmeavgivelseskapasitet – Plass til ekstra utstyr – Kosmetiske hensyn
EMC-løsninger
24 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
FARADAYBUR
Umalte bakplater
Tilstrekkelig mange dørlåser
Nippel-/ bunnplater
Ledende strømper
Begrenset hullstørrelse
Ledende pakning på døren
Ledende pakning for styrekabler
– Kabeltilgang – EMC-samsvar – Generelle krav til EMC-kompatibilitet
Produsentens retningslinjer for konstruksjon og jording må følges.
Figur 3-4 Typisk frekvensomformerkapsling.
Huller i kapslinger
I de fleste tilfeller må det lages noen hull i kapslingen, f.eks. for utstyr som monteres i døren, sjalusier, låser, kabler etc.
Når du skal benytte en EMC-kapsling, er maksimum diagonal eller diameter for et hull 100 mm, hvilket tilsvarer 1/10 av bøl-gelengden til en frekvens på 300 MHz. Dette målet er funnet akseptabelt i EMC-tester.
Hull som er større enn 100 mm må dekkes med en metallramme som omgir åpningen og jordes til kapslingen.
Større kikkhull kan dekkes av et spesielt vindu med ledende belegg.
EMC-løsninger
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 25
Maksimum instrumentstørrel-se 72x72 mm
Tvunnet par
<100 mm
Installer låser på umalt dør
Kontroller at ingen huller >100 mm
Metalldeksel for huller >100 mm
Vinduet må kobles til ikke-malte metallomgivelser med ledende dobbeltsidig tape eller ledende pakning.
Figur 3-5 Viktige momenter ved montasje av utstyr på kapslingen.
360° HF-jording
360° HF-jording skal utføres over alt der kabler går inn i fre-kvensomformerkapslingen, koblingsboksen eller motoren. Det er forskjellige måter å implementere HF-jordingen på. Løsningene som brukes i ABBs CDM/BDM-produkter, beskrives her.
HF-jording med kabelnipler
Kabelniplene, som er spesielt designet for 360° HF-jording, er egnet for strømkabler med en diameter på under 50 mm.
Kabelnipler brukes normalt ikke for styrekabler på grunn av at avstanden fra styretilkoblingene til kabelniplene ofte er for lang for pålitelig HF-jording. Hvis nipler brukes på styrekabler, må kabelskjermen gå igjennom nippelen og avsluttes så nære til-koblingene som mulig. Bare den ytre isolasjonen til kabelen skal fjernes for å oppnå 360° HF-jording i nippelen.
For å få best mulig resultat fra HF-jordingen, skal kabelskjermen dekkes med en ledende tape. Tapen må dekke hele overflaten til skjermen, inkludert grisehalen, og skal presses tett sammen med fingrene.
EMC-løsninger
26 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
TILFØRSELSKABEL MOTORKABEL
Så korte, uskjermede kabler som mulig
Kabelskjerm dekket med ledende tape
EMC kabelnippel
Festemutter
KabelKontinuitet i elektrostatisk skjerm
Kort grisehale
Umalt nippelplate
Ledende skjerm- og kompresjonstetting
Kort grisehale
Ledende tape på kabelskjermen
Ledende strømpe
Kabel
Kontinuitet i elektrostatisk skjerm
Umalt nippelplate med krage
Umalt bunnplate
Figur 3-6 Essensielle punkter for tilkobling av kraftkabler.
HF-jording med ledende strømpe
360° HF-jording i kraftkabelinnganger kan utføres ved å bruke en ledende strømpe rundt kabelskjermen. Mansjetten kobles til Faradayburet ved å feste den tett til den spesialdesignede kragen i nippelplaten.
Figur 3-7 360° jording med ledende strømpe.
EMC-løsninger
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 27
Over kabelklemmen, dekk bar skjerm med isolasjonstape
Kabelklemme på bar skjerm
Motorkabel Kabel til bremsemotstand
0.5...0.6 Nm (4.4...5.3 lbf in)
1.5 Nm (13 lbf in)
1.5 Nm (13 lbf in)
Figur 3-8 360° jording med klamring av kabelskjerm.
Fordelen med denne løsningen er at den samme klemmen kan benyttes for kabler med forskjellige diametre.
