EMV-gerechter Geräteaufbau · 1 Über dieses Handbuch. Dieses Kapitel enthält Hinweise zu...

EMV-gerechterGeräteaufbau

P-TD-0000209.122019-12-03

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2 EMV-gerechter Geräteaufbau -

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Über dieses Handbuch 1

Einleitung 2

EMV-Regeln 3

Fachgerechte Erdung einer Anlage 4

Maschinenanschluss 5

Verdrahtung eines Geräteschranks 6

Leitungsgebundene Störaussendung 7

Montage und Anschluss von Netzfiltern 8

Störfestigkeit empfindlicher Schaltkreise 9

Sicherheitstechnische Aspekte, FI-Schalter (RCD) 10

Problematik getakteter Antriebe 11

EG/EU-Richtlinien 12

EMV-Produktnorm (Auszüge) 13

Anschluss an verschiedene Netzformen 14

Anhang 15

Glossar 16

W Kapitelübersicht

EMV-gerechter Geräteaufbau - 3

Kapitelübersicht W


1 Über dieses Handbuch ...................................................... 91.1 Darstellung der Warnhinweise .................................................................... 91.2 Technische Symbole ................................................................................. 101.3 Maßangaben ............................................................................................. 101.4 Darstellung allgemeiner Hinweise ............................................................. 10

2 Einleitung ........................................................................ 112.1 Begriffe ...................................................................................................... 11

3 EMV-Regeln .................................................................... 133.1 Regel 1: Geräteaufbau .............................................................................. 133.2 Regel 2: Leitungen (1) .............................................................................. 133.3 Regel 3: Leitungen (2) .............................................................................. 143.4 Regel 4: Leitungen (3) .............................................................................. 153.5 Regel 5: Erdungsleitungen ........................................................................ 153.6 Regel 6: Schirmung (1) ............................................................................. 163.7 Regel 7: Schirmung (2) ............................................................................. 173.8 Regel 8: Schirmung (3) ............................................................................. 173.9 Regel 9: Schirmung (4) ............................................................................. 193.9.1 EMV-Sammelschiene ............................................................................................ 203.10 Regel 10: Relais und Schütze ................................................................... 213.11 Regel 11: Netzfilter ................................................................................... 22

4 Fachgerechte Erdung einer Anlage ................................ 234.1 Maßnahmen durch SIEB & MEYER ......................................................... 234.2 Anschlusshinweise nach DIN EN 60204-1 ............................................... 234.3 Problematik einer Erd- oder Masseschleife .............................................. 244.4 Servoverstärker und Frequenzumrichter .................................................. 254.4.1 Leistungskabel ...................................................................................................... 254.4.2 Motorkabel ............................................................................................................ 264.4.3 Kabel für die Rotor-Lageerkennung ...................................................................... 274.4.4 Leitungen für den externen Ballastwiderstand ...................................................... 274.5 Unterschiedliche Massepotentiale ............................................................ 28

5 Maschinenanschluss ....................................................... 295.1 Allgemeine Hinweise zur Verdrahtung ...................................................... 295.2 Maschinenbett aus leitendem Material ..................................................... 295.3 Maschinenbett aus nicht leitendem Material ............................................. 30

6 Verdrahtung eines Geräteschranks ................................ 316.1 Aufbau und Leitungsverlegung ................................................................. 316.2 Schutzleiterdrossel .................................................................................... 32

7 Leitungsgebundene Störaussendung ............................. 337.1 Netzfilter .................................................................................................... 347.2 Netzfilter der TDK & EPCOS Gruppe ....................................................... 357.3 Störfestigkeit ............................................................................................. 35

8 Montage und Anschluss von Netzfiltern .......................... 37

W Inhalt


8.1 Montage .................................................................................................... 378.2 Anschluss .................................................................................................. 37

9 Störfestigkeit empfindlicher Schaltkreise ........................ 399.1 Einteilung der Komponenten ..................................................................... 399.1.1 Nicht empfindliche Komponenten ......................................................................... 399.1.2 Relativ unempfindliche Komponenten ................................................................... 399.1.3 Empfindliche Komponenten .................................................................................. 409.1.4 Sehr störempfindliche Komponenten .................................................................... 40

10 Sicherheitstechnische Aspekte, FI-Schalter (RCD) ........ 41

11 Problematik getakteter Antriebe ...................................... 4311.1 Prüfdummy ................................................................................................ 44

12 EG/EU-Richtlinien ........................................................... 4512.1 Grundlagen ............................................................................................... 4512.2 Maschinenrichtlinie (MR) .......................................................................... 4512.3 Niederspannungsrichtlinie (NSR) .............................................................. 4512.4 Anwendung der Norm DIN EN 61800-2 .................................................... 4612.5 EMV-Richtlinie .......................................................................................... 4612.5.1 Anwendung der Norm DIN EN 61800-3 ................................................................ 4712.5.2 CE-Kennzeichnung ............................................................................................... 4812.6 EMV-Produktnorm DIN EN 61800-3 für PDS ........................................... 49

13 EMV-Produktnorm (Auszüge) ......................................... 5113.1 Begriffe ...................................................................................................... 5113.2 Auszüge und Erläuterungen ..................................................................... 52

14 Anschluss an verschiedene Netzformen ......................... 5714.1 Beschreibung der verschiedenen Netzformen .......................................... 5714.1.1 TN-Netz (frz. Terre Neutre) ................................................................................... 5714.1.1.1 TN-C-Netz (frz. Terre Neutre Combiné) ................................................................ 5714.1.1.2 TN-S-Netz (frz. Terre Neutre Séparé) ................................................................... 5714.1.1.3 TN-C-S-Netz (frz. Terre Neutre Combiné Séparé) ................................................ 5814.1.1.4 Erdung in TN-Netzen ............................................................................................ 5814.1.2 TT-Netz (frz. Terre Terre) ...................................................................................... 5814.1.2.1 Erdung in TT-Netzen ............................................................................................. 5814.1.3 IT-Netz (frz. Isolé Terre) ........................................................................................ 5814.1.3.1 Grenzen des IT-Netzes ......................................................................................... 5914.2 Allgemeine Hinweise für den Anschluss ................................................... 5914.3 Dreiphasiger Anschluss ............................................................................ 6014.3.1 Direkter Anschluss an TN-/TT-Netze ohne Spartransformator ............................. 6014.3.1.1 TN-Netz ................................................................................................................. 6014.3.1.2 TT-Netz ................................................................................................................. 6014.3.2 Anschluss an TN-/TT-Netze mit Spartransformator .............................................. 6114.3.2.1 TN-Netz ................................................................................................................. 6114.3.2.2 TT-Netz ................................................................................................................. 6214.3.3 Anschluss an TN-/TT-Netz mit Trenntranformator ................................................ 6414.3.3.1 TT-Netz ................................................................................................................. 6414.3.3.2 TN-Netz ................................................................................................................. 6414.3.4 Anschluss an ungeerdete/asymm. geerdete Netze mit Trenntransformator ......... 6514.3.4.1 Asymmetrisch geerdetes Netz mit Sternpunkt ...................................................... 65

Inhalt W


14.3.4.2 IT-Delta-Netz ......................................................................................................... 6514.3.4.3 Asymmetrisch geerdetes Delta-Netz ..................................................................... 6614.3.4.4 IT-Netz mit Sternpunkt .......................................................................................... 6614.3.5 Anschluss an ungeerdete/asymm. geerdete Netze ohne Trenntransformator ..... 6614.3.5.1 Asymmetrisch geerdetes Delta-Netz (ohne Trenntransformator) ......................... 6714.4 Einphasiger Anschluss .............................................................................. 6814.4.1 Direkter Anschluss an TN-S/TN-C-/TN-/TT-Netze ................................................ 6814.4.1.1 TN-C-Netz ............................................................................................................. 6814.4.1.2 TN-S-Netz ............................................................................................................. 6914.4.1.3 TN-Netz ................................................................................................................. 6914.4.1.4 TT-Netz ................................................................................................................. 7014.4.2 Anschluss an geerdete/ungeerdete/asymmetrisch geerdete Netze mit Trenn‐

transformator ......................................................................................................... 7014.4.2.1 TN-Netz ................................................................................................................. 7114.4.2.2 TT-Netz ................................................................................................................. 7114.4.2.3 IT-Netz mit Sternpunkt/asymmetrisch geerdetes Netz mit Sternpunkt ................. 7214.4.2.4 IT-Delta-Netz/asymmetrisch geerdetes Delta-Netz ............................................... 7214.5 Überspannungsschutz FLASHTRAB ........................................................ 7314.5.1 Technische Daten ................................................................................................. 7414.5.1.1 FLASHTRAB-Module ............................................................................................ 7514.5.1.2 Fernmeldekontakt der FLASHTRAB-Module ........................................................ 7514.5.1.3 Vorsicherung (backup fuse) .................................................................................. 75

15 Anhang ............................................................................ 7715.A Literaturhinweise ....................................................................................... 77

16 Glossar ............................................................................ 79

W Inhalt


Inhalt W


1 Über dieses HandbuchDieses Kapitel enthält Hinweise zu Symbolen, Signalwörtern und Abkürzungen, die indiesem Handbuch verwendet werden.

Weiterführende Dokumentation finden Sie im Downloadbereich derSIEB & MEYER-Internetseite unter http://www.sieb-meyer.de/down‐loads.html.

1.1 Darstellung der WarnhinweiseWarnhinweise werden je nach Gefährdungsgrad in verschiedene Gefahrenstufengegliedert. Für diese Gefahrenstufen und die Art der Gefahr werden im Handbuchunterschiedliche Darstellungen verwendet.

[1] Gefahrenstufe (Signalwort/Warnfarbe)Klassifizierung der Gefahr

[2] SicherheitszeichenHinweis auf Verletzungsgefahr

[3] GefahrensymbolBildliche Darstellung der Gefahrenquelle

Gefahrenstufen

Gefahrenstufe Beschreibung

Unmittelbare Gefahr, die tödliche, schwere oder irreversible Verletzungenzur Folge haben kann.

Gefährliche Situation, die tödliche, schwere oder irreversible Verletzungenzur Folge haben kann.

Gefährliche Situation, die leichtere Verletzungen oder Sachschaden zurFolge haben kann.

Gefährliche Situation, die Sachschaden zur Folge haben kann.

Gefahrensymbole

Gefahrensymbol Beschreibung

Allgemeine Gefahrensituation

Verletzungsgefahr durch Stromschlag

W Über dieses Handbuch


1

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Gefahrensymbol Beschreibung

Verletzungsgefahr durch heiße Oberflächen

Verletzungsgefahr durch Arbeiten an Maschinen mit offenen Abde‐ckungen/Türen

Verletzungsgefahr durch herumfliegende Teile

Zerstörungsrisiko elektrostatisch gefährdeter Bauelemente

Risiko von Sachschäden

1.2 Technische SymboleSymbol Beschreibung

LED-Anzeige: LED an

LED-Anzeige: LED aus

LED-Anzeige: LED blinkt

1.3 MaßangabenNeben metrischen und zöllischen Einheiten verwendet SIEB & MEYER folgendeMaßangaben:

Abkürzung Bedeutung

HE technische Einheit für Höhe 1 HE = 44,45 mm

TE technische Einheit für Breite 1 TE = 5,08 mm

1.4 Darstellung allgemeiner HinweiseSymbol Beschreibung

Hinweis mit zusätzlichen, weiterführenden Informationen

Tipp mit Ratschlägen und nützlichen Informationen

Über dieses Handbuch W


1

2 EinleitungSIEB & MEYER-Geräte können nur in einer EMV-gerechten Umgebung sicher undstörungsfrei arbeiten. Dieses Handbuch unterstützt Sie beim EMV-gerechten Geräte‐aufbau Ihrer Anlage.

Während des Betriebes eines elektronischen bzw. elektrischen Geräts treten Wechsel‐wirkungen mit anderen benachbarten Geräten auf. Die benachbarten Geräte wirkenals Störquelle, die das andere Gerät als Störsenke beeinträchtigen.

Der Zusammenhang ist in folgender Abbildung dargestellt: Die von Gerät A (Stör‐quelle) ausgehende elektromagnetische Störaussendung beeinflusst die elektromag‐netische Störfestigkeit von Gerät B (Störsenke).

Abb. 1: Zusammenhang zwischen Störquelle und Störsenke

Die elektromagnetische Verträglichkeit einer Gesamtanlage gemäß EMV-Richtlinie2014/30/EU muss durch den Hersteller (EMV-gerechte Konstruktion einer Anlage) undden Anwender (störfester Aufbau einer Gesamtanlage) sichergestellt werden.

Elektrische bzw. elektronische Geräte oder Anlagen gelten als elektromagnetischverträglich, wenn die von diesem Gerät bzw. dieser Anlage ausgesendeten Störungentoleriert werden können und wenn das Gerät bzw. die Anlage eine angemessene Stör‐festigkeit aufweist.

Abb. 2: EMV-gerechter Aufbau einer Anlage

2.1 BegriffeEine Erläuterung der Begriffe, die im Zusammenhang mit dem EMV-gerechten Geräte‐aufbau einer Anlage von Bedeutung sind, finden Sie im Glossar in diesem Handbuch.

W Einleitung


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Einleitung W


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3 EMV-RegelnDieses Kapitel beschreibt grundlegende Regeln, die für den EMV-gerechten Aufbaueiner Anlage beachtet werden müssen.

3.1 Regel 1: Geräteaufbau Achten Sie bei der Montage darauf, dass alle Metallteile flächig, gut leitend und

niederimpedant miteinander verbunden werden. Erhöhen Sie die Anzahl der Verbindungsschrauben, um eine bessere Kontaktie‐

rung zu gewährleisten. Montieren Sie keine lackierten oder eloxierten Teile aufeinander. Führen Sie

Schraubverbindungen an solchen lackierten oder eloxierten Metallteilen mit spezi‐ellen Kratzscheiben aus. Entfernen Sie ggf. die isolierenden Schutzschichten anden Massepunkten.

Verbinden Sie die Türen mit dem Schrank dreifach über möglichst kurze Masse‐bänder (oben, Mitte, unten).

3.2 Regel 2: Leitungen (1)Die Leitungsführung trägt wesentlich zur elektromagnetischen Verträglichkeit einerAnlage bei. Teilen Sie die Leitungen in Gruppen ein:

Leistungskabel (Starkstromleitungen, Stromversorgungsleitungen) Signalleitungen Datenleitungen

Achten Sie bei der Verdrahtung auf eine ordnungsgemäße Leitungsführung. Sorgen Sie dafür, dass Überkopplungen zwischen Signalleitungen und Leistungs‐

kabeln vermieden werden. Verlegen Sie Starkstromleitungen und Signal- bzw. Datenleitungen immer in

getrennten Kanälen. Der Abstand zwischen Signalleitungen und Leistungskabeln muss mindestens

20 cm betragen.Signalleitungen und Leistungskabel dürfen sich nur rechtwinklig kreuzen.

Führen Sie Signal- und Datenleitungen möglichst eng an Masseflächen. Verlegen Sie Signalleitungen möglichst nur in einer Ebene im Gerät und führen

Sie diese nur von einer Seite in das Gerät ein. Vermeiden Sie die Bildung von Stromschleifen. Sorgen Sie dafür, dass ungeschirmte Leitungen innerhalb eines Stromkreises

(Hin- und Rückleiter) möglichst paarig verdrillt sind.

Abb. 3: Verdrillte Leitungen eines nicht abgeschirmten Stromkreises

W EMV-Regeln


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3.3 Regel 3: Leitungen (2) Verlegen Sie, wenn möglich, kurze Leitungen. Dadurch können Koppelkapazitäten

und -induktivitäten vermieden werden.Die Kapazität zwischen Leitern und Schirm bei einem Motorkabel beträgt etwa260 pF/m. Grundsätzlich gilt: Je länger das Motorkabel ist, desto größer wird derStörstrom und desto geringer wird die Schirmwirkung.

