So gelingen EMV-gerechte Systeme

Im Maschinenbau nimmt die Anzahl elektronischer Komponenten stetig zu. Bei dem Zusammenspiel von unterschiedlichsten technischen Komponenten kann es dabei zu gegenseitigen Beeinflussungen kommen – und damit zu Herausforderungen hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV). Daher ist es angebracht, schon im ersten Ansatz eines Maschinendesigns die EMV-Anforderungen mit zu berücksichtigen.   

 Gerade in der frühen Phase der Entwicklung einer Maschine, ist es kostengünstig möglich, noch Einfluss auf einen optimalen EMV-gerechten Aufbau zu nehmen. Dies führt zu einer erhöhten Störfestigkeit, was sich positiv auf die Maschinenverfügbarkeit auswirkt. Zudem verhindert es Probleme bei der Störaussendung der Maschine. KEB- Automation unterstützt Anwender auf verschiedenen Wegen dabei, Systeme EMV-konform zu gestalten.  

Oberschwingungsreduzierung 

Stand der Technik sind Antriebsstromrichter mit verbautem Netzgleichrichter und einem DC-Zwischenkreis. Diese Konstellation führt zu Stromverzerrungen (Stromoberschwingungen), die sich im Versorgungsnetz ausbreiten. Versorgungsnetze sind für den Betrieb bei deren Bemessungsfrequenzen (50/60Hz) ausgelegt. Oberschwingungsströme im Versorgungsnetz erhöhen daher die Verluste in den Leitungen, Absicherungen sowie in den Versorgungstransformatoren und Verbrauchern. Die von KEB angebotenen Netzdrosseln (Baureihe XXZ1B0410XX) sind auf die Drive Controller abgestimmt und bieten ein Preis-Leistungsoptimum bei der Reduzierung der Stromoberschwingungen. Durch die Reduzierung des Rippelstroms im Netzgleichrichter und in den Zwischenkreiskondensatoren wird die maximale Lebensdauer des DC-Zwischenkreises erreicht. Wird eine weitergehende Reduzierung der Netzoberschwingungen benötigt, kann dies mit den KEB- Oberschwingungsfiltern gelöst werden.  

Der KEB Oberschwingungsfilter (XXZ1C0X10XX) sorgt für einen THD-I ≤8 Prozent. Der KEB patentierte Aufbau bietet dabei wirtschaftliche sowie technische Vorteile gegenüber dem Wettbewerb. So werden die benötigten Induktivitäten auf einem Kern erzeugt, was den Bauraum reduziert und die positiven Eigenschaften des Filters verstärkt. Mit der Oberschwingungsfilter-Lösung können auch hohe Antriebsstromrichterleistungen an vergleichsweise schwachen Netzen betrieben werden (z.B. Generatornetze). Mit beiden Lösungen ist KEB immer in der Lage, für jede Anwendung und die Einhaltung der internationalen Standards die wirtschaftlich optimale Lösung anzubieten. 

Anforderungen durch PWM 

Antriebsstromrichter verfügen heute über ein pulsweitenmoduliertes (PWM) Ausgangssignal. Die Drives von KEB werden hierbei auf eine reduzierte Flankensteilheit eingestellt, um die Belastung der Motorisolierung und die Entstehung von Lagerströmen zu reduzieren. Für spezielle Anwendungen mit besonders langen Motorleitungslängen stellt KEB eine Reihe an Motorfiltern zur Verfügung. Diese beinhalten Motordrosseln sowie Sinusfilter, die für alle einstellbaren Ausgangsfrequenzen bis zu 1600 Hz zur Verfügung stehen.  

Diese Filter können ebenfalls für spezielle Motoren eingesetzt werden, bei denen eine Reduzierung des schaltfrequenten Anteils im PWM-Signal erforderlich ist, um den Betrieb am Antriebsumrichter zu ermöglichen. Diese Anteile können speziell durch Sinusfilter gänzlich aus dem Signal herausgefiltert werden, sodass der Motor mit einem reinen Sinussignal versorgt wird. Im Ergebnis werden die Motorverluste massiv verringert.