Kabelen støttes mekanisk av klemmer og det er ikke nødvendig med en spesifikk kabelnippel.
Merk at klemmen ikke fungerer som en strekkavlastningsklemme.
360° jording på motorsiden
Kontinuiteten til Faradayburet på motorsiden må sikres ved samme metode som i inngangen til skapet:
– Faradaybur og beskyttelsesgrad IP55: – For å spenne fast kabelen må det brukes kabelnippel med
galvanisk kontakt. – Kabelskjermingen bør forsegles med ledende tape. – Ledende pakninger skal brukes til å forsegle både nippelplaten
og dekselet til koblingsboksen – Merk: Sjekk tilgjengeligheten fra motorprodusenten. Det er
vanlig at dette er en opsjon. – Grisehaler på jordingsledere må være så korte som mulig.
EMC-løsninger
28 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
Kabelskjerm dekket med ledende tape
Kort grisehale
EMC kabelnippel
Kontinuitet i elektrostatisk skjerm
Ledende pakning
Figur 3-9 viser en Faradaybur-løsning på motorsiden.
For motorer som ikke er helt lukket, som i kjøleversjon IC01, IC06, etc., må kontinuiteten til Faradayburet sikres på samme måte som for omformerkapslingen.
Figur 3-9 Viktige momenter ved motorkabling.
Ledende pakninger på styrekabler
360° HF-jording for styrekabler kan utføres med ledende klam-mer. Når klammene monteres på en plate, må kabelskjermen videreføres så nær tilkoblingene som mulig. I dette tilfelle skal den ytre isolasjonen til kabelen fjernes slik at det oppnås kontakt mellom skjermen og den ledende klemmen.
Dekking av skjermen med ledende tape
Den beste HF-jordingen oppnås hvis pakningene monteres så nær tilkoblingene som mulig.
Pakningene må installeres slik at de kobles til de jordete umalte overflatene til platen de er montert på.
Alle tilkoblingsledere skal være så korte som mulig og vris i par der dette er hensiktsmessig. Kabelskjermen skal jordes til tilkoblingen med en kort grisehale.
Hullstørrelsen som pakningene krever i en nippelplate, er typisk 200 x 50 mm.
EMC-løsninger
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 29
Så kort som mulig
Shi
eld Kontroll
tilkoblinger
Vikle kobbertape rundt den strippede delen av kabelen under klemmen. Vær forsiktig.Kutt ikke av jordlederen. Fest kabelen så tett inntil klemmene som mulig.
Figur 3-10 Viktige punkter for tilkobling av styrekabler.
Installasjon av tilbehør
Variasjonen av tilbehør som kan installeres, er så stort at det kan kun gis basis prinsipper for valg og installasjon av slike.
Tilbehør kan imidlertid deles inn i to kategorier, avhengig av hvor immune/følsomme de er. Den beskyttede enheten i denne sammenhengen betyr evnen til å holde Faradayburet lukket. Det anbefales derfor å bruke innkapslede/skjermede metallenheter der slike er tilgjengelige.
Reglene for huller i kapslingen må følges hvis det er enheter som danner en bro mellom den rene siden og den skitne siden.Typisk åpne enheter er sikringer, sikringsbrytere, kontaktorer etc., som ikke har et metalldeksel rundt seg.
Generelt sett kan ikke slike enheter installeres i den rene siden uten beskyttende skjermeplater av metall. Reglene for huller i kapslingen må da følges.
Noen eksempler på beskyttede og åpne enheter er gitt i kapitlet Praktiske eksempler.
Intern kabling
Det er noen grunnregler for intern kabling:
– Hold alltid kabler på ren og skitten side separert og skjermet fra hverandre.
– Interne rene strømforsyninger med fullstendige filtrerte fre-kvensomformerenheter, f.eks. fra kontaktor til omformerinn-gang, krever ikke skjermede kabler, men kan kreve ferrittringer der de kommer inn i omformeren.
EMC-løsninger
30 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
CABINETDEVICE
AnalogSignal (V)AnalogSignal (mA)
POTENTIAL FREE DIG. OUTPUT
DO
DO
DOOR DEVICE Twist thesepairs of pairs
Use shielded cables for Analog mA signalsFor earthing rules see part Control Cabing
Don’t mix differentsignal levels
Diode for DC relay
Don’t mix different signal levels
RC filter orvaristor forAC relay
CLEAN SIDE
DIRTY SIDE
Avoid parallel running with control wiresCross in 90°
Keep these separate (see figure 3-11)
Avoid parallel running with control wiresCross in 90° angle
SUPPLYCONNECTION
MOTOROUTPUT
Twist the pairsup to terminals
+24 V d.c.GND
NCCommonNO
NCCommonNO
NCCommonNO
RELAY OUTPUTS(pot. free)
ANALOG SIGNALS
DIGITAL INPUTSDI1
DI3
DI6+24 V d.c.+24 V d.c.GND
+10 VGNDAI1+AI1-
AI3+AI3-AO1+AO1-AO2+AO2-
(0...10 V)
(4...20 mA)
230 V a.cN
U1V1W1U2V2W2
– Bruk tvinnede par-kabler der dette er mulig. – Bruk skjermede tvinnede par for signaler ut og returledninger
som går ut fra kapslingen. – Unngå å blande par med forskjellige signaltyper, f.eks.
110 V AC, 230 V AC, 24 V DC, analog, digital. – Legg kablene langs metalloverflaten og unngå å henge kabler
i fri luft, da kabler som henger i fri luft kan fungere som en antenne som mottar høyfrekvent luftbåren støy.
– Hvis det brukes plastkanaler, skal de festes direkte på instal-lasjonsplatene eller rammeverket. Unngå frie spenn, da dette kan bli til en antenne.
– Hold kraft- og styrekabler separat. – Bruk galvanisk isolerte (potensialfrie) signaler. – Hold kablene tvunnet så nær klemmene som mulig. – Gjør grisehalene så korte som mulig. – Jordtilkoblinger skal være så korte som mulig i flatkabel,
flertrådede eller flettede fleksible ledere for lav RFI-impedans.
Figur 3-11 Prinsipper for kabling inne i en frekvensomformer.
EMC-løsninger
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 31
Produktspesifikk håndbok
Motorkabel
Nettkabel
Signal- / styrekabler
Styrekabler
Styrekablingen er en del av Faradayburet som beskrevet i avsnit-tet Ledende pakninger med styrekabler.I tillegg til korrekt HF-jording er det noen grunnleggende regler for styrekabling:
– Bruk alltid skjermede tvinnede par-kabler: – dobbeltskjermet kabel for analoge signaler – enkeltskjermet kabel for andre signaler er akseptabelt,
men dobbeltskjermet kabel anbefales. – Ikke led 110/230 V signaler i samme kabel som kabler med
lavere signalnivå. – Tvinnede par skal brukes separat for hvert signal. – Jord direkte på frekvensomformersiden.
Hvis instruksjonene for enheten i den andre enden av kabelen spesifiserer jording på den enden, jordes de indre skjermene i enden til den mer følsomme enheten og den utvendige skjermen i den andre enden.
Legg signalkabler i henhold til figur 3-12 når det er mulig, og følg instruksjonene i de produktspesifikke håndbøkene.
Figur 3-12 Prinsipper for føring av styrekabler.
Du finner mer informasjon om føring av styrekabler i dokumentene ”Grounding and cabling of the drive system” og i de produkt-spesifikke håndbøkene.
EMC-løsninger
32 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
Kraftkabler
I og med at kablene er en del av et PDS, er de også en del av Faradayburet. For å kunne oppfylle EMC-kravene, må det brukes kraftkabler med god skjerming.
Formålet med skjermingen er å redusere utstrålt utslipp.
For at de skal være effektive, må skjermingen ha god ledeevne og dekke mesteparten av kabeloverflaten. Hvis kabelskjermen brukes som beskyttelsesjording, må skjermens tverrsnitt (eller tilsvarende ledeevne) være minst 50 prosent av tverrsnittet til faselederen.
De produktspesifikke håndbøkene beskriver noen kabeltyper som kan brukes mot nett og til motor.
Da kabelprodusentene har flere forskjellige skjermkonstruksjo-ner, kan typene evalueres ved hjelp av overføringsimpedansen til kabelen.
Overføringsimpedansen beskriver effektiviteten til skjermen i kabelen. Det er en vanlig parameter for kommunikasjonskabler.Kabelen kan bestå av enten flettet eller spiralformet skjerming, og skjermmaterialet skal fortrinnsvis være enten kobber eller aluminium.
Egnetheten for bruk ved frekvensomformerdrift er omtalt i de produktspesifikke håndbøkene.
Figur 3-13 Galvanisert stål eller fortinnet kopperledning med fl ettet skjerm.
Figur 3-14 Lag med koppertape med et konsentrisk lag med kopperledere.
Figur 3-15 Konsentrisk lag av kopperledninger med en åpen helix koppertape.
EMC-løsninger
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 33
Overførings-impedans (mOhm/m)
Ikke anbefalt kabel
Galvanisert stål eller fortinnetkobberledning med flettet skjerm (fig. 3-12)
Lag med kobbertape medkonsentrisk lag av kobberled-ninger (fig. 3-13)
Korrugert skjerm
Frekvens (MHz)
Overføringsimpedans
For å oppfylle kravene til utstrålt utslipp må overføringsimpe-dansen være under 100 mOhm/m i frekvensområdet opp til 100 MHz. Den beste skjermingen oppnås med en metallslange eller korrugert aluminiumsskjerm. Figur 3-16 viser typiske verdier for overføringsimpedans til ulike kabelkonstruksjoner. Jo lengre kabelen går, dess lavere overføringsimpedans er påkrevet.
Figur 3-16 Overføringsimpedans for strømkabler.
Bruk av ferrittringer
I spesielle tilfeller, på grunn av høye utslippsnivåer, kan common mode drosler brukes på signalkabler for å unngå grensesnittpro-blemer mellom forskjellige systemer.
Common mode forstyrrelser kan undertrykkes ved å føre kabel-lederne gjennom common mode ferrittkjerner (figur 3-17).
Ferrittkjernen øker induktansen til lederne og gjensidig induk-tans slik at common mode forstyrrelser over en viss frekvens undertrykkes. En ideell common mode drossel undertrykker ikke differensialsignaler.
EMC-løsninger
34 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
Figur 3-17 Signalkabel viklet rundt ferrittring.
Induktansen (dvs. evnen til å undertrykke HF-forstyrrelser) kan økes ved å vikle signalkabelen flere ganger rundt ferrittringen.
Når du bruker en ferrittring på en kraftkabel, skal alle faseledere føres gjennom ringen. Skjermingen og eventuell jordkabel må føres utenfor ringen for å beholde effekten av common mode drosselen. Med strømkabler er det normalt ikke mulig å svinge flere ganger gjennom ringen. Induktansen kan økes ved å bruke flere suksessive ringer.
Hvis du av en eller annen årsak ikke kan følge installasjonsin-struksjonene og derfor legger til flere ferritter eller filtre senere, anbefales det at det iverksettes tiltak for å bevise samsvar.
EMC-løsninger
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 35
FrekvensomformerINNGANG UTGANG
Ekstern bremsemotstand
Motor
Kapittel 4 - Praktiske eksempler
Enkel installasjon
De fleste enkle installasjoner av PDS inkluderer bare tre kabler: Tilførselskabel, motorkabel og kabel for bremsemotstand som vist i figur 4-1.
Merk:1), 2) Hvis du bruker skjermet kabel, må du bruke en separat PE-kabel (1) eller en kabel med en jordleder (2) hvis ledeevnen til inngangskabelens skjerm er < 50 prosent av ledeevnen til faselederne. Jord den andre enden av inngangskabelskjermen eller PE-lederen i fordelingstavlen. 3) 360 graders jording anbefales hvis kabelen er skjermet4) 360 grader jording er nødvendig5) Bruk en separat jordkabel hvis ledeevnen til kabelskjermen er < 50 prosent av ledeevnen til faselederen og det ikke er noen symmetrisk jordleder i kabelen.
Figur 4-1 Enkel PDS-installasjon.
Typisk installasjon
Skjermede kabler sammenkobler primærdelene og sikrer dem-ping av utstrålte utslipp. Forsyningen skjer gjennom RFI-filteret.
Faradayburet er jordet og alle utslipp ledes til jord.
I tilfellet vist i figur 4-2, kreves det ikke at skapet er EMC-sikkert, fordi tilkoblingene er gjort direkte i en EMC-kompatibel frekvens-omformer.