Verlegen Sie Kabel und Drähte nicht frei im Gerät, sondern führen Sie diesemöglichst dicht an der Gehäusewand bzw. an geerdeten Montageblechen entlang.Beachten Sie hierzu auch die Regel 2.

Nicht verwendete Kabeladern und Reservekabel müssen mindestens mit einemEnde mit Erdpotential verbunden werden. Eine bessere Wirkung wird erzielt, wennbeide Enden mit dem Erdpotential verbunden werden.

In folgenden Abbildungen sind Beispiele für eine ungünstige und optimale Leitungsver‐legung gegenübergestellt.

Beispiel für die Leitungsverlegung asymmetrischer Signale

Eine ungünstige Leitungsverlegung erzeugt eine große Stromschleifenfläche [A]. Imrechten Beispiel wurde die Stromschleifenfläche durch eine günstige Leitungsverle‐gung drastisch reduziert.

Abb. 4: Links: große Stromschleifenfläche durch ungünstige Leitungsverlegung; rechts: geringeStromschleifenfläche

Beispiel für die Leitungsverlegung symmetrischer Signale

Durch die optimale Leitungsverlegung lassen sich große Stromschleifenflächenvermeiden ([A]=positives Potential, [B]=negatives Potential).

Abb. 5: Links: große Stromschleifenfläche durch ungünstige Leitungsverlegung; rechts: geringeStromschleifenfläche

EMV-Regeln W


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3.4 Regel 4: Leitungen (3) Verlegen Sie alle Verbindungsleitungen (insbesondere die Kabel zwischen Antrieb

und Motor) durchgehend.Sollte es nötig sein, eine Leitung und den Leitungsschirm zu unterbrechen (z. B.Eintritt des Motorkabels in einen Schaltschrank), beachten Sie folgende Schritte: Montieren Sie den Schirm unmittelbar vor dem Anschlussblock mittels einer

unisolierten Metall-Kabelschelle auf einer leitenden Fläche des Schalt‐schranks oder auf einer Montageplatte (siehe Abbildung, [A]).

Legen Sie den Schirm des weiterführenden Kabels hinter dem Anschluss‐block mit einer unisolierten Metall-Kabelschelle auf einer leitenden Fläche desSchaltschranks oder der Montageplatte auf (siehe Abbildung, [B]).

Halten Sie die Länge des ungeschirmten Kabels so kurz wie möglich. Halten Sie störempfindliche Anlagenteile mindestens 30 cm vom Anschluss‐

block entfernt. Zur Optimierung können Sie eine geerdete Abdeckung als Schirmersatz für

den ungeschirmten Kabelteil und den Anschlussblock anbringen.

Abb. 6: Leitung und Leitungsschirm unterbrochen: Der Schirm wird mittels einer unisoliertenKabelschelle auf einer Montageplatte montiert.

3.5 Regel 5: Erdungsleitungen GEFAHR

Gefährliche Berührungsspannungen

Die Funktionserdung ist nicht identisch zur Schutzerdung nach DIN VDE 0100!EMV-Erdverbinder erfüllen nur sekundär Maßnahmen zum Schutz gegen gefähr‐liche Berührungsspannungen.

Umgekehrt erfüllen die grün-gelben Drähte des Schutzleiters (PE) die Maßnahmenzum Schutz gegen gefährliche Berührungsspannungen, jedoch nicht die Anforde‐rungen der EMV-Richtlinie 2014/30/EU.

Sorgen Sie bei der Erdung einer Anlage für entsprechende Schutz- und Funktions‐maßnahmen gemäß DIN VDE 0100 und EMV-Richtlinie 2014/30/EU.

Die Erdung einer Anlage erfüllt Schutz- und Funktionsmaßnahmen.

W EMV-Regeln


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Beachten Sie folgende Punkte: Erdungsleitungen sollten möglichst kurz sein. Dies gilt auch für Leitungen, die das

Chassis mit dem Schaltschrank verbinden und Leitungen, die Geräteteile unterei‐nander verbinden.

Vermeiden Sie Erdschleifen. Verwenden Sie Massebänder mit einer Breite von mindestens 10 mm.

Abb. 7: Links: geringe Masseoberfläche durch einen „Mäuseschwanz“; rechts: großflächigeMasseverbindung

3.6 Regel 6: Schirmung (1)Bei Kabellängen ab 10 m ist ein einseitig aufgelegter Kabelschirm nicht mehr wirksam.

Folgende Maßnahmen sind erforderlich: Die Kabellänge beträgt ca. 10 m: Der Schirm wird beidseitig auf das Bezugspoten‐

tial aufgelegt. Das Kabel ist länger als 10 m: Der Schirm wird mehrfach auf das Bezugspotential

aufgelegt (siehe Abbildung).Der Abstand zwischen den Punkten, an denen der Schirm aufgelegt wird, sollte10 m nicht überschreiten: Abstand = L ≤ 10 mIdeal ist ein Abstand von 1/10 der Wellenlänge λ (lambda) des zu übertragenenSignals: Abstand [m] = λ/10 (λ=Wellenlänge der höchsten in der Umgebung vor-kommenden Frequenz)

Abb. 8: Großflächiger Potentialausgleich: Der Kabelschirm wird mehrfach auf dasBezugspotential aufgelegt.

EMV-Regeln W


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3.7 Regel 7: Schirmung (2)Die Schirmung der Gehäuseteile und der Leitungen verhindert die Störungsabstrah‐lung als Störquelle und verbessert die Störfestigkeit einer Anlage.

Folgende Maßnahmen sind erforderlich: Insbesondere bei höheren Leistungen müssen Gehäuse, die Leistungselektronik

beinhalten, metallisch gekapselt sein. Eine Schirmung ist zwingend erforderlich für

Kabel zwischen Antrieb und Motor Motorkabel mit einer Länge von mehr als 2 m (gemäß Produktnorm) Steuerleitungen, die nicht von Störgrößen entkoppelt sind.

Legen Sie alle Schirmanbindungen impedanzarm und großflächig auf. Verbinden Sie beide Seiten des Schirms digitaler oder hochfrequenter Übertra‐

gungsleitungen großflächig und gut leitend mit dem Erdpotential. Verbinden Sie den Schirm hochimpedanter analoger Steuerleitungen nur einseitig

gut leitend mit dem Erdpotential.Diese Maßnahme schützt die Steuersignale vor einem Brummstrom (50 Hz). Diestrifft besonders auf die Motorleitungen der Servoverstärker mit ihren 10 kHz/20kHz-Takten zu, die sich gegenseitig beeinflussen können.

Entstehen bei beidseitiger Schirmauflegung niederfrequente Erdschleifen (Brumm‐schleifen) von 50 Hz, dürfen Sie die Schirme nur an einer Seite großflächigauflegen (siehe oben). Auf der anderen Seite verbinden Sie den Schirm über eineparallele RC-Kombination (R=1 MΩ; C=10 nF) mit dem Erdpotential.Durch diese Maßnahmen ist der Schirm für die Hochfrequenz beidseitig und fürdie Niederfrequenz einseitig mit dem Erdpotential verbunden.

3.8 Regel 8: Schirmung (3)Um einen störungssicheren Betrieb einer Anlage zu gewährleisten, sind Leitungen miteiner möglichst großen Oberfläche (nicht Querschnitt) wichtig. Hochfrequente Strömefließen nicht durch den gesamten Leitungsquerschnitt, sondern überwiegend auf derAußenhaut eines Leiters (Skin-Effekt).

Folgende Maßnahmen sind erforderlich. Schließen Sie den Schirm stets großflächig mittels Metall-Kabelschellen an.

W EMV-Regeln


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Abb. 9: Großflächiger Schirmanschluss mit Kabelschellen

Verwenden Sie Submin D Stecker mit leitenden Steckergehäusen. Legen Sie die Abschirmung großflächig an der Zugentlastung des Steckerge‐

häuses auf. Der Schirm muss vom 0 V Pin des Steckers getrennt sein.

Kabelschirme, die beidseitig mit langen Beidrähten an Anschlussklemmen oderKontakten von Steckverbindern angeschlossen werden, reduzieren die Schirmwir‐kung um ca. 70%. Verwenden Sie den metallischen Handschutz des Steckverbinders zur

flächigen Kontaktierung des Schirms.

Abb. 10: Flächige Schirmkontaktierung bei Submin D Stecker

Bei einem schlechtem Potentialausgleich zwischen den Schirmanbindungenverlegen Sie einen zusätzlichen Ausgleichsleiter unmittelbar parallel zum Schirm. Der Querschnitt sollte größer als 10 mm sein. Verwenden Sie möglichst ein Kupfermasseband. Befestigen Sie den zusätzlichen Ausgleichsleiter ohne Schleifen parallel an

der Signalleitung (z. B. mit Isolierband).

EMV-Regeln W


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Abb. 11: Ausgleichsleiter an der Signalleitung

3.9 Regel 9: Schirmung (4) Legen Sie die Schirmung bei der Kabeleinführung in den Schrank direkt am

Schrankeintritt auf. Vermeiden Sie das Auflegen des Schirmes mit langen Beidrähten (sogenannte

„Mäuseschwänze“).

Abb. 12: Sogenannte „Mäuseschwänze“ sind ungeeignet für die EMV-gerechte Erdung

Die wirkungsvollste Schirmung aller in das Gerät eintretenden Kabel erreichen Sieauf einer gemeinsamen Schirmschiene mit Masseschellen (siehe Abbildung, [A],[C]).

Verbinden Sie die Schirmschiene beidseitig gut leitend und großflächig mit demSchrankgehäuse (siehe Abbildung, [B]). Alternativ kann die Schirmschiene aneinem gemeinsamen Sternpunkt geerdet werden.

Als Zugentlastung dient eine gemeinsame Kabelabfangschiene (siehe Abbildung,[D]).

W EMV-Regeln


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Abb. 13: EMV-gerechte Kabeleinführung in einen Schrank: A=Schirmschiene,B=Schaltschrankgehäuse, C=Erdungschellen, D=Zugentlastung

Schirmen Sie die Kabel auch maschinenseitig.

Empfehlungen für Anschluss eines einzelnen Frequenzumrichter-/Servoverstärkermoduls:

Werden lediglich die Kabel eines einzelnen Frequenzumrichter- bzw. Servoverstärker‐moduls vom Steuerungsschrank zur Maschine geführt, empfiehlt SIEB & MEYERfolgende Maßnahmen: Legen Sie die Schirme der Kabel über Erdungsschellen direkt am Modul auf.

Dadurch werden Ableitströme verringert, so dass keine Störungen vom Schirmdes Motorkabels in das Umfeld gelangen. Ableitströme fließen direkt zur Stör‐quelle zurück.

3.9.1 EMV-SammelschieneIm Gehäuse befindet sich eine Sammelschiene, die als zentrale Schirmschiene für denSchirm der Kabel verwendet wird. Der Anschluss der Kabel an die Sammelschieneerfolgt über Schirmanschlussklemmen (z.B. Typ SK 8-D, SK 14-D von Phoenix).

EMV-Regeln W


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Herstellen eines Kontaktes zwischen Kabel und EMV-Sammelschiene

1. Entfernen Sie den Kunststoffmantel desKabels an der Stelle, an der ein Kontakthergestellt werden soll.

2. Lösen Sie die Schraube an der Schirman‐schlussklemme.

3. Führen Sie das Kabel entsprechend derAbbildung durch die Schirmanschluss‐klemme und ziehen Sie die Schraube fest.

Artikelnummern für Schirmanschlussklemmen

Typ Anschlussart Max. AnzugsdrehmomentArtikelnummer

SIEB & MEYER Phoenix

SK 8-D Aufschrauben (M4) 0,6 Nm 31594408 3026861



Motorkabel

Legen Sie den Kabelschirm an der zentralen Sammelschiene am Gehäuse auf.

Kabel, deren Stecker nicht im Steckergehäuse geerdet sind

Legen Sie den Kabelschirm an der zentralen Sammelschiene am Gehäuse undam Steckergehäuse auf.

3.10 Regel 10: Relais und SchützeBeim Schalten induktiver Lasten können Hochfrequenzen oder Spannungsspitzenauftreten, wenn der Stromfluss abrupt unterbrochen wird. Diese können durch sog.„RC-Löschkombinationen“ neutralisiert werden. Dadurch wird die elektromagnetischeVerträglichkeit verbessert. Versehen Sie Relais/Schütze and den Schaltkontakten mit RC-Löschkombinati‐

onen. In Gleichsspannungs-Schaltkreisen sollte parallel zur Relaisspule eine Freilauf‐

diode angeschlossen werden. Dies schützt die anderen Bauelemente des Strom‐kreises vor hohen Selbstinduktionsspannungen und somit auch vor einer mögli‐chen Zerstörung.

EMV-Sammelschiene: [A] = EMV-Sammelschiene, [B] = Schirman‐schlussklemme

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3.11 Regel 11: NetzfilterEMV-Netzfilter werden für Servoverstärker und Frequenzumrichter in der Leistungs‐elektronik eingesetzt und erfüllen folgende Aufgaben: Reduzierung niederfrequenter Störgrößen und Netzrückwirkungen gemäß

DIN EN 61800-3, CISPR 11 Anlagenschutz vor Störimpulspaketen (Burst) gemäß DIN EN 61000-4-4 und tran‐

sienten Überspannungen (Surge) gemäß DIN EN 61000-4-5 Schutz vor Netzrückwirkungen durch Dämpfung (symmetrisch und asymmetrisch)

bei Frequenzen von 10 kHz bis 40 kHz (erfüllt die Grenzwerte gemäßDIN EN 61800-3, CISPR 11)

Störimpulspakete (Burst)

Die Netzspannung ist häufig mit Störimpulsen überlagert, die z. B. durch Ein- undAusschalten von Leuchtstoffröhren oder induktiver Lasten entstehen. Diese Überspan‐nungen können sehr große Werte (bis zu mehreren kV) erreichen. Obwohl dieseStörungen eine geringe Impulsdauer und kleine Stromwerte aufweisen, beeinflussensie die reibungslose Funktion elektronischer Geräte oder Anlagen. Diese Störungenwerden durch den Einsatz von Netzfiltern unterdrückt, so dass eine störungsfreieFunktion der Geräte gemäß DIN EN 61000-4-4 gewährleistet ist.

Stoßspannung (Hybrid)

Durch Blitzschlag oder große induktive Lasten entstehen hohe transiente Überspan‐nungen. Diese sog. Stoßspannungen verursachen Störungen in Geräten und Anlagenbzw. deren Zerstörung. Diese Störgrößen werden durch den Einsatz eines EMV-Netz‐filters gedämpft.

ACHTUNGAnschluss von Netzfiltern

Beachten Sie die Anschlusshinweise des Netzfilter-Herstellers, um eine ausrei‐chende Filterwirkung sicherzustellen.

Geeignete Netzfilter erhalten Sie auf Anfrage bei SIEB & MEYER (sieheAbschnitt 7.2 „Netzfilter der TDK & EPCOS Gruppe“, Seite 35).

Für Hinweise zur Montage eines Netzfilter berücksichtigen Sie Kapitel 8„Montage und Anschluss von Netzfiltern“, Seite 37.

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4 Fachgerechte Erdung einer AnlageFür die fachgerechte Erdung einer Anlage müssen die EMV-Regeln und die relevantenEG-Richtlinien beachtet werden.

4.1 Maßnahmen durch SIEB & MEYERIn der Praxis treten häufig Störungen auf, die auf eine nicht fachgerechte Erdung einerAnlage (Maschine, Motor, CNC etc.) zurückzuführen sind. Diese Störungen äußernsich z. B. als Positionierprobleme oder unruhigem Lauf oder Schwingen der Achsen.

Zur Minimierung dieser Störungen führt SIEB & MEYER in allen Produkten folgendeMaßnahmen durch: Der Schutzleiteranschluss ist mit „PE“ gekennzeichnet (PE = protective earth). Die Masseanschlüsse mit Erdpotential sind mit dem -Zeichen gekennzeichnet. Bei SIEB & MEYER-Geräten, die über die Spannungsversorgung der Maschine

versorgt werden, muss zwischen dem PE-Anschluss des SIEB & MEYER-Gerätesund der Erdungsschiene eine den EMV-Richtlinien entsprechende Masseverbin‐dung hergestellt werden.In diesem Fall wird der gelb-grüne Draht des Spannungsversorgungskabels amSIEB & MEYER-Gerät nicht benötigt.

4.2 Anschlusshinweise nach DIN EN 60204-1Die Hauptforderungen gemäß DIN EN 60204-1 (Elektrische Ausrüstung vonMaschinen) lauten:1. Durchgehende Verbindung des Schutzleitersystems

Alle Komponenten der elektrischen Ausrüstung und der Maschine(n) müssen mitdem Schutzleitersystem verbunden sein.

2. Der PE-Punkt darf innerhalb einer Anlage nur einmal vorhanden sein.Alle Masseanschlüsse werden baumförmig zu einem Sternpunkt verbunden.

GEFAHRGefährliche Spannungen

Bei Verwendung von Filtern entstehen auf dem Schutzleiter (PE) Ableitströme, dieim Fall eines Fehlers wesentlich größer als die Nennwerte werden können. ZumSchutz vor gefährlichen Spannungen müssen Filter daher vor dem Einschaltengeerdet werden. Der Einsatz eines FI-Schutzschalters ist unter Umständen nichtmöglich. Bei Ableitströmen ≥3,5 mA sind nach DIN EN 50178 - DIN VDE 0160folgende Maßnahmen erforderlich:

Versehen Sie das elektronische Betriebsmittel mit einem festen Anschluss ohneSteckverbinder und bringen Sie einen entsprechenden Warnhinweis auf demGerät an. Dieser ist auch in die Dokumentation des Gerätes einzufügen.

Verwenden Sie einen Schutzleiter mit einem Leiterquerschnitt von mindestens10 mm² oder

verlegen Sie über getrennte Klemmen einen zweiten Schutzleiter elektrisch parallelzum ersten Schutzleiter.

W Fachgerechte Erdung einer Anlage


4

Beachten Sie folgende Punkte/Maßnahmen: Der PE-Punkt ist in der Regel der Anschlusspunkt des PE-Leiters der Spannungs‐

versorgung oder der Erdungsanschluss einer separaten Erdung der komplettenAnlage.

Sind mehrere Punkte innerhalb der Anlage mit „PE“ gekennzeichnet, sollten Sieeine „PE“-Kennzeichnung als zentralen PE-Punkt festelegen und alle anderenKennzeichnungen mit dem -Zeichen überkleben.

Abb. 15: Masseanschlüsse baumförmig zu einem Sternpunkt verbinden, einen PE-Punktfestlegen und kennzeichnen

Motoren werden möglichst impedanzarm mit den -Punkten der Maschineverbunden.

Es sollte keine Masseverbindung von den Ausgängen der Servoverstärker überdie Motoreinspeisungen hergestellt werden!

Motoren, die auf einem isolierten Maschinenteil montiert sind (z. B. Linearmotoren,Handschrauber, usw.), müssen großflächig an der Maschine geerdet werden.

Erdungsleitungen müssen immer großflächig ausgelegt sein. Masseleitungen sollten möglichst kurz sein. Massebänder (geflochtene Kupfergewebebänder), bestehend aus vielen dünnen

Drähten, bieten eine größere Fläche als nur eine feste Ader mit großem Quer‐schnitt.

4.3 Problematik einer Erd- oder MasseschleifeEine Erd- oder Masseschleife wirkt wie ein Sender eines Störsignals. In niederen undhöheren Frequenzbereichen werden Nutzsignale über das Erdleitersystem auf andereSchaltkreise übertragen und wirken dort als Störsignal (z. B. 50 Hz-Netzbrummen odermit 10/20 kHz getaktete Motorleitungen).

Auch wenn scheinbar alle Massepunkte ein identisches Potential besitzen (mit Ohm-Meter gemessen), bestehen für die Hochfrequenz doch Potentialunterschiede (z. B.durch die Leitungsimpedanzen) und es fließen entsprechende Ströme. Dadurch wirkenMasseschleifen als Rahmenantennen, die Störungen sowohl empfangen als auchsenden. Diese Störungen können z. B. Zählimpulse auslösen oder Schwebungen inden Antrieben hervorrufen.

Doppelte Erdungen sollten vermieden werden: Durch doppelte Erdungen über denSchutzleiter kommt es zu einer zweifachen, direkten Verbindung der Massepotentialeder beteiligten Geräte und der Bildung einer Erdschleife.

Beachten Sie folgende Punkte/Maßnahmen: Verwenden Sie kurze Masseleitungen:

Jeder unnötige Draht beinhaltet eine zusätzliche Störungsquelle. Nicht alle Komponenten müssen direkt an einem Sternpunkt geerdet werden.

Unterverteilungen in Form einer Baumstruktur sind zulässig. Untervertei‐lungen sparen nicht nur Kabel, sondern sorgen für Übersichtlichkeit in derVerkabelung.

Fachgerechte Erdung einer Anlage W


4

Verbinden Sie alle Erdleitungen mit einer zentralen Erdungsschiene (siehe Abbil‐dung, [A]).

Führen Sie die Schirmung der Motorkabel von der Antriebssteuerung direkt zumMotor (siehe Abbildung, [B]). Erden Sie die Motoren ausschließlich an derMaschine.

Abb. 16: Anschlussbeispiel zur Vermeidung vom Erdschleifen

4.4 Servoverstärker und FrequenzumrichterDieser Abschnitt enthält spezielle Informationen, die für die EMV-gerechte Verdrahtungvon Servoverstärkern und Frequenzumrichtern beachtet werden müssen.

4.4.1 LeistungskabelIm Folgenden sind die erhältlichen Leistungskabel gelistet. Für jedes Kabel ist ange‐geben, ob es zum Anschluss der SIEB & MEYER-Antriebe geeignet ist.

Symmetrisch geschirmtes Kabel: 3 Phasen konzentrischer Schirm (PE)Dieses Kabel ist für alle Leistungsanschlüsse geeignet.

Symmetrisch geschirmtes Kabel: 3 Phasen konzentrischer Schirm (PE): Belastbarkeit des Schirms ist

kleiner als 50% der Belastbarkeit einer PhaseDieses Kabel ist nur mit einem zusätzlichem Schutzleiter (PE)für die Leistungsanschlüsse geeignet.

Symmetrisch geschirmtes Kabel: 3 Phasen symmetrischer Schutzleiter (PE)Dieses Kabel ist für alle Leistungsanschlüsse geeignet.



4

Symmetrisch geschirmtes Kabel: 3 Phasen mit jeweils eigenem SchirmDieses Kabel ist nicht für die Leistungsanschlüsse geeignet.

4-Leiter-Kabel (geschirmt): 3 Phasen 1 Schutzleiter (PE)Dieses Kabel ist nicht für den Motoranschluss geeignet, wennder Leiterquerschnitt einer Phase größer als 10 mm² ist.

4 Einzelleiter: 3 Phasen 1 Schutzleiter (PE)Dieses Kabel ist nicht für den Motoranschluss geeignet.

4.4.2 Motorkabel

GEFAHRGefährliche Körperströme

Zur Sicherheit von Geräten und Personen sind Erdungs- und Schirmungsmaß‐nahmen erforderlich. Ohne niederohmige Erdung ist die Sicherheit des Bedienersnicht gewährleistet. Für die Erdung muss generell eine der folgenden Tätigkeitendurchgeführt werden: Legen Sie das Motorgehäuse auf Maschinenerde oder verbinden Sie den Erdanschluss des Motorsteckers mit dem zentralen

Erdungspunkt der Maschine.

Für die Schirmung beachten Sie Folgendes: Verwenden Sie generell abgeschirmteMotorkabel.

Beachten Sie die Hinweise zum Maschinenanschluss (Kapitel 5 „Maschinenan‐schluss“, Seite 29 ff.).

ACHTUNGStörende Masseschleifen

Durch unsachgemäßen Anschluss von Schutzleiterverbindungen in Motorkabelnkönnen störende Masseschleifen und Funktionsausfällen des Motors auftreten.

Legen Sie Schutzleiterverbindungen, die in Motorkabeln zusätzlich geführt werdendirekt an der Schirmleitung auf und kennzeichnen Sie diese mit T oder PE.

Sollte sich dies als unpraktisch erweisen, verzichten Sie auf die Schutzleiterverbin‐dung in den Motorkabeln und verlegen Sie eine separate Schutzleiterverbindungparallel zu den Motorkabeln.

Sorgen Sie stets dafür, dass das Kabel zum Antrieb zurückgeführt wird! Das Kabeldarf mit keiner anderen Masseschleife verbunden werden. Durch die beschriebenen Maßnahmen werden störende Masseschleifen

vermieden.

Für die Motoren ist eine abgeschirmte Leitung auszuwählen, um Störungen so geringwie möglich zu halten.



4

Der Kabelschirm muss großflächig über 360° angeschlossen werden. Zudem solltedas Motorkabel möglichst kurz sein, um die elektromagnetische Störaussendung undkapazitive Ströme zu reduzieren.

Abb. 17: Anschluss von Motoren

4.4.3 Kabel für die Rotor-LageerkennungBeachten Sie folgende Hinweise für die Anschlusskabel der Messsysteme an Servo‐verstärkern: Verwenden Sie eine abgeschirmte Leitung mit abgeschirmtem Submin D

Gehäuse. Legen Sie den Schirm des Kabels auf der Seite des Servoverstärkers auf das

Submin D Gehäuse auf. Legen Sie den Schirm auf das Gehäuse des Messsystems auf.

Folgende Tabelle enthält Beispiele für die Verwendung vonMotor(Art des Messsystems)

Leitung

Motoren mit Resolver Motoren mit integriertem Thermokontakt:LIYCY 3 x 2 x 0,14 bzw. 4 x 2 x 0,14 Abgeschirmte, paarig verdrillte Leitung. Drillmodus: Sinus/Sinus, Cosinus/Cosinus Rotor/Rotor und ggf. Thermokontakt/ThermokontaktFür kritische Anwendungen empfiehlt SIEB & MEYER eine zusätzlicheAbschirmung der einzelnen Paare.

Motoren mit Inkremental‐geber

Motoren mit integriertem Thermokontakt:LIYCY 5 x 0,14 bzw. 7 x 0,14

Motoren mit Hall-Sensorund Tachogeneratoren

Motoren mit integriertem Thermokontakt:LIYCY 9 x 0,14 bzw. 12 x 0,14

4.4.4 Leitungen für den externen BallastwiderstandBeachten Sie folgende Hinweise für die Leitungen von externen Ballastwiderständen: Die Leitungen zum externen Ballastwiderstand von REX und +UB sollten paarig

verdrillt sein. Wenn die Leitung länger als 20 cm ist, verwenden Sie ein abgeschirmtes Kabel.



4

4.5 Unterschiedliche MassepotentialeBei vielen Geräten wird durch Potentialtrennung von unterschiedlichen Massepoten‐tialen gesprochen. Speziell in extrem elektromagnetisch gestörten Umgebungen (z. B.in Schaltschränken mit unterschiedlichen Geräten der Leistungselektronik) ist eineErdung der Massepotentiale vorteilhaft oder sogar notwendig.

Man unterscheidet zwischen Analogmasse (AGND) und Digitalmasse (DGND): Analogmasse (AGND)

Die Analogmasse ist das Bezugspotential für alle analogen Schaltkreise innerhalbeiner Anlage (z. B. für die analogen Sollwerte und Ausgänge).

Digitalmasse (DGND)Die Digitalmasse ist das Bezugspotential für alle digitalen Schaltkreise innerhalbeiner Anlage.

Achten Sie darauf, dass bei Maschinen und Anlagen GND, AGND undDGND verbunden sind. Bei SIEB & MEYER wird dies standardmäßig durch‐geführt.

Zur Vermeidung von Störungen sollten alle Potentiale in einer Baumstrukturmiteinander verbunden werden und Erdschleifen vermieden werden.



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5 Maschinenanschluss

5.1 Allgemeine Hinweise zur VerdrahtungBeim Anschluss der Steuerung sind unterschiedliche Voraussetzungen möglich, die innachfolgenden Abbildungen beschrieben sind.

5.2 Maschinenbett aus leitendem MaterialAnschlussprinzip

z.B. Maschinen aus Stahl Der Motor ist über den Flansch leitend mit der Maschine verbunden. Der Schirm ist nicht mit dem Motor verbunden. Die PE-Leitung ist im Motorkabel aufgetrennt. Die Maschine muss geerdet sein.

Abb. 18: Anschlussprinzip für Maschinen aus leitendem Material

W Maschinenanschluss


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5.3 Maschinenbett aus nicht leitendem MaterialAnschlussprinzip 1

z.B. Maschinen aus eloxiertem Aluminium, Kunststoff oder anderen nicht leitendenMaterialien (z.B. Keramik, Granit oder Beton) Der Motor ist über den Flansch nicht leitend mit der Maschine verbunden. Der Schirm ist nicht mit dem Motor verbunden. Die PE-Leitung des Motors ist parallel zur Motorleitung durchverbunden. Der Schutzleiter (PE) des Motors und der Schirm werden direkt am Antrieb auf

Erde gelegt.

Abb. 19: Anschlussprinzip 1 für Maschinen aus nicht leitendem Material

Anschlussprinzip 2

Der Motor ist über den Flansch nicht leitend mit der Maschine verbunden. Der Schirm ist nicht mit dem Motor verbunden. Die PE-Leitung des Motors ist in der Motorleitung mitgeführt. Der Schutzleiter (PE) des Motors und der Schirm werden direkt am Antrieb auf

Erde gelegt.

Abb. 20: Anschlussprinzip 2 für Maschinen aus nicht leitendem Material

Maschinenanschluss W


5

6 Verdrahtung eines GeräteschranksSteuerungen der älteren Generation sind oftmals in einem Geräteschrank unterge‐bracht. Dieses Kapitel beschreibt die Regeln, die bei der Verdrahtung eines Geräte‐schranks beachten wurden.

6.1 Aufbau und LeitungsverlegungGrundsätzliches zur Leitungsverlegung

Alle Leitungen sind ihrer Aufgabe entsprechend unter Berücksichtung der EMV-Regelnverlegt. Leitungen der Spannungsversorgung sind entlang der rechten Schrankwand mit

einem dazwischengeschalteten Filter verlegt. Motor- und Steuerleitungen werden (räumlich voneinander getrennt) von der

Schirmschiene über Kabelhalteschienen mit separaten Kabelhalterungen zumServoverstärker geführt.

Die Flachbandkabel werden von der Bodenplatte zur CNC-Steuerung entlang derlinken Schrankwand verlegt.

Aufbau und Verdrahtungshinweise

Ein innen vollständig verchromter oder verzinkter Schrank ist im Hinblick aufdie EMV-Richtlinien besonders geeignet.

Abb. 21: Aufbau eines SIEB & MEYER-Geräteschranks

W Verdrahtung eines Geräteschranks


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[1] Schrank[2] Schranktür[3] Massebänder zwischen Schrank und Schranktür[4] Schirmschiene[5] Masseschiene mit Erdpotential[6] getrennte Kabeleinführungen[7] Netzfilter

Im Geräteschrank wird hinten rechts eine verchromte Rasterschiene als tragendes Teilverwendet. Diese Rasterschiene dient gleichzeitig als Massesternpunkt. Alle Masseverbindungen sind großflächig ausgeführt:

Chassis-Erdungsplatte Netzfilter [7] Schirmschiene [4]

Weitere Erdungen werden mit kurzem und breitem impedanzarmen Gewebebandausgeführt ( z. B. die Verbindung zwischen Chassis und Tür [3]).

Am Schrankeintritt ist jedes abgeschirmte Kabel mit der Abschirmung auf dieSchirmschiene aufgelegt [6].

Die Schirmschiene ist gut leitend mit dem Massesternpunkt verbunden [4]. Die Netzfilter sind unmittelbar am Geräteeintritt oder an der Störquelle platziert [7]. Die Filtermasseleitung ist sehr impedanzarm ausgeführt und großflächig auf der

verchromten Rasterschiene aufgelegt. Um Störschleifen zu vermeiden, wird das Netzfilter nicht zusätzlich geerdet.

6.2 SchutzleiterdrosselDurch Störströme in Schutzleitern ist es möglich, dass der FI-Schalter (RCD = residualcurrent protective device) aktiviert wird. Dieses Problem kann mit Hilfe einer Schutzlei‐terdrossel behoben werden.

Für die Drossel sind folgende Punkte zu beachten: Die Drossel muss die internationalen Vorschriften über Funkenstördrosseln (DIN

EN 60938-1) erfüllen, d.h. es darf keine Spannung über der Drossel von ≤4 VACoder höher bei einem Strom von 4 x INenn abfallen.

Die Nenninduktivität LNenn der Drossel sollte 2-6 mH mit einer Frequenz von~fRes = ~0,3 MHz betragen.

Der Drahtquerschnitt der Schutzleiterdrossel muss dem Drahtquerschnitt desSchutzleiters entsprechen.

Treten trotz Einsatz einer Schutzleiterdrossel Probleme mit FI-Schaltern auf, soverfahren Sie gemäß DIN EN 50178 – Ausrüstung von Starkstromanlagen mit elektron‐ischen Betriebsmitteln, Abs. 5.2.11.1 Ableitstrom und Fehlerstrom.

Verdrahtung eines Geräteschranks W


6

7 LeitungsgebundeneStöraussendung

Die folgende Abbildung zeigt die Installationsumgebungen für Antriebssysteme nachDIN EN 61800-3 sowie die entsprechende Störaussendungskategorie:

Abb. 22: EMV und Installationsumgebung

Hochfrequente leitungsgebundene Störaussendung im Bereich von 150 kHz – 30 MHzentsteht durch Schalten der Leistungsendstufen und anderer Schaltregler im PDS(PDS = power dive system = Antriebssystem).

Die in diesem Kapitel angegebenen Angaben zu Filtermaßnahmen entsprechen ermit‐telten Werten aus Messungen an Antriebssystemen mit Motorleitungen bis max. 20 m.

Antriebe von SIEB & MEYER, die mit einer Grundentstörung versehen sind,entsprechen grundsätzlich den Grenzwerten der DIN EN 61800-3, KategorieC3, PDS in zweiter Umgebung, bzw. DIN EN 55011, Grenzwerte für Geräteder Klasse A / Gruppe 2. Sie sind als Teil einer ortsfesten Maschine oderAnlage mit einem fest installierten elektrischen Anschluss vorgesehen.

Grenzwerte der Kategorie C3

Baugröße desPDS

FrequenzbandMHz

Quasi-SpitzenwertdB (µV)

MittelwertdB (µV]

I ≤ 100 A

0,15 ≤ f < 0,5 100 90

0,5 ≤ f < 5,0 86 76

5,0 ≤ f < 30,090

Abnahme mit dem Loga‐rithmus der Frequenz bis 70

80Abnahme mit dem Logarithmus

der Frequenz bis 70

I > 100 A

0,15 ≤ f < 0,5 130 120

0,5 ≤ f < 5,0 125 115

5,0 ≤ f < 30,0 115 105

Sollte jedoch vom Antriebssystem die Einhaltung der Grenzwerte der DIN EN 61800-3,Kategorie C2, bzw. DIN EN 55011Grenzwerte für Geräte der Klasse A / Gruppe 1

W Leitungsgebundene Störaussendung


7

gefordert werden, so sind zusätzliche Filtermaßnahmen erforderlich. Hierfür ist eineinstufiges Netzfilter mit einfacher (CNC) bzw. hoher (Antriebe) Einfügungsdämpfungzu verwenden.

7.1 Netzfilter GEFAHR

Gefährliche Spannungen





Um den Anforderungen der Grenzwerte der DIN EN 61800-3, Kategorie C1, bzw. DINEN 55011 – Grenzwerte für Geräte der Klasse B / Gruppe 1 und 2 gerecht zu werden,ist ein zweistufiges Netzfilter mit sehr hoher Einfügungsdämpfung zu verwenden.

FrequenzbandMHz

Grenzwerte der Kategorie C1 Grenzwerte der Kategorie C2


MittelwertdB (µV]


MittelwertdB (µV]

0,15 ≤ f < 0,5

66Abnahme mit demLogarithmus derFrequenz bis 56

56Abnahme mit demLogarithmus derFrequenz bis 46

79 66

0,5 ≤ f < 5,0 56 46 73 60

5,0 ≤ f < 30,0 60 50 73 60

Hält ein PDS die Grenzwerte der Kategorie C1 in einer ersten Umgebung nicht ein,muss die Gebrauchsanweisung für den Anwender die nachfolgende Warnungenthalten:

Leitungsgebundene Störaussendung W


7

ACHTUNGEinsatz des PDS in einem öffentlichen Niederspannungsnetz

Dieser Typ von PDS ist nicht für den Einsatz in einem öffentlichen Niederspan‐nungsnetz, das Wohngebiete speist, vorgesehen. Wird das Produkt in einemsolchen Netz eingesetzt, sind Hochfrequenzstörungen zu erwarten.

Setzen Sie das PDS nicht in einem öffentlichen Niederspannungsnetz ein.

Wird das PDS dennoch in einem Niederspannungsnetz eingesetzt, sorgen Sie beiHochfrequenzstörungen für enstprechende Entstörmaßnahmen.

SIEB & MEYER empfiehlt zum Erlangen der Kategorie C2 Netzfilter der„TDK & EPCOS Gruppe“ (siehe unten).

7.2 Netzfilter der TDK & EPCOS Gruppe Netzfilter 1- und 3-phasig hohe Dämpfung bedingte FI/RCD-Verträglichkeit

Der Maximalstrom (Imax) muss den Vorsicherungen des Gerätes angepasstwerden.

Bei Einsatz eines solchen Netzfilters entstehen sehr hohe Ableitströme, daCy > 1,5 μF. Folglich ist es nur bedingt verträglich mit einem FI-Schalter.

Unter Angabe der entsprechenden Artikelnummer erhalten Sie das zu Ihrem Gerätpassende Netzfilter der „TDK & EPCOS Gruppe“ bei SIEB & MEYER:SIEB & MEYER-Artikelnummer Nennstrom (INenn) Ableitstrom (Iabl)

35063080 (1-phasig) 20 A 7,9 mA

35063101 (3-phasig) 25 A 15 mA

35063103 (3-phasig) 50 A 15 mA

35063106 (3-phasig) 90 A 18 mA

35063107 (3-phasig) 120 A 18 mA

35063109 (3-phasig, 2-stufig / hohe Dämpfung)(1) 220 A 5 mA

35063115 (3-phasig) 220 A 17 mA(1) Das Netzfilter 35063109 ist zum 30.09.2019 abgekündigt.

7.3 StörfestigkeitBei konsequenter Berücksichtigung der EMV-Regeln (Kapitel 3 „EMV-Regeln“,Seite 13) und den Hinweisen zur fachgerechten Erdung und Verdrahtung (Kapitel 4„Fachgerechte Erdung einer Anlage“, Seite 23) werden die Mindestanforderungen andie Kriterien des Betriebsverhaltens (Annahmekriterien) A bzw. B der DIN EN 61800-3bzw. DIN EN 61000-6-2 für PDS, die für den Einsatz in der zweiten Umgebung vorge‐sehen sind, eingehalten.

W Leitungsgebundene Störaussendung


7

Leitungsgebundene Störaussendung W


7

8 Montage und Anschluss vonNetzfiltern

Die Aufgabe von Netzfiltern ist in Abschnitt 3.11 „Regel 11: Netzfilter“,Seite 22 beschrieben.

8.1 MontageBeachten Sie folgende Punkte bei der Montage eines Netzfilters: Platzieren Sie das Netzfilter so dicht wie möglich am Gerät (Geräteeintritt).

Ist der Abstand zwischen Netzfilter und Gerät größer als 30 cm, müssen Siezwischen Netzfilter und Gerät eine geschirmte Leitung verwenden.

Vermeiden Sie das sog. „Übersprechen“ (siehe Abbildung, [A]). Wir empfehlen diein der Abbildung dargestellte Anordnung des Filters und der Leitungen (Abbildung,[B]).

Gewährleisten Sie eine gut leitende großflächige Verbindung, Metall auf Metall. Entfernen Sie isolierende Lacke bei der Montage im Schaltschrank. Montieren Sie das Filter flächig zum Erdpotential (Schrankgehäuse, Montage‐

blech, usw.). Die Verbindung zum Erdpotential muss so kurz wie möglich sein (kürzer als

50 mm) Die Verbindung zum Erdpotential muss möglichst breit sein (mindestens 10 mm).

Verschrauben Sie beispielsweise ein flaches Kupfermasseband oder das Filtergroßflächig auf der Auflagefläche.

Abb. 23: Montage eines Netzfilters

[1] Filter

8.2 AnschlussDieser Abschnitt beschreibt, was Sie beim Anschluss eines Netzfilters beachtenmüssen.

W Montage und Anschluss von Netzfiltern


8

GEFAHRGefährliche Spannungen





Um eine einwandfreie Funktion einphasiger Geräte (z. B. Lüfter) zu gewähr‐leisten, dürfen diese nicht an ein dreiphasiges Netzfilter angeschlossenwerden.

SIEB & MEYER AC-Servoverstärker dürfen gemäß EMV-Richtlinie2014/30/EU nur mit vorgeschaltetem Netzfilter betrieben werden. Andernfallstreten Störungen in der Umgebung des Servoverstärker auf.

Bei Verwendung von Netzteilen mit integriertem Netzfilter verwendet, ist keinzusätzlicher vorgeschalteter Netzfilter für den AC-Servoverstärker erforder‐lich.

Leitungen vom und zum Netzfilter: Verlegen Sie die Leitungen zum und vom Netzfilter immer getrennt voneinander. Führen Sie die Leitungen in jeweils separaten Kabelkanälen.

Servoverstärker und Frequenzumrichter, bei denen die Motoransteuerung nicht ausrei‐chend entstört ist: Führen Sie das Motorkabel durch einen Ringkern. Die Windungszahl ist abhängig

vom verwendeten Gerät (siehe Produktdokumentation). Halten Sie den ungeschirmten Teil der Leitung so kurz wie möglich.

Im Geräteschrank befindet sich nur eine Störungen aussendende Komponente (z. B.ein Servoverstärker zwischen mehreren Steuereinheiten): SIEB & MEYER empfiehlt, die Störungen direkt an der Störquelle zu filtern:

Dadurch werden Gegentaktstörsignale direkt am Entstehungsort abgeleitet und eventuelle

Gleichtaktstörungen abgeblockt und Nachbarkomponenten im Geräteschrank nicht gestört.

Erdung: Verbinden Sie das Netzfilter nur einmal mit dem Erdpotential. Verlegen Sie die Erdung auf kürzestem Weg parallel zur gefilterten Spannungs‐

versorgung zum Erdanschluss des Servoverstärkers.

Montage und Anschluss von Netzfiltern W


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9 Störfestigkeit empfindlicherSchaltkreiseDieser Abschnitt beschreibt die Störfestigkeit elektronischer Schaltkreise und Kompo‐nenten. Aufgrund ihrer Vielfalt kann hier nur auf einen Teil elektronischer Schaltkreiseeingegangen werden. Unterschiede in der Bauart führen zudem zu unterschiedlichenEigenschaften und Verhaltensweisen von Bauteilen, die bei der Auslegung von Schalt‐kreisen berücksichtigt werden müssen.

In der Industrie werden in der Regel Schaltkreise verwendet, die vollständig oder fastunempfindlich gegen Störungen sind. In der Praxis müssen jedoch weitere Faktorenberücksichtigt werden, z. B. wie groß der Störungseinfluss durch andere Komponentenist.

9.1 Einteilung der KomponentenNach dem Grad ihrer Störfestigkeit werden die Komponenten von Schaltkreisen infolgende Kategorien eingeteilt: nicht empfindliche Komponenten relativ unempfindliche Komponenten empfindliche Komponenten sehr störempfindliche Komponenten

9.1.1 Nicht empfindliche KomponentenFolgende Komponenten gelten als nicht empfindlich gegen Störungen: Relais Spulen Schaltgetriebe elektromechanische Instrumente einfache elektrische Schaltkreise

9.1.2 Relativ unempfindliche KomponentenViele elektronische Systeme sind relativ unempfindlich gegen Störungen getakteterAntriebe. Hierzu müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein: Die Systeme sind nicht direkt an Störausstrahlungen von Antrieben gekoppelt und enthalten keine Komponenten , die als sehr empfindlich gegen Störungen gelten.

Folgende Komponenten gelten als relativ unempfindlich, wenn o.a. Voraussetzungenerfüllt sind: speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) digitale elektronische Schaltkreise (z. B. Computer) analoge Schaltkreise mit hohen Signalpegeln (U > 1 V)

W Störfestigkeit empfindlicher Schaltkreise


9

9.1.3 Empfindliche KomponentenFolgende Komponenten gelten als störempfindlich, wenn z. B. die Verbindungen sehrlang und/oder ungeschirmt sind. Analoge Messsysteme mit niedrigen Spannungspegeln:

Thermokoppler Temperatursensoren, die ihren Widerstand in Abhängigkeit von der Tempe‐

ratur ändern (NTC/PTC) Dehnungsmessstreifen ph-Sensoren und ähnliche Instrumente

analoge Messsysteme mit hohen Spannungspegeln (U > 1 V) mit langen unge‐schützten Verbindungsleitungen und einer Auflösung größer 1:1000

analoge Schaltkreise mit sehr schnellen Reaktionen oder großer Bandbreite, z. B.Audio-SchaltungenAnmerkung: Industrielle Schaltungen arbeiten meistens mit einer möglichstgeringen Taktrate, um eine niedrige Störanfälligkeit gegen transiente Störgrößenzu gewährleisten.

Videoschaltungen, z. B. TV-Geräte oder Monitore digitale Datenleitungen, wenn sie ungeschirmt sind oder in einer unüblichen Konfi‐

guration installiert wurden.Anmerkung: Schnittstellen (RS232, RS485, Ethernet) sind in der Regel störungs‐fest, wenn sie mit einem ausreichend geschirmtem Kabel installiert werden.

Näherungsschalter, die mit hochfrequenten Oszillatoren arbeiten (z. B. kapazitiveTypen)

9.1.4 Sehr störempfindliche KomponentenZu den sehr empfindlichen Komponenten gehören Systeme, die speziell zur Erfassungelektromagnetischer Felder in Frequenzbereichen von 100 Hz bis 5 MHz entwickeltwurden. Lang- und Mittelwellenempfänger induktive Schleifen, Sensoren und Kommunikationssysteme Kommunikationssysteme über Netzleitungen

Ausnahmen: Fernsehgeräte, VHF-Empfänger, Mobiltelefone, Funkfernbedienge‐räte und andere moderne Funk-Systeme, die in sehr hochfrequenten Bereichenarbeiten.

Störfestigkeit empfindlicher Schaltkreise W


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10 Sicherheitstechnische Aspekte, FI-Schalter (RCD)Eine sinnvolle und wirtschaftliche Entstörung mittels Filter ist nur möglich, wenn gleich‐zeitig der Ableitstrom durch zusätzliche Kapazitäten erhöht wird. Beispielsweise kanndurch Einfügen von Kondensatoren zwischen den Phasen und dem Erdpotential dieasymmetrische Störkomponente reduziert werden. Eine zu hohe Gesamtkapazitätbewirkt jedoch möglicherweise das Auslösen des FI-Schalters.

Die für Filter genannten Werte für Ableitströme gelten nur im Falle eines Fehlers.Sicherheitstechnisch verfahren Sie gemäß DIN VDE 0160 / DIN EN 50178 (Ausrüs‐tung von Starkstromanlagen mit elektronischen Betriebsmitteln). Gemäß DINVDE 0160 sind bei Ableitströmen bis zu 3,5 mAAC und einem Festanschluss keinebesonderen zusätzlichen Erdungsmaßnahmen erforderlich. In der Praxis ist dies nurfür sehr kleine Leistungen mit sehr kurzem Motorkabel realisierbar.

Die Verwendung einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (FI-Schalter) in Kombination mitmehreren elektronischen Betriebsmitteln kann dazu führen, dass die Schutzeinrichtungauslöst, wenn der Gesamtableitstrom der Hochfrequenzfilter zu groß ist. Dies trifft z. B.häufig für Anwendungen mit Servoverstärkern und Frequenzumrichtern zu.

Wird in fest angeschlossenen Geräten der betriebsmäßige Ableitstrom von 3,5 mAüberschritten, muss eine der folgenden Bedingungen erfüllt werden: Verlegen Sie einen zweiten Schutzleiter. beachten Sie dabei folgende Punkte:

Verlegen Sie den zweiten Schutzleiter über getrennte Klemmen elektrischparallel zum ersten Schutzleiter.

Der zweite Schutzleiter muss für sich allein die Anforderung der DINVDE 0100, Teil 540 / IEC 364-5-54 erfüllen (Schutzleiterquerschnitt mindes‐tens 10 mm2).

Überwachung des Schutzleiters durch eine Einrichtung, die im Fehlerfall zu einerAbschaltung der Stromversorgung führt.

Verbinden Sie den Schutzleiter des Stromkreises mit dem Körper des elektron‐ischen Betriebsmittels und der Sekundärwicklung des Transformators. ErgänzenSie einen entsprechenden Eintrag in den Betriebsunterlagen.

Einbau eines Trenntransformators in die Stromversorgung

Zusätzlich muss ein Warnschild in der Nähe des Schutzleiteranschlusses angebrachtwerden.

Die Technische Dokumentation muss folgende Informationen enthalten: Höhe des Ableitstroms Mindestquerschnitt des vom Betreiber anzuschließenden Schutzleiters

Anmerkungen aus der DIN VDE 0100, Teil 410 / IEC 364-4-41: Die Anwendung von Fehlerstrom-Schutzschaltern ist nur als Zusatz zu anderen

Maßnahmen zum Schutz gegen elektrischen Schlag im normalen Betrieb vorge‐sehen.

Die Anwendung von Fehlerstrom-Schutzschaltern mit einem Bemessungsdiffe‐renzstrom ≤30 mA ist im normalen Betrieb als zusätzlicher Schutz gegen elektri‐schen Schlag anerkannt, wenn andere Schutzmaßnahmen fehlen.

W Sicherheitstechnische Aspekte, FI-Schalter (RCD)


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Sicherheitstechnische Aspekte, FI-Schalter (RCD) W


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11 Problematik getakteter AntriebeDieses Kapitel beschreibt die Problematik getakteter Antriebe und die Vorgehensweiseim Hinblick auf die EMV-gerechte Verdrahtung einer Anlage.

Moderne elektronische Steuergeräte enthalten sog. „geschaltete Leistungsteile“ zumAntrieb elektrischer Maschinen. Dreh- und Gleichströme werden durch rhythmischesEin- und Ausschalten von Halbleitern erzeugt.

Der Vorteil dieser Systeme liegt in ihrem sehr hohen Wirkungsgrad.

Nachteilig ist jedoch das Auftreten hochfrequenter Ströme, die sich als Störungen aufbenachbarten Geräte auswirken. Es besteht die Möglichkeit, die Störaussendung zuverringern. Eine vollständige Unterdrückung der Störungen durch Filter führt allerdingszwangsläufig zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrades und einem erhöhtenPlatzbedarf für die Gesamtanlage.

Aufbau einer SIEB & MEYER-Steuerung

SIEB & MEYER-Steuerungen sind nach folgendem Prinzip aufgebaut:

Der größte Teil der hochfrequenten Ströme wird bis zu einem wirtschaftlich vertret‐baren Maß im Inneren der Geräte abgeleitet oder durch Sperrfilter abgeblockt. Eventu‐elle Restströme werden durch Abschirmung und entsprechende Verlegung derLeitungen an einer Abstrahlung gehindert.

Folgender Abschnitt verdeutlicht die oben beschriebene Problematik.

Theoretisch ist die Summe aller Ströme im Kabel K gleich Null. Es dürfte keine Hoch‐frequenz ausgesendet werden. Der kapazitive Strom IK (übergekoppelt vom Motor‐kabel und Motor) stört jedoch dieses Gleichgewicht und fließt auf verschiedenenWegen in das Steuergerät zurück (siehe Abbildung). Es entstehen Schleifen, die zurAussendung von Störungen führen. Dabei gilt: Je größer die Fläche ist, desto mehrSchleifen entstehen.

Der kapazitive Strom fließt außerdem über die Messeinrichtung für leitungsgebundeneStörungen und verschlechtert dort die Messergebnisse einer EMV-Messung. Dasbedeutet: Die gemessenen Ströme fließen über andere elektronische Einrichtungenund verursachen dort Störungen.

Folgende Abbildung zeigt die Rückwirkung des Störstroms bei unterschiedlichenSystemvoraussetzungen.

Abb. 24: Rückwirkung des Störstroms IK in einem System: [A]: mit Rückwirkung des Störstroms,[B]: ohne Rückwirkung des Störstroms

[1] Netzanschlussleitung[2] Netznachbildung

W Problematik getakteter Antriebe


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[3] SIEB & MEYER Schutzvorrichtung gegen Stoßspannungen[4a] Steuerung ohne Netzfilter[4b] Steuerung mit Netzfilter[5] Kabel K mit ungleichem Strom[6] Motor[7] Maschinenbett[8] Schutzleiter[9] Erde

Bei Erdung des Steuergerätes, des Netzfilters und des Motors auf dem Maschinenbettfließt der Ausgleichsstrom IK direkt über das Maschinenbett vom Motor zum Netzfilterund zur Steuerung zurück (siehe Abbildung, [B]).

Bei diesem Aufbau fließt kein Ausgleichsstrom über die Erde zur Steuerung zurück.D. h. benachbarte Geräte werden nicht gestört. Das Maschinenbett stellt folglich eineimpedanzarme Verbindung zur Rückführung des Ausgleichstromes IK zwischen Motorund Steuerung dar.

Durch folgende Maßnahmen stellen Sie sicher, dass Maschine und Steuerung dieAnforderungen der Norm DIN EN 61800-3 erfüllen: Verwenden Sie einen möglichst kurzes Flachbandkabel für die Masseverbindung

zwischen Maschine und Steuergerät. Verwenden Sie zwischen Filter und Schrankgehäuse eine extrem kurze Masse‐

verbindung (<50 mm). Legen Sie alle Abschirmungen großflächig auf. Führen Sie die Verbindungskabel als geschlossene Bündel zur Maschine und

teilen Sie diese erst dort auf. Verlegen Sie Leistungskabel und Signalkabel getrennt voneinander. Schließen Sie den Überspannungsableiter (Surge Arrestor) an die Maschine an

(Abschnitt 14.5 „Überspannungsschutz FLASHTRAB“, Seite 73) . Bei Verwendung eines Transformators, müssen Sie folgende Aufbaureihenfolge

einhalten: Netz → Transformator → Überspannungsableiter → Filter → Steuergerät Achten Sie auf möglichst kurze HF-Masseverbindungen (z. B. Kupfergewebe‐

bänder) Beachten Sie, dass die grün-gelben Erdungsdrähte nur zum Schutz gemäß der

VDE-Bestimmungen dienen. Zum Schutz vor hochfrequenten Strömen müssenHF-Masseverbindungen so kurz und großflächig wie möglich gehalten werden(z. B. Kupfergewebebänder).

11.1 PrüfdummyZum Nachweis der EMV-Kompatibilität prüft SIEB & MEYER alle Geräte in einerVersuchsanordnung, in der die Maschine und die Verdrahtung simuliert werden. AlsNachbildung der Maschine dient ein Prüfdummy.

Der Prüfdummy besteht aus einer Stahlplatte, auf der Motoren, Sensoren und ein Teilder Entstörmittel montiert sind. Die Kapazität des Prüfdummy entspricht der einermittelgroßen Maschine. Der Prüfdummy bildet die HF-Eigenschaften einer wirklichenMaschine nach.

Der Aufbau des Prüfdummy wurde in einem anerkannten Prüflabor vermessen undwird regelmäßig durch Feldmessungen überprüft.

Problematik getakteter Antriebe W


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12 EG/EU-RichtlinienAnwendung der EG/EU-Richtlinien im Hinblick auf die elektromagnetische Verträglich‐keit (EMV) bezogen auf SIEB & MEYER-Produkte.

12.1 GrundlagenDer Europäische Rat hat aufgrund von Bestrebungen zur Harmonisierung dereinzelnen nationalen Normen die EG-Richtlinien bzw. EU-Richtlinien mit der CE-Kenn‐zeichnung erlassen. Ziel der für Industrieprodukte zutreffenden Richtlinien ist dersichere gemeinsame Betrieb von elektronischen und mechanischen Geräten ohnegegenseitige störende Beeinflussung, sowie eine einheitliche Sicherheitskennzeich‐nung der Geräte.

Die EG/EU-Richtlinien werden von den Mitgliedstaaten in Form von „harmonisiertenNormen“ in bindendes nationales Recht umgesetzt. Dadurch sollen gleichwertige Prüf-und Betriebsbedingungen in allen Mitgliedstaaten sichergestellt werden. Geräte, diealle Anforderungen der einschlägigen Normen erfüllen, dürfen mit dem Konformitäts‐zeichen CE gekennzeichnet werden.

12.2 Maschinenrichtlinie (MR)Die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG definiert eine unter anderem Maschine als

„ ... eine mit einem anderen Antriebssystem als der unmittelbar menschlichen oder tier‐ischen Kraft ausgestattete oder dafür vorgesehene Gesamtheit miteinander verbun‐dener Teile oder Vorrichtungen, von denen mindestens eines bzw. eine beweglich istund die für eine bestimmte Anwendung zusammengefügt sind ...“

SIEB & MEYER-Produkte werden ausnahmslos in Maschinen mit mechanischbewegten Bauteilen eingesetzt.

Damit gilt die Maschinenrichtlinie für SIEB & MEYER-Produkte folgender Produktbe‐reiche: CNC für Leiterplattenbearbeitung Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeitsanwendungen Servoverstärker für hochdynamische rotative und lineare Antriebe Steuerungen für elektronische Schraub- und Presstechnik

Folgende Punkte sind zu beachten: Die Konformität ist vom Maschinenhersteller nachzuweisen. Die verwendeten Bauelemente dürfen nicht mit dieser Richtlinie in Konflikt stehen. Für jedes SIEB & MEYER-Produkt wird die Konformität mit der Maschinenrichtlinie

durch eine Herstellererklärung nachgewiesen.

12.3 Niederspannungsrichtlinie (NSR)Die Niederspannungsrichtlinie 2014/35/EU gilt für

„ ... elektrische Betriebsmittel zur Verwendung bei einer Nennspannung zwischen 50und 1000 V für Wechselstrom und zwischen 75 und 1500 V für Gleichstrom ...“

W EG/EU-Richtlinien


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SIEB & MEYER-Produkte erfüllen die Bestimmungen der Niederspannungsrichtlinie2014/35/EU. Eine Konformitätserklärung wird für alle Produkte ausgestellt. EventuelleBesonderheiten sind in der Konformitätserklärung aufgeführt.

12.4 Anwendung der Norm DIN EN 61800-2Die von SIEB & MEYER angewandte Norm DIN EN 61800-2 - „Drehzahlveränderbareelektrische Antriebe - Teil 2: Allgemeine Anforderungen“ berücksichtigt die Belangefolgender Fachgrundnormen:

Norm Titel

DIN EN 50178 Ausrüstung von Starkstromanlagen mit elektronischen Betriebsmitteln

DIN EN 60204-1 Sicherheit von Maschinen - Elektrische Ausrüstung von Maschinen -Teil 1:Allgemeine Anforderungen

DIN EN 60947-1 Niederspannungsschaltgeräte, Teil 1: Allgemeine Festlegungen

DIN EN 61800-2 Drehzahlveränderbare elektrische Antriebe - Teil 2: Allgemeine Anforderungen -Festlegungen für die Bemessung von Niederspannungs-Wechselstrom-Antriebssystemen mit einstellbarer Frequenz

DIN EN 61800-5-1 Drehzahlveränderbare elektrische Antriebe -Teil 5-1: Anforderungen an dieSicherheit - elektrische, thermische und energetische Anforderungen

Die von SIEB & MEYER ausgestellte Hersteller- und Konformitätserklärunggilt ausschließlich für die von SIEB & MEYER geliefertem Komponenteneiner Maschine oder Anlage und nicht für das gesamte Endprodukt.

Beachten Sie die Handbücher der jeweiligen SIEB & MEYER-Produkte,insbesondere die Sicherheitshinweise, Einbauvorschriften und Bedienungs‐informationen.

12.5 EMV-RichtlinieFür jedes elektrische bzw. elektronische Produkt, das in Verkehr gebracht werden soll,muss überprüft werden, ob dieses Produkt unter die Forderungen des EMV-GesetzesEMVG fällt. Das EMVG dient der Umsetzung der EMV-Richtlinie 2014/30/EU.

Im Sinne der EMV-Richtlinie 2014/30/EU gilt die Richtlinie für folgende Geräte:

„ ‚Gerät‘: ein fertiger Apparat oder eine als Funktionseinheit auf dem Markt bereitge‐stellte Kombination solcher Apparate, der bzw. die für Endnutzer bestimmt ist undelektromagnetische Störungen verursachen kann oder dessen bzw. deren Betriebdurch elektromagnetische Störungen beeinträchtigt werden kann;“

„(2) Für Zwecke dieser Richtlinie gelten als Geräte

1. ‚Bauteile‘ und ‚Baugruppen‘, die dazu bestimmt sind, vom Endnutzer in ein Geräteingebaut zu werden, und die elektromagnetische Störungen verursachen könnenoder deren Betrieb durch elektromagnetische Störungen beeinträchtigt werden kann;

2. ‚bewegliche Anlagen‘, d. h. eine Kombination von Geräten und gegebenenfallsweiteren Einrichtungen, die beweglich und für den Betrieb an verschiedenen Ortenbestimmt ist.“

Die EMV-Richtlinie und die Produktnorm DIN EN 61800-3 unterscheiden zwischen elektronischen Geräten, die allgemein erhältlich sind, also direkt an den Endnutzer

geliefert werden, und elektronischen Geräten, die nur an Fachleute (OEM) für den Einsatz im Industrie‐

bereich geliefert werden dürfen. Hier unterscheidet man wiederum zwei Klassen:

EG/EU-Richtlinien W


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Geräte, die sich selbständig betreiben lassen und so funktionsfähig sind. Geräte, die erst nach Einbau in ein größeres Aggregat, z. B. in eine Produkti‐

onsmaschine funktionsbereit sind. Dies betrifft alle SIEB & MEYER-Produkte.

12.5.1 Anwendung der Norm DIN EN 61800-3Die von SIEB & MEYER angewandte EMV-Produktnorm DIN EN 61800-3 - „Drehzahl‐veränderbare elektrische Antriebe - Teil 3: EMV-Anforderungen einschließlich spezi‐eller Prüfverfahren“ berücksichtigt die Belange folgender Fachgrundnormen:

Störfestigkeit

Norm Titel

DIN EN 61000-6-2 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Teil 6-2: Fachgrundnormen - Stör‐festigkeit für Industriebereiche

DIN EN 61000-4-2 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Teil 4-2: Prüf- und Messverfahren -Prüfung der Störfestigkeit gegen die Entladung statischer Elektrizität

DIN EN 61000-4-3 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Teil 4-3: Prüf- und Messverfahren -Prüfung der Störfestigkeit gegen hochfrequente elektromagnetische Felder

DIN EN 61000-4-4 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Teil 4-4: Prüf- und Messverfahren -Prüfung der Störfestigkeit gegen schnelle transiente elektrische Störgrößen(Burst)

DIN EN 61000-4-5 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) - Teil 4-5: Prüf- und Messverfahren -Prüfung der Störfestigkeit gegen Stoßspannungen (Surge)

Störaussendung

Norm Titel

DIN EN 55011 (IEC/CISPR 11)

Industrielle, wissenschaftliche und medizinische Geräte - Funkstörungen -Grenzwerte und Messverfahren

DIN EN 55016-2-1 / VDE 0877-16-2-1

Anforderungen an Geräte und Einrichtungen sowie Festlegung der Verfahrenzur Messung der hochfrequenten Störaussendung (Funkstörungen) und Stör‐festigkeit - Teil 2-1: Verfahren zur Messung der hochfrequenten Störaussen‐dung (Funkstörungen) und Störfestigkeit - Messung der leitungsgeführtenStöraussendung

Funkentstörung elektrischer Betriebsmittel und Anlagen, Grenzwerte und Messver‐fahren für Funkstörungen industrieller, wissenschaftlicher und medizinischer Hochfre‐quenzgeräte (ISN-Geräte).

Zum Erlangen der Konformität mit der DIN EN 55016-2-1 / VDE 0877-16-2-1 ist esnotwendig, ein Netzfilter einzusetzen.

ACHTUNGAnschluss von Netzfiltern

Beachten Sie die Anschlusshinweise des Netzfilter-Herstellers, um eine ausrei‐chende Filterwirkung sicherzustellen.

Geeignete Netzfilter erhalten Sie auf Anfrage bei SIEB & MEYER (sieheAbschnitt 7.2 „Netzfilter der TDK & EPCOS Gruppe“, Seite 35).

Um dem Schärfegrad 4 oder höher (nicht gefordert) der DIN EN 61000-4-5 (Störfestig‐keit gegen Stoßspannungen) gerecht zu werden, ist es notwendig, eine Über- span‐nungsschutzvorrichtung vorzuschalten.

W EG/EU-Richtlinien


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Einzelne Grenzwerte der EMV-Produktnorm und der Fachgrundnormenkönnen voneinander abweichen.

12.5.2 CE-KennzeichnungGemäß Artikel 3 der EMV-Richtlinie 2014/30/EU ist die CE-Kennzeichnung wie folgtdefiniert:

„ ‚CE-Kennzeichnung‘: Kennzeichnung, durch die der Hersteller erklärt, dass das Gerätden anwendbaren Anforderungen genügt, die in den Harmonisierungsrechtsvor‐schriften der Union über ihre Anbringung festgelegt sind.“

In Artikel 17 der EMV-Richtlinie 2014/30/EU heißt es zur Anbringung der CE-Kenn‐zeichnung:

„(1) Die CE-Kennzeichnung wird gut sichtbar, leserlich und dauerhaft auf dem Gerätoder seiner Datenplakette angebracht. Falls die Art des Geräts dies nicht zulässt odernicht rechtfertigt, wird sie auf der Verpackung und den Begleitunterlagen angebracht.

(2) Die CE-Kennzeichnung ist vor dem Inverkehrbringen des Geräts anzubringen.“

Ob ein Produkt mit dem CE-Zeichen nach der EMV-Richtlinie versehen werden muss,ist in folgender Tabelle dargestellt.

Komponentenicht selbständig betreibbar

Gerätselbständig betreibbar

keine Bindung an die EMV-Richtlinie Störaussendungen Störfestigkeit

Die entsprechenden Normenfür Industrie, Haushalt,

Gewerbe oder Leichtindustriesind heranzuziehen.

Die entsprechendenNormen für Industrie,

Haushalt, Gewerbe oderLeichtindustrie sind heran‐

zuziehen.

keine KonformitätserklärungKein CE-Zeichen vergeben!

Herstellererklärung notwendig!Verkauf nur an Fachleute!

KonformitätserklärungCE-Zeichen muss vergeben werden.

Geräte/Komponenten dürfen in Verkehr gebracht werden.

Bei allen SIEB & MEYER-Produkten handelt es sich um Komponenten, die nicht selb‐ständig betreibbar sind (linke Spalte in der Tabelle). SIEB & MEYER-Produkte werdenausschließlich an Fachleute verkauft.

Gemäß der EMV-Richtlinie wird für jedes SIEB & MEYER-Produkt eine Herstellererklärung über die Konfor‐

mität mit der Produktnorm DIN EN 61800-3 vergeben müssen SIEB & MEYER-Produkte nicht mit einem CE-Zeichen versehen wer-

den.Um unseren Kunden den notwendigen CE-Nachweis zu erleichtern, werdenSIEB & MEYER-Produkte trotzdem gemäß der EMV-Richtlinien gefertigt und mitdem CE-Kennzeichen versehen.

Allgemeine Prüfung, ob ein Produkt mit dem CE-Kennzeichen versehen werden mussoder nicht: Prüfen Sie zunächst, ob es sich bei dem Produkt um eine Komponente oder um

ein selbständig betreibbares Gerät handelt. Handelt es sich um ein selbständig betreibbares Gerät, unterscheidet die Richt‐

linie zusätzlich folgende Typen: Gerät

EG/EU-Richtlinien W


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System ortsfeste Anlage

Gerät

Geräte sind alle elektrischen und elektronischen Apparate, Anlagen und Systeme, dieelektrische und/oder elektronische Bauteile enthalten.

System

Systeme bestehen aus mehreren, zu einem bestimmten Zweck miteinander verbun‐denen Geräten, die als eine Funktionseinheit in den Verkehr gebracht werden.

Besondere Hinweise: Systeme müssen die Schutzanforderungen der EMV-Richtlinie erfüllen. Nach Wahl des Herstellers muss die EU-Konformitätserklärung und CE-Kenn‐

zeichnung für das Gesamtsystem (Systemansatz) oder einzelne Apparate erstelltwerden.

Ortsfeste Anlage

Ortsfeste Anlagen sind eine Kombination von Geräten und/oder Bauteilen, die aneinem vorbestimmten Ort und in einem gegebenem Umfeld zu einem bestimmtenZweck auf Dauer betrieben werden.

Besondere Hinweise: Ortsfeste Anlagen müssen die grundlegenden Schutzanforderungen der EMV-

Richtlinie einhalten. Ortsfeste Anlagen benötigen keine formelle Konformitätsbewertungsverfahren mit

CE-Kennzeichnung und Konformitätserklärung. Die Einhaltung der Schutzanforderungen kann bei Anlagen vermutet werden,

wenn für jedes eingebaute Gerät, System und Bauteil die CE-Kennzeichnung ange‐

bracht wurde oder eine Herstellererklärung vorliegt und alle erforderlichen Schutzmaßnahmen eingebaut sind (z. B. Filter, Abschir‐

mungen, usw.). Die Anlage darf nur durch fachkundiges Personal installiert werden, es reicht die

Errichtung nach „guter Ingenieurpraxis“. Beachten Sie die Installations- und Montagevorschriften aller Hersteller. Beachten Sie zusätzliche Hinweise und Verordnungen des Landes, in dem die

Anlage installiert werden soll. Für ortsfeste Anlagen und Systeme, in denen sichSIEB & MEYER-Produkte befinden, gelten die Schutzanforderungen der EMV-Produktnorm DIN EN 61800-3.

12.6 EMV-Produktnorm DIN EN 61800-3 für PDSDie Produktnorm DIN EN 61800-3 ist seit dem 08.07.1996 in Kraft. Diese Norm istverbindlich für alle Antriebssysteme von SIEB & MEYER. Die Norm definiert die EMV-Minimalanforderungen für elektrische Antriebssysteme (engl. PDS = Power DriveSystems): Die Grenzwerte und Prüfvorschriften sind praxisgerecht und dadurch realistischer

durchführbar. Zur Anpassung an die unterschiedlichen Einsatzbedingungen wurde zudem ein

großer Spielraum für Absprachen zwischen Lieferanten und Anwenderngeschaffen.

Die Klassifizierung in unterschiedliche „Erhältlichkeit“ und „Umgebungen“entspricht früheren Richtlinien.

W EG/EU-Richtlinien


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Die meisten SIEB & MEYER-Produkte dienen zum Antrieb verschiedenerMaschinen und verwenden dafür getaktete Leistungsteile. Sie sind deshalb„Power Drive Systems“ (PDS) im Sinne der Norm DIN EN 61800-3.

Eine physikalisch bedingte Eigenart jeder Elektronik mit getakteten Leistungsteilen istdie Erzeugung hochfrequenter Energie als Nebenprodukt. Durch entsprechendeKonstruktion, Abschirmung und Filterung wird eine Abstrahlung dieser Hochfrequenzsoweit unterbunden, dass im praktischen Einsatz keine Störung fremder Elektronikeintritt (sofern diese Geräte ihrerseits den EG-Vorschriften entsprechen).

SIEB & MEYER-Produkte erfüllen diese Forderung im Normalfall ohne zusätzlicheEntstörmaßnahmen für den Einsatz in industrieller Umgebung. Bei bestimmungsge‐mäßem Einsatz sind die Geräte also konform mit der EMV-Richtlinie 2014/30/EU imSinne der DIN EN 61800-3.

Für den Einsatz in Wohngebieten und den Betrieb an Stromversorgungsanlagen, dieauch Haushalte versorgen, sind strengere Anforderungen vorgesehen. Hierfür müssengeeignete Filter und andere Schutzmittel eingesetzt werden. Wird auf diese Mittel oderdie vorgeschriebenen Abschirmungen verzichtet oder das Gerät nicht bestimmungsge‐recht verwendet, muss mit erhöhter HF-Abstrahlung gerechnet werden. Entspre‐chendes gilt für die hochfrequente Einstrahlung.

SIEB & MEYER hat auf die Maßnahmen und auf die Art der Anwendung keinenEinfluss. Das berücksichtigt die DIN EN 61800-3 in Abschnitt 6.3.2. Dort wird festge‐stellt, dass die Prüfung isolierter Komponenten eines größeren Antriebssystems ohneAussagekraft ist. Die elektromagnetische Verträglichkeit (Abstrahlung) ist weitgehendvon äußeren Einflüssen abhängig (z. B. Kabellängen, Führung der Kabel, Netz- undErdungsverhältnisse). Der Gesetzgeber hat deshalb auf die CE-Kennzeichnung nachEMV-Richtlinie durch den (Einzel-)Gerätehersteller verzichtet. Für den Nachweis derCE-Konformität ist der Maschinenhersteller zuständig.

Für diesen Fall ist die Möglichkeit einer Prüfung vor Ort vorgesehen – also beimMaschinenhersteller oder am Einsatzort. Im Bereich der Industrieumgebung wird einTeil dieser Prüfungen (feldgebundene Abstrahlung im UKW-Bereich) nur im Ausnah‐mefall gefordert.

SIEB & MEYER empfiehlt, die Einsatzumgebung eines Produkts bereits frühzeitig zuberücksichtigen. Durch Festlegung der Entstörmittel und Prüfkriterien können unnötige Kosten für

Filter, Abschirmmittel, usw. vermieden werden. Unmittelbar nach Fertigstellung des Gerätes werden bereits alle Größen auf EU-

Konformität geprüft, die von der späteren Installation unabhängig sind. EineBescheinigung wird bei der Auslieferung beigefügt. Das sind z. B. Prüfungen der Störfestigkeit gegen Entladung statischer Elektrizität Störfestigkeit gegen schnelle transiente Störgrößen Auf Wunsch auch Störfestigkeit gegen Stoßspannungen (Surge).

Die übrigen Störgrößen werden in Verbindung mit einem Prüfdummy geprüft(siehe Abschnitt 11.1 „Prüfdummy“, Seite 44). Dazu gehören z. B. folgende Prüf‐ungen: Messung der Störfestigkeit gegen Einwirkung gestrahlter Störgrößen Messung der Funkstörspannung an Netzanschlussleitungen Messung der FunkstörfeldstärkeAnmerkung: Bei Bedarf führt SIEB & MEYER die Messung der drei letztgenanntenGrößen vor Ort durch (in der Maschinenfabrik oder beim Anwender).SIEB & MEYER bescheinigt Ihnen dann die volle EU-Konformität Ihrer Maschine.

EG/EU-Richtlinien W


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13 EMV-Produktnorm (Auszüge)Die EMV-Produktnorm DIN EN 61800-3 ersetzt alle SIEB & MEYER-Produkte betreff‐enden, vorher angewandten EMV-Fachgrundnormen.

13.1 BegriffeErste Umgebung

Umgebung, in der sich Wohnbezirke befinden; in dieser Umgebung befinden sich auchEinrichtungen, die ohne Zwischentransformator direkt an das Niederspannungsversor‐gungsnetz angeschlossen sind, das Gebäude versorgt, die für Wohnzwecke genutztwerden (Haushalte).

Beispiele für Orte der ersten Umgebung sind Häuser, Wohnungen, Geschäfte oderBüros in Wohngebäuden.

Zweite Umgebung

Umgebung, in der sich alle anderen Einrichtungen befinden, die nicht direkt an einNiederspannungsversorgungsnetz angeschlossen sind (z. B. Industrie), das Gebäudeversorgt, die für Wohnzwecke genutzt werden.

Beispiele für Orte der zweiten Umgebung sind Industriegebiete und technischeBereiche von Gebäuden, die von einem zugeordneten Transformator gespeist werden.

PDS (Power Drive System = elektrischer Antrieb) der Kategorie C1

PDS mit einer Bemessungsspannung kleiner 1000 V, das für den Einsatz in der erstenUmgebung vorgesehen ist.

PDS der Kategorie C2

PDS mit einer Bemessungsspannung kleiner als 1000 V, das weder ein Steckergerätnoch eine bewegbare Einrichtung ist und das, wenn es in der ersten Umgebung einge‐setzt wird, nur für die Errichtung und Inbetriebnahme durch einen Fachmann vorge‐sehen ist.

Ein Fachmann ist eine Person oder eine Organisation mit der erforderlichen Erfahrungfür die Errichtung und/oder Inbetriebnahme von Antriebssystemen einschließlich ihrerEMV-Aspekte.

PDS der Kategorie C3

PDS mit einer Bemessungsspannung kleiner als 1000 V, das für den Einsatz in derzweiten Umgebung und nicht für den Einsatz in der ersten Umgebung vorgesehen ist.

W EMV-Produktnorm (Auszüge)


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Die von SIEB & MEYER entwickelten elektronischen Antriebssysteme (PDS)sind gemäß DIN EN 61800-3 für die Verwendung in industriellen Einrich‐tungen, die nicht direkt an ein Niederspannungsnetz für die Versorgung vonGebäuden in Wohngebieten angeschlossen sind (auch zweite Umgebunggenannt, Kategorie C3), vorgesehen. Produkte dieser Art sind nur einge‐schränkt erhältlich.

Da es sich bei den meisten SIEB & MEYER-Produkten (außer Einspeise‐technik) um elektronische Betriebssysteme handelt, die zum Betrieb vonMotoren, elektrischen Lasten und zur Installation in eine Maschine oder Teileiner ortsfesten Anlage vorgesehen sind, müssen die Sicherheitsaspekte derMaschinenrichtlinie (Maschinenrichtlinie 2006/42/EG) beachtet werden. BeiÄnderungen am Gerät sowohl an der Mechanik als auch an der Elektronikerlischt die EG-Richtlinienkonformität und somit die CE-Kennzeichnung.

13.2 Auszüge und ErläuterungenDie folgenden Auszüge und die Nummerierung sind der Produktnorm DIN EN 61800-3entnommen.

Auszug aus Artikel 1: Anwendungsbereich und Zweck

„Als EMV-Produktnorm für PDS hat diese Norm Vorrang vor allen Aspekten der Fach‐grundnormen, und es sind keine zusätzlichen EMV-Prüfungen gefordert odernotwendig. Falls ein PDS Bestandteil einer Einrichtung ist, für die eine gesonderteEMV-Produktnorm zutrifft, gilt die EMV-Norm der voll- ständigen Einrichtung.“

Während der Überprüfung auf elektromagnetische Verträglichkeit wird zwischen Anfor‐derungen gegenüber der Störfestigkeit und gegenüber der Störaussendung unter‐schieden. In den (vom EMV-Gesetz geforderten) Prüfungen auf Störfestigkeit wirdunter anderem die Störfestigkeit auf elektromagnetische Felder geprüft (30 MHz bis 1GHz). Dieser Test darf nur in geschlossenen Absorberhallen durchgeführt werden.

Da es teilweise unmöglich ist, große und schwere Anlagen oder Geräte in solchenHallen praxisgerecht aufzubauen und zu testen, enthält die Norm folgende Anmer‐kung.

Auszug aus 5.3.3.1: Allgemeine Anforderungen

„Für ein PDS, das aufgrund der Größe, der Stromstärke, der Nennleistung oderanderen wirtschaftlichen und/oder praktischen Gründen nicht im Prüflabor in Betriebgenommen werden kann, sind Prüfungen in Beratung. Wenn in unmittelbarer Nähedes PDS Funksprechgeräte, schnurlose Telefone oder andere Funkübertragungssys‐teme betrieben werden, kann die o. g. Prüfung durch den sogenannten ’Walkie TalkieTest’ (WTT) ersetzt werden. Der WTT ist eine Prüfung in Abtasttechnik, bei der dieGehäuseoberfläche des PDS mit dem Prüfsignal beaufschlagt wird.“

Sobald eine der untenstehenden Bedingungen erfüllt ist, braucht das PDS nicht nachIC 1000-4-6 (Störfestigkeit gegen HF-Einkopplung) geprüft werden: Bemessungsspannungen ≥500 V Bemessungsstrom ≥200 A CDM (= Complete Drive Module) mit einem Gewicht ≥200 kg Einheitenhöhe ≥1,9 m Elektromotorengewicht ≥500 kg

EMV-Produktnorm (Auszüge) W


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Auszug aus Anhang A.4.2

„Rundfunksender werden in einigen Teilen der Welt, insbesondere in Europa, in einemweiten Frequenzbereich bis hinab zu 150 kHz genutzt. Anderseits benutzen tragbareSender, wie Walkie-Talkies, CB-Radios und tragbare Telefone, Frequenzen oberhalbvon etwa 27 MHz.“

Erfahrungen haben gezeigt, dass Rundfunksender in der Regel ein PDS nicht stören.Walkie-Talkies und ähnliche Geräte verursachen wahrscheinlich wesentlich häufigerProbleme. Walkie-Talkies arbeiten zwar mit kleinerer Leistung, können aber höhereSignalfeldstärken in Antriebssysteme einkoppeln, da sie in geringerem Abstandbenutzt werden.

Ähnlich wird auch die Überprüfung auf Störaussendung gehandhabt. Dort werden zwarGrenzwerte vorgegebenen, aber nach Absprache mit dem Kunden dürfen Abwei‐chungen vorkommen. In diesem Zusammenhang gelten folgende Teile der Norm.

Auszug aus 6.2.2: Störaussendungsgrenzwerte im hochfrequenten Bereich

„Viele Antriebe arbeiten auch ohne Filtermaßnahmen vorschriftsmäßig in industriellerUmgebung und stören keine anderen Betriebsmittel oder Einrichtungen; d.h. sie sindelektromagnetisch verträglich. Sowohl für geleitete als auch für gestrahlte Störaussen‐dungen gilt deshalb das Prinzip, dass die Störaussendungsgrenzwerte um so strengersind, je höher die Wahrscheinlichkeit einer Störung ist.“

Auszug aus 6.1.3: Elektromagnetische Störaussendung der Leistungsschnittstellen

„Ein elektrischer Antrieb, welcher nur eingeschränkt erhältlich ist, und der in einerUmgebung der ersten Art eingesetzt wird, darf nicht mit ungeschirmten Leistungs‐schnittstellenkabeln (Verbindungskabel zwischen Antriebsgrundeinheit/Antriebs‐system) länger als 2 m betrieben werden.“

Folgender Auszug aus der Norm beschreibt, welche technischen und wirtschaftlichenAuswirkungen Filtermaßnahmen auf Motorleitungen haben können.

Auszug aus 6.3.2: Zweite Umgebung

„Viele elektrische Antriebe arbeiten auch ohne Filtermaßnahmen, insbesondere inindustriellen Umgebungen, einwandfrei, ohne andere elektrische Einrichtungen oderGeräte im Betrieb zu stören. Filtermaßnahmen, welche in der Lage sind, die Störaus‐sendung herabzusetzen, verringern gleichzeitig aber auch den Wirkungsgrad der elekt‐rischen Antriebe, erhöhen das Gehäusevolumen und die Kosten. Gerade die letztgenannten Gründe erfordern eine sehr sorgfältige Ermittlung von Grenzwerten.Beispielsweise können elektrische Antriebe mit veränderbaren Drehzahlen zurWirkungsgraderhöhung einer Anlage eingesetzt werden, die vorher nur mit Antriebenkonstanter Drehzahl ausgestattet war. Dies setzt voraus, dass die elektromagnetischeVerträglichkeit in der entsprechenden Umgebung sichergestellt wurde.“

Folgender Auszug beschreibt, warum Messungen an Komponenten und am Aufstel‐lungsort nicht nötig sind.

Auszug aus 6.3.2: Zweite Umgebung

„Störaussendungsmessungen an einzelnen Komponenten eines Antriebssystems oderan einer Antriebsgrundeinheit sind ohne Aussagekraft. Deshalb sind Komponenten‐messungen in einem Prüflabor nicht gefordert.

Messungen am Aufstellungsort müssen nur im Falle von Beschwerden oder in Streit‐fällen, um beeinflusste Geräte außerhalb der Anlagen, durchgeführt werden.“

Eine interessante Bemerkung zu Messungen am Einsatzort. In diesem Zusammen-hang gilt der folgende Auszug.



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Auszug aus A.5.2.2.6: Messungen am Einsatzort

„Messungen am Einsatzort sind nicht gleichermaßen reproduzierbar wie Prüfungenüber Laborbedingungen. Deshalb muss kritisch bewertet werden, ob Ergebnisse vonMessungen am Einsatzort auf speziellen Anlagen dazu verwendet werden können, umdie generelle Einhaltung von Normen, für ein in großen Mengen hergestelltes Produkt,vorauszusagen.

Ein Ansatz hierzu ist in den USA zu finden und stammt aus einer Zeit, als Prüfungennoch nicht unter Laborbedingungen durchgeführt wurden. Er besagt, dass Messungenvor Ort an den ersten drei Einsatzorten einer Anlage nach der Installation durchgeführtwerden.

Wenn eine Anlage in allen drei Fällen die Grenzwerte einhält, so kann diese Aussagekünftig verallgemeinert werden.“

Auf Erfahrungen mit elektrischen Antrieben großer Leistung, wie sie auch vonSIEB & MEYER produziert werden, geht die Norm im Anhang ein.

Auszug aus A.5.3: Erfahrungen mit Antrieben großer Leistung

„Hochleistungskomponenten, die für den Einsatz in Umgebungen der zweiten Artvorgesehen sind, müssen nicht im Prüflabor geprüft werden, da es Teile einer Anlagesind und einzeln verkauft werden. In der Praxis bedeutet dies, dass für den Verkaufdieser Komponenten die Einhaltung von Funk- störgrenzwerten nicht erforderlich ist.

Die Ursprünge dieses Ansatzes können bis in das frühe 20. Jahrhundert zurückverfolgtwerden.

Zusammenfassend bleibt festzustellen, dass gemäß dem Stand langjähriger Erfahrungfür Komponenten, die getrennt verkauft und innerhalb eines Systems oder einergroßen Anlage miteinander kombiniert werden, keine Funkstörgrenzwerte gefordertund somit diesbezüglich auch keine Messungen in Prüflabors erforderlich sind.“

Auch Problemlösungen bei eventuellen Störungen am Aufstellungsort sind in dieserNorm geregelt. SIEB & MEYER liefert bereits seit mehreren Jahren Beschreibungenfür die EMV-gerechte Installation. Jeder Kunde ist somit in der Lage, korrekte EMV-Planungen durchzuführen. In diesem Zusammenhang gelten folgende Abschnitte derNorm.

Auszug aus 6.3.2.1: Elektrische Antriebe, die allgemein erhältlich sind

„Der Hersteller muss einen Leitfaden für die Installation und den Einsatz des Geräteseinschließlich Verwendung empfohlener Entstörbauelemente beibringen. Der Weiter‐verwender ist für die Einhaltung der Herstellerempfehlung voll verantwortlich.“

Auszug aus 6.3.2.2: Elektrische Antriebe, die eingeschränkt erhältlich sind

„Der Weiterverwender hat eine EMV-Planung durchgeführt. Der Hersteller muss Infor‐mationen über die zu erwartende Höhe der Störaussendungen bereithalten. Fallszusätzliche Dämpfungsmaßnahmen erforderlich sind, müssen der Nutzer und derHersteller eine der tatsächlich vorliegenden Umgebung angepasste Lösung festlegen.“

Auszug aus Anhang D.1.2.2: Industrienetz

„Probleme werden gewöhnlich durch Befolgung der Einbauhinweise (Installationsricht‐linien) vermieden, welche zusätzlich eine räumliche Trennung von Signal- und Leis‐tungskabeln umfassen.

Wenn das noch nicht genügt, sollte entweder die Störfestigkeit des betroffenenGerätes erhöht oder die Störaussendung des PDS vermindert werden. Die Wahl derLösung ist von der Wirtschaftlichkeit abhängig.“



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D.h. , dass SIEB & MEYER dem Kunden eine ausgiebige Information bezüglich derelektromagnetischen Verträglichkeit aller Produkte gibt und ihn über mögliche Entstör‐mittel berät, um Probleme und unnötige Servicekosten zu vermeiden.

Die Problembeseitigung an der Störquelle muss nicht immer die wirtschaftlichste undvernünftigste sein. Bei Betrachtung des gesamten Systems lassen sich weitausbessere Lösungen finden. In diesem Zusammenhang gilt der folgende Abschnitt derNorm.

Anhang D.1.2.2: Industrienetz

„Es können Probleme auftreten, wenn ein unentstörtes PDS in unmittelbarer Nähe vonsehr empfindlichen Geräten eingesetzt wird. Ein PDS ist einerseits nicht die denkbareStörquelle, anderseits befinden sich empfindliche Geräte auf viel kleinerem Leistungs‐niveau als ein PDS in einer Anlage. Deshalb stellt wahrscheinlich die Störfestigkeitser‐höhung eines empfindlichen Gerätes die wirtschaftlich günstigere Lösung im Vergleichzu Funkentstörmaßnahmen am PDS dar.“

Auf die Frage, ob ein Netzfilter verwendet werden soll oder nicht, wird ebenfalls imAnhang der Norm eingegangen.

Auszug aus Anhang D.1.2.2:

„Wenn ein abgeschirmtes oder armiertes Motorkabel für die Verbindung zwischen demAntriebssystem oder der Antriebsgrundeinheit und dem Motor verwendet wird, ohnedass Filtermaßnahmen am Eingang des Antriebssystems vorhanden sind, wird dieKopplung vom Motorkabel zwar geringer werden, aber die Leitungsstörungen in demVersorgungsnetz werden sich wegen der Kapazität des abgeschirmten Kabelserhöhen. Für diesen Fall sollte deshalb ein Filter am Netzeingang des Antriebssystemsvorgesehen werden. Eine zusätzliche Verkürzung des Motorkabels wird im allge‐meinen dazu beitragen, die feldgebundene Störaussendung von diesem Kabel zumindern.“



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14 Anschluss an verschiedeneNetzformen

14.1 Beschreibung der verschiedenen Netzformen

Der Begriff Netzform ist ein Sammelbegriff für die verschiedenen Arten der Erdverbin‐dung in einem Verteilersystem in der Elektrotechnik. Nach der Art der Erdverbindungunterscheidet man: TN-Netze TT-Netze IT-Netze

14.1.1 TN-Netz (frz. Terre Neutre)Wie in einem TT-Netz ist der Sternpunkt des speisenden Transformators in einem TN-Netz direkt geerdet. Im Unterschied zu einem TT-Netz sind die Gehäuse der zuschützenden Betriebsmittel nicht direkt, sondern über den Schutz- oder den PEN-Leiter mit dem geerdeten Punkt verbunden. Außerdem wird in einem TN-Netz eineNullung an diesem Sternpunkt durchgeführt.

Je nach Ausführung des Schutzleiters unterscheidet man folgende Arten von TN-Netzen: TN-C-Netz TN-S-Netz TN-C-S-Netz

14.1.1.1 TN-C-Netz (frz. Terre Neutre Combiné)In einem TN-C-Netz wird ein PEN-Leiter als kombinierter Neutralleiter (N) und Schutz‐leiter (PE) eingesetzt.

Weil über einen Neutralleiter bei ungleichmäßiger Belastung der Außenleiter Stromfließt, besteht zwischen den an einen PEN-Leiter angeschlossenen leitfähigenGehäusen von Betriebsmitteln und der Erde in der Regel eine Spannung, die sich nachdem ohmschen Gesetz aus dem Widerstand des Leiters ergibt. Wenn ein PEN-Leiterin einer Installation unterbrochen wird, liegt an den leitfähigen Gehäusen der nach derUnterbrechungsstelle angeschlossenen Geräte – bedingt durch die Verbindung vomAußenleiter zum PEN-Leiter im Gerät – die volle Außenleiterspannung gegen Erde an,also bis zu 230 V. Ein TN-C-Netz in Haushalten, wie vor Jahrzehnten noch häufiginstalliert, stellt deshalb eine Gefahr für Leib und Leben dar.

Es ist nur noch zulässig bei Leitern mit einem Querschnitt von mindestens 10 mm²Kupfer oder 16 mm² Aluminium. Die Beschränkung wurde festgelegt, um die Wahr‐scheinlichkeit eines unterbrochenen PEN-Leiters gering zu halten.

14.1.1.2 TN-S-Netz (frz. Terre Neutre Séparé)In einem TN-S-Netz werden Neutralleiter (N) und Schutzleiter (PE) vom Transformatorbis zu den Betriebsmitteln als separate Leitungen geführt.

W Anschluss an verschiedene Netzformen


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Ein TN-S-Netz ist sicherer als andere TN-Netze. Die Probleme, die dort aus einemunterbrochenen PEN-Leiter resultieren können, treten hier nicht auf, die Schutzmaß‐nahme ist immer gewährleistet. Der Einsatz ist jedoch nicht sehr häufig und erfolgtvorwiegend in größeren gewerblichen Anlagen, die üblicherweise mit Mittelspannungversorgt werden und mit eigenen Transformatoren ausgestattet sind. Auch ältereStadt- und Vorstadthäuser in Großbritannien werden häufig per TN-S-Netz versorgt.

14.1.1.3 TN-C-S-Netz (frz. Terre Neutre Combiné Séparé)Wie in einem TN-C-Netz wird ein PEN-Leiter als gemeinsamer Neutraleiter (N) undSchutzleiter (PE) eingesetzt. An der Stelle, an der der geforderte Mindestquerschnittdes PEN-Leiters unter 10 mm² liegt, werden Neutral- und Schutzleiter in getrennteLeitungen aufgeteilt. Im weiteren Leitungsverlauf werden sie separat geführt unddürfen nicht mehr zusammengeführt werden.

14.1.1.4 Erdung in TN-NetzenBeim möglichen Erdschluss eines Außenleiters können andere Leiter wie PEN- undPE-Leiter eine Spannung gegen Erde annehmen, welche die zulässige Berührungs‐spannung von 50 V übersteigt. Um diese Spannungsüberhöhung zu verhindern, wirddurch mehrere Erder, also Betriebserder (RB) am Netztransformator und Anlagenerder(RA) in den Verbraucheranlagen, der Gesamterdungswiderstand im Niederspannungs‐netz verkleinert. Alle Erder bilden zusammen eine Parallelschaltung.

14.1.2 TT-Netz (frz. Terre Terre)Wie in einem TN-Netz ist bei einem TT-Netz der Sternpunkt des einspeisenden Trans‐formators direkt geerdet. Der an die elektrisch leitfähigen Gehäuse anderer Betriebs‐mittel angeschlossene Schutzleiter wird allerdings nicht bis an diesen Sternpunktgeführt, sondern separat geerdet.

14.1.2.1 Erdung in TT-NetzenDie erforderlichen Erdübergangswiderstände sind sehr niedrig und nur schwer zu errei‐chen. Meist gibt es für diesen Aufwand keinen Grund. Bei der Bahn muss man ihn oftbetreiben, um Rückwirkungen vom 16,7-Hz-Netz auf das 50-Hz-Netz zu vermeiden.

Die Schutzmaßnahme Schutzerdung ist problematisch, da zum schnellen Ansprechender Überstromschutzeinrichtung sehr hohe Ströme nötig sind, wofür wiederum nied‐rigste Erdungswiderstände benötigt werden. Will man stärkere Stromkreise haben, somuss man auf die Fehlerstromschutzschaltung zurückgreifen. Auch bei der Fehler‐stromschutzschaltung ist die Auslösestromstärke von den Erdungsbedingungenabhängig. Das TT-Netz wird in Deutschland nur noch selten verwendet, hauptsächlichin ländlichen Gebieten.

14.1.3 IT-Netz (frz. Isolé Terre)Wie in einem TT-Netz oder TN-Netz sind in einem IT-Netz die leitfähigen Gehäuse derBetriebsmittel geerdet, der Sternpunkt des einspeisenden Transformators jedoch nicht.Das IT-Netz bietet eine erhöhte Ausfallsicherheit bei Fehlern der Isolation.

Ein erster Isolationsfehler zwischen einem Außenleiter und einem leitfähigen Gehäuseoder der Erde stellt eine Erdung dieses Leiters dar. Es besteht dann weiterhin weder

Anschluss an verschiedene Netzformen W


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eine gefährliche Berührungsspannung zwischen leitfähigen Gehäusen und der Erde,noch ein über die Erde geschlossener Stromkreis zum Transformator. Da der ersteFehler keine schädlichen Auswirkungen hat, muss auch noch nicht abgeschaltetwerden.

Die Isolation der Außenleiter und des Neutralleiters gegen Erde wird ständig durch einIsolationsüberwachungsgerät (umgangssprachlich auch „Iso-Wächter“ genannt)gemessen, das Fehler meldet. Ein festgestellter Fehler muss umgehend behobenwerden, weil ein Isolationsfehler eines zweiten Leiters einen Kurzschluss darstellt, derzum Auslösen der Überstromschutzeinrichtung und damit zum sofortigen Abschaltenführt.

Man setzt diese Art der Erdverbindung zum Beispiel in Operationssälen von Kranken‐häusern ein, wo das Abschalten eines Stromkreises unmittelbare Lebensgefahr für denPatienten bedeuten kann. Triebfahrzeuge der Deutsche Bahn AG arbeiten ebenfallsmit einem IT-Netz, damit die Zugfahrt bei einem Isolationsfehler noch beendet werdenkann. Eine weitere Anwendung stellt die Energieversorgung in explosionsgefährdetenBereichen, beispielsweise dem untertägigen Steinkohlenbergbau dar. Hier werden,„beginnende“ Erdschlüsse angezeigt, in Abhängigkeit des Widerstandswertes dannjedoch abgeschaltet, bevor ein zweiter Erdschuss zum Kurzschluss, und somit zurBildung eines Lichtbogens führen würde

14.1.3.1 Grenzen des IT-NetzesDie Grenzen des IT-Netzes sollen an folgendem Beispiel erläutert werden.

Tritt in einem System ein Fehler auf, geht man davon aus, dass die betroffene Persondurch die Isolation des Sternpunktes nicht von einem Strom durchflossen wird. Einerster Fehler wäre also absolut ungefährlich.

Bei genauerer Betrachtung stellt man jedoch fest, dass ein Stromfluss zustandekommt. Berührt die Person nämlich z. B. Außenleiter L1, stellt sie einen ohmschenWiderstand von 1K Ohm zur Erde her. Gleichzeitig stellen aber die Außenleiter L2 undL3 auch kleine Kapazitäten zur Erde dar. Es entsteht also ein geschlossener Strom‐kreis von L1, über die Person, über die Erde, zurück über die Kapazität der Erde zu L2und L3.

Je größer die Kapazität von L2 und L3 zur Erde ist, desto größer wird auch der Strom.In diesem Fall heißt dies: Je Länger die Leitung wird, desto größer auch die Kapazitätund damit der Stromfluss.

Genau hier liegt die Grenze des IT-Netzes: Ist die Netzgröße sehr klein, dann sindauch die Kapazitäten der Außenleiter zur Erde so klein, dass ein 1. Fehler gefahrlosist. Würde man das Netz z. B. auf mehrere hundert Meter ausdehnen, kann die Kapa‐zität der Außenleiter zur Erde so groß werden, dass gefährliche Ströme entstehen.

14.2 Allgemeine Hinweise für den AnschlussBeachten Sie folgende Punkte beim Anschluss der SIEB & MEYER-Geräte an dasVersorgungsnetz: Die Netzform sollte ein TN- oder TT-Netz sein. Beachten Sie die maximale Phase/Phase-Anschlussspannung der

SIEB & MEYER-Geräte. Berücksichtigen Sie die technischen Daten desProduktes. Setzen Sie gegebenenfalls einen Spar- bzw. Trenntransformator ein.

Bei IT-Netzen oder asymmetrisch geerdeten Versorgungsnetzen muss ein Trenn‐transformator mit sekundär geerdetem Sternpunkt eingesetzt werden.Das gilt für CNC-Steuerungen gleichermaßen für TN- und TT-Netze, wenn diePhasen/Phasen-Spannung zu groß ist.



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14.3 Dreiphasiger AnschlussAlle Prinzipschaltbilder in diesem Kapitel sind ohne Sicherungen, Schützeetc. dargestellt.

14.3.1 Direkter Anschluss an TN-/TT-Netze ohneSpartransformator

14.3.1.1 TN-Netz

GEFAHRGefahr durch fehlerhafte Verdrahtung der Anschlussspannung

Fehlerhafte Verdrahtung eines Geräts an die Anschlussspannung kann gefährlicheSpannungen und Ströme verursachen und damit zu Verletzungen von Personenund Beschädigung eines Geräts führen.

Achten Sie auf die maximale Phase/Phase-Anschlussspannung des anzuschließ‐enden Geräts (siehe technische Daten).

Abb. 25: Direkter dreiphasiger Anschluss an TN-Netz (ohne Spartransformator)

14.3.1.2 TT-Netz






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Abb. 26: Direkter dreiphasiger Anschluss an TT-Netz (ohne Spartransformator )

14.3.2 Anschluss an TN-/TT-Netze mit Spartransformator




14.3.2.1 TN-Netz

Anschlussprinzip für Antriebsmodule

Abb. 27: Dreiphasiger Anschluss an TN-Netz mit Spartransformator



14

Anschlussprinzip für CNC-Steuerungen

Abb. 28: Dreiphasiger Anschluss an TN-Netz mit Spartransformator (mit Phase/PhaseEingangsspannung kleiner 250 VAC)

ACHTUNGVerwendung von Spartransformatoren mit hohen Spannungen

Wird ein Spartransformator mit hohen Spannungen (z. B. 400 V Phase/Phase)verwendet, muss eine Überspannungsüberwachung-Einheit mit Fernmeldekontaktverwendet werden (z. B. FLASHTRAB von Phoenix Contact, Art.-Nr. 2905469 fürTN-C-Netze und 2905470 für TN-S- und TT-Netze).

Achten Sie beim Anschluss darauf, dass der Fernmeldekontakt das Hauptschützabschaltet.

14.3.2.2 TT-Netz

Anschlussprinzip für Antriebsmodule

Abb. 29: Dreiphasiger Anschluss an TT-Netz mit Spartransformator



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VORSICHTSachschaden

Durch ungeeignete Verdrahtung können Schäden am Gerät verursacht werden.

Achten Sie darauf, dass die Schutzleiterimpedanz ausreichend klein ist, indem Siefolgende Punkte bei der Verdahtung sicherstellen: Wählen Sie ausreichend große Querschnitte für Erde (PE). Verwenden Sie geeignete Klemmen bzw. Verbindungen. Verwenden Sie unlackierte Metallteile und Bleche für die Erdverbindung.

Eine für SIEB & MEYER-Produkte ausreichende Erdverbindung ist gegeben, wennbei 20 A Gleichstrom von der Unterverteilung zum Netzteil ein Spannungsabfallvon 400 mV nicht überschritten wird.


Abb. 30: Dreiphasiger Anschluss an TT-Netz mit Spartransformator (mit Phase/PhaseEingangsspannung kleiner 250 VAC)

ACHTUNGVerwendung von Spartransformatoren mit hohen Spannungen

Wird ein Spartransformator mit hohen Spannungen (z. B. 400 V Phase/Phase)verwendet, muss eine Überspannungsüberwachung-Einheit mit Fernmeldekontaktverwendet werden (z. B. FLASHTRAB von Phoenix Contact, Art.-Nr. 2905469 fürTN-C-Netze und 2905470 für TN-S- und TT-Netze).

Achten Sie beim Anschluss darauf, dass der Fernmeldekontakt das Hauptschützabschaltet.



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14.3.3 Anschluss an TN-/TT-Netz mit Trenntranformator

14.3.3.1 TT-Netz


Abb. 31: Dreiphasiger Anschluss an TT-Netz mit Trenntransformator

14.3.3.2 TN-Netz


Abb. 32: Dreiphasiger Anschluss an TN-Netz mit Trenntransformator



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14.3.4 Anschluss an ungeerdete/asymm. geerdete Netze mitTrenntransformator

ACHTUNGBeschädigung von Geräten

Um Schäden am Gerät zu vermeiden, dürfen SIEB & MEYER-Geräte beibestimmten Netzformen nicht direkt an ungeerdete/asymmetrisch geerdete Netzeangeschlossen werden, sondern generell über einen Trenntransformator. Beifolgenden Netzformen muss das Gerät über einen Trenntransformator ange‐schlossen werden: IT-Netze mit Sternpunkt asymmetrisch geerdete Netze mit Sternpunkt IT-Delta-Netze

Berücksichtigen Sie bei der Wahl des Trenntransformators die maximalenAnschlusswerte des SIEB & MEYER-Gerätes.

Für die Wicklung des Trenntransformators auf der Primärseite sollte stets dieDeltaform der Sternform vorgezogen werden.

14.3.4.1 Asymmetrisch geerdetes Netz mit Sternpunkt

Abb. 33: Direkter Anschluss an asymmetrisch geerdetes Netz mit Sternpunkt (mitTrenntransformator)

14.3.4.2 IT-Delta-Netz

Abb. 34: Direkter Anschluss an IT-Delta-Netz (mit Trenntransformator)



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14.3.4.3 Asymmetrisch geerdetes Delta-Netz

Abb. 35: Direkter Anschluss an asymmetrisch geerdetes Delta-Netz (mit Trenntransformator)

14.3.4.4 IT-Netz mit Sternpunkt

Abb. 36: Direkter Anschluss an IT-Netz mit Sternpunkt (mit Trenntransformator)

14.3.5 Anschluss an ungeerdete/asymm. geerdete Netzeohne Trenntransformator

Die in diesem Kapitel dargestellten Anschlussformen wurden aus Gründender Vollständigkeit in dieses Handbuch aufgenommen. Da bei diesenAnschlussformen ein störungssicherer Betrieb des SIEB & MEYER-Gerätesnicht gewährleistet ist, empfiehlt SIEB & MEYER, andere Netzformen zuverwenden.



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ACHTUNGBeschädigung von Geräten

Um Schäden am Gerät zu vermeiden, dürfen SIEB & MEYER-Geräte beibestimmten Netzformen nicht direkt an ungeerdete/asymmetrisch geerdete Netzeangeschlossen werden, sondern generell über einen Trenntransformator. Beifolgenden Netzformen muss das Gerät über einen Trenntransformator ange‐schlossen werden: IT-Netze mit Sternpunkt asymmetrisch geerdete Netze mit Sternpunkt IT-Delta-Netze

Berücksichtigen Sie bei der Wahl des Trenntransformators die maximalenAnschlusswerte des SIEB & MEYER-Gerätes.

Für die Wicklung des Trenntransformators auf der Primärseite sollte stets dieDeltaform der Sternform vorgezogen werden.

14.3.5.1 Asymmetrisch geerdetes Delta-Netz (ohneTrenntransformator)

Abb. 37: Direkter dreiphasiger Anschluss an asymmetrisch geerdetes Delta-Netz (ohneTrenntransformator)



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14.4 Einphasiger Anschluss

14.4.1 Direkter Anschluss an TN-S/TN-C-/TN-/TT-Netze

GEFAHRHohe Spannungen und Ströme

Bei fehlerhafter Verdrahtung der in diesem Kapitel dargestellten Anschlussbei‐spiele können gefährliche Spannungen und Ströme auftreten, die Verletzungenvon Personen und Schäden am Gerät verursachen können.

Die Anschlussspannung des SIEB & MEYER-Gerätes ist gleich der Versorgungs‐netzspannung.

Beachten Sie bei den in diesem Kapitel beschriebenen Anschlussformen unbe‐dingt die maximale Phase-/Neutralleiter-Anschlussspannung des SIEB & MEYER-Gerätes. Berücksichtigen Sie die technischen Daten des anzuschließendenSIEB & MEYER-Gerätes.

14.4.1.1 TN-C-Netz

Abb. 38: Direkter einphasiger Anschluss an TN-C-Netz (ohne Trenntransformator)



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14.4.1.2 TN-S-Netz

Abb. 39: Direkter einphasiger Anschluss an TN-S-Netz (ohne Trenntransformator)

14.4.1.3 TN-Netz

Abb. 40: Direkter einphasiger Anschluss an TN-Netz (ohne Trenntransformator)



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14.4.1.4 TT-Netz

Abb. 41: Direkter einphasiger Anschluss an TT-Netz (ohne Trenntransformator)

14.4.2 Anschluss an geerdete/ungeerdete/asymmetrischgeerdete Netze mit Trenntransformator

GEFAHRHohe Spannungen und Ströme

Bei fehlerhafter Verdrahtung der in diesem Kapitel dargestellten Anschlussbei‐spiele können gefährliche Spannungen und Ströme auftreten, die Verletzungenvon Personen und Schäden am Gerät verursachen können.

Die Anschlussspannung des SIEB & MEYER-Geräte ist gleich der Versorgungs‐netzspannung.

Beachten Sie bei den in diesem Kapitel beschriebenen Anschlussformen unbe‐dingt die maximale Phase-/Neutraleiter-Anschlusspannung des SIEB & MEYER-Gerätes.

Berücksichtigen Sie bei der Auswahl des Trenntransformators die maximalenAnschlusswerte des SIEB & MEYER-Gerätes.

Berücksichtigen Sie die technischen Daten des anzuschließendenSIEB & MEYER-Gerätes.



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14.4.2.1 TN-Netz

Abb. 42: Einphasiger Anschluss an TN-Netz (mit Trenntransformator)

14.4.2.2 TT-Netz

Abb. 43: Einphasiger Anschluss an TT-Netz (mit Trenntransformator)



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14.4.2.3 IT-Netz mit Sternpunkt/asymmetrisch geerdetes Netz mitSternpunkt

Abb. 44: Einphasiger Anschluss an IT-Netz mit Sternpunkt/asymmetrisch geerdetes Netz mitSternpunkt (mit Trenntransformator)

14.4.2.4 IT-Delta-Netz/asymmetrisch geerdetes Delta-Netz

Abb. 45: Einphasiger Anschluss an IT-Delta-Netz/asymmetrisch geerdetes Netz (mitTrenntransformator)



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14.5 Überspannungsschutz FLASHTRAB

Abb. 46: Überspannungsschutz FLASHTRAB von Phoenix Contact

[A] Phoