Handlungssituation
Während der Inbetriebnahme wird festgestellet, dass die SPS nicht nach
dem vorgeschriebenen Steuerungsablauf funktioniert. Es könnte sich um
ein EMV-Problem handeln. Es ist also zu klären, was man unter EMV
versteht und welche Maßnahmen durchzuführen sind, um eventuelle
EMV-Probleme zu lösen.
Unter elektromagnetischer Verträglichkeit versteht man die Fähigkeit einer elektrischen Einrichtung, in ihrer elektromagnetischen Umgebung zufriedenstellend zu funktionieren, ohne gleichzeitig andere Einrichtungen ihrer Umgebung unzulässig zu beeinflussen (stören).
Frequenzumrichter erzeugen nichtsinusförmige Spannungen. Jede nicht sinusförmige Spannung enthält hochfrequente Oberschwingungen. Diese können sich als elektromagnetische Wellen ausbreiten und die Steuerelektronik stören.
Das Programm simuliert die Oberschwingungen eines Wechselrichters.
Frequenzumrichter erzeugen Störspannungen die im HF-Bereich (bis 100MHz) liegen. Die Motorleitung wirkt als Sendeantenne, wenn die Leitungslänge einen Zehntel der Wellenlänge überschreitet. Entsprechendes gilt für den Empfang von Störungen bei der Signalleitung (=Empfangsantenne). Würde beispielsweise die Störspannung einer Frequenz von f = 10 MHz haben, dann würde bei der zugehörigen Wellenlänge von l = 10 m die Motorleitung ab einer Länge von l = 1 m bereits als Sendeantenne merklich Störsignale abstrahlen.
Man unterscheidet drei Koppelmechanismen:
Die Störspannung Us wird wesentlich durch die Steilheit des Motorstroms bestimmt. Je kleiner Dt ist, desto größer ist auch die Störspannung. Die Störspannung könnte am Eingang der SPS fälschlicherweise ein in Wirklichkeit nicht beabsichtigtes Eingangssignal vortäuschen.
Ein SPS-Eingang könnte durch diese Störspannung ein „1“-Signal empfangen, obwohl der Sensor dieses gar nicht liefert.
Die Motorzuleitung und die Signalleitung haben eine Parasitärkapazität CP. Diese Kapazität ist wesentlich von der gemeinsamen Leitungslänge und dem Abstand beider Leiter abhängig. Je länger der gemeinsame Leitungsverlauf und je kleiner der Abstand zwischen den beiden Leitungen ist, desto größer ist auch die Parasitärkapazität.
Wenn sich die Motorspannung ändert, dann „erzeugt“ diese Spannungsänderung auf der Signalleitung einen Störstrom IS und dieser Strom bewirkt im Eingangswiderstand der SPS eine Strörspannung.
Der Störstrom wird wesentlich durch die Steilheit der Motorspannung bestimmt. Je
kleiner Zeitänderung
ist, desto größer ist auch der Störstrom. Der
Störstrom könnte im Eingangswiderstand der SPS einen
Spannungsfall verursachen und so fälschlicherweise ein in
Wirklichkeit nicht intendiertes Eingangssignal vortäuschen.
Eine galvanische Kopplung kann bei hohen Frequenzen und gemeinsamer Masseleitung von Motor und Sensor an der Impedanz der Masseleitung einen Spannungsfall Us induzieren. Dieser Spannungsfall kann am SPS-Eingang ein Eingangssignal vortäuschen.
Leistungsstarke Oberschwingungsanalysatoren verfügen oft über folgende Optionen:
Die Stromaufnahme erfolgt über eine Stromzange, die extern an den Oberschwingungsanalysator angeschlossen wird. Gemessen wird direkt hinter dem Hauptschalter. Es müssen von allen drei Phasen die Stromoberschwingungen erfasst werden.