36 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
Transformer
360° HF earthing
Shielded cable
Metalframecabinet
CabinetUnpaintedmountingplate
Drive
RFI
FILTER
Metal box
Metal box
Rectifier
BRAKERESISTOR
BRAKECHOPPER
For connection details, seeProduct Specific Manualfor chopper and resistor.
For more details, see sectionon 360° EARTHING ATMOTOR END
CONTROL
1) Short pigtailto PE, both common
and pair screen2) 360° HF grounding3) For rules, see part
CONTROLCABLING
Motor output
Figur 4-2 Typisk PDS-konfigurasjon.
Eksempel på by-pass-system <100 kVA
I dette tilfellet er det vanskelig å sikre at det ikke oppstår noen krysskobling mellom den skitne siden av omformeren og den rene siden over DOL-kontaktoren. Kontaktorer er ikke RFI-barrierer og spolekretsene er også sårbare.
Et egnet RFI-filter på inngangene vil måtte være i stand til å håndtere DOL-startstrømmen, som kan være seks til sju ganger normal laststrøm og filtrene vil da være vesentlig overdimensjo-nert for normal kjøring, noe som gjør de vanskelig å designe. Ferrittkjerner som brukes i matingen til kontaktoren vil hjelpe til med å dempe den koblede støyen som vist i figur 4-3.
Praktiske eksempler
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 37
Transformer 360° HF earthing
Shielded cable
RADIATIVE ie, DIRTY side
Cabinet 1supplyconnection
The ferrite in the DOL circuit isfor cross coupling of clean anddirty side Motor Output of PDS
Ferrite
Metal box
BY-PASSCONTROL
CONTROLRELAYSOR PLC
Contactor
Motoroutput
Metal box
Safety sw.
For more details, see360° MOTOR EARTHING
1) Short pigtailtp PE, both common
and pair shield3) For rules, see part
CONTROLCABLING
Isolator
Isolator
RFIFILTER
Contactor
Control
Metal boxDRIVEMODULE
Metalframecabinet
Praktiske eksempler
Figur 4-3 Basis skjema ved by-pass.
Typisk eksempel på 12-puls frekvensomformer
I dette tilfellet er 12-puls likeretteren et IT-system, ikke jordet på grunn av delta-vikling. Derfor må eventuelle filtre i linjen være på primærsiden av 12-puls transformatoren.
Erfaringen har vist at i dette tilfellet, med korte tilkoblinger til sam-leskinnene, er ikke jordskjermen mellom transformatorviklingene helt tilstrekkelig for demping av utslipp gjennom ledere for bruk i Miljø 1. For EMC-samsvar kan det derfor være nødvendig med et RFI-filter på primærsiden av transformatoren. Det er normalt ikke nødvendig med et RFI-filter for Miljø 2.
38 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
360° HF grounding
Shielded cable
Shielded control cables
Control & displayEnclosure, with segregation
Low voltage supply
Point ofmeasurement
Shielded motorcables
RFIFILTER
Commonearth
DRAIN FOR EMISSIONS
Incoming switchfuse contactor
Phase shifttransformer(if integrated)
Rectifiers Inverter Output choke(Ferrite)
Commonearth
DRAIN FOR EMISSIONS
Incoming switchfuse contactor
Phase shifttransformer(if integrated)
Rectifiers Inverter Output choke(Ferrite)
360° HF grounding
Shielded cable
Shielded control cables
Control & display Shielded motorcables
Enclosure,with segregation
Point ofmeasurement
Medium or high voltage supply
For utstyr som mates fra et IT-system, kan man bruke en lig-nende prosedyre. En isolerende transformator gjør at PDS kan jordes og at man kan bruke et egnet filter til bruk i det Miljø 1. Koblingspunktet er på mellomsspenningssiden og utslipp kan vurderes ved neste lavspenningspunkt. Utslippsnivået skal kor-respondere til miljøet. For definisjoner, se avsnittet Installasjons-miljøer i kapittel 2.
Merk: Alt innvendig utstyr må være innkapsletFigur 4-4 12-puls omformersystem matet med LV.
Figur 4-5 12-pulsomformersystem matet med LV (CDM, transformator og sikringer har separate hus).
Praktiske eksempler
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 39
Eksempel på EMC-plan
Dette er et skjema for å lage en EMC-plan hvor brukeren og pro-dusenten analyserer installasjonen og definerer tiltakene som må iverksettes for å oppnå elektromagnetisk kompatibilitet. Planen definerer ansvaret til produsenten, installatøren og brukeren av frekvensomformeren. Involverte parter lager planen i fellesskap. Fyll ut og svar på spørsmålene under.
Trinn 1: Partenes navn
Produsent/leverandør ABB Drives
Sluttbruker ABC Paper company
Bestillingsnr. 123456789
Anleggstype(f.eks. kjemisk fabrikk, papirmaskin)
Papirmaskin PM3
Applikasjon(f.eks. pumpe, vifte, trans-portør)
Multidrive frekvensomformersystem
Trinn 2: Samle informasjon om kraftfordeling og jording
Kraft-fordeling
Koblingspunkt: Identifikasjonskode for fordelingstavle, tavlesystem eller transfor-mator
Transformator T11
Type fordelingssystem TN-C,TN-S TT,IT
Jordingsbuss Hvordan og hvor koblet?Ved forsyningstransformator T11
Praktiske eksempler
40 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
Trinn 3: Registrer EMC-informasjon (kun høyfrekvensområde)
RFI-følsomt utstyr ved anlegget
Alt utstyr i bygningen eller nærlig-gende installasjonssteder som er følsomme for RF-forstyrrelser (f.eks. prosesstyring og -måling, databus-ser, datamaskiner, fjernstyringer etc.)? Beskriv.
Ja / Nei
Datahåndteringsenhet for prosesstyring
Omtrentlig avstand fra PDS og kab-lingen til PDS
5 meter
Mest sannsynlig koblingsvei for forstyrrelse
Ledningsbåren Utstrålt
RFI-følsomt utstyr utenfor anlegget
Alle kringkastings- eller kommunika-sjonsantenner som er synlig eller er nær anlegget (f.eks. radar, radio/TV-kringkasting, amatørradio, mikro-bølge eller annet)? Beskriv.
Ja / Nei
Frekvens Hz
Avstande fra antennen meter
Trinn 4: Definer installasjonsreglene
Følg installasjonsreglene som angitt i håndboken til frekvensomformeren.
Vurder følgende punkter og beskriv løsningene.
EMC-effektivitet
Elementer som må vurderes
Kabling - kabling i henhold til ABBs kablingsstandard og retnings-linjer (kabeltyper, installasjon, separate kabelbroer etc.)
- jording i henhold til ABBs instruksjoner (jording av kabelbroer etc.)
Dedikerttransformator
- dedikert forsyningstransformator T11 med statisk EMC-skjerm
Signatur(er) av person(er) ansvarlig for EMC
Dato 26/10/2011Signatur(er)Ola Nordmann
Praktiske eksempler
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 41
Kapittel 5 – Bibliografi
Det vises til tekster i ulike publikasjoner i denne veiledningen. ABB anbefaler å lese disse som et hjelpemiddel til å oppnå kompatible installasjoner:
EN 61800-3, Adjustable speed electrical power drive systems - part 3, EMC product standard including specific test (publisert av CENELEC, Brüssel, Belgia og nasjonale standardiseringsor-ganisasjoner i EU-medlemsland).
EN 61800-3:2004
Interference Free Electronics by Dr. Sten Benda (publisert av ABB Industry Ab, Västerås, Sverige)
Teknisk veiledning nr. 2 - ”EU Counsil Directives and adjustable speed electrical power drive systems”, kode 3AFE61253980 (publisert av ABB Oy Drives, Helsinki, Finland)
Grounding and cabling of the drive system, kode 3AFY61201998 (publisert av ABB Oy Drives, Helsinki, Finland)
42 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3
Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 43
3AU
A00
0010
9889
RE
V D
NO
26.
10.2
011
#159
40
Kontakt oss
© Copyright 2011 ABB. Alle rettigheter forbeholdt. Spesifikasjoner kan endres uten varsel.
For mer informasjon, kontakt din lokale ABB-representant eller se:
www.abb.com/driveswww.abb.com/drivespartners
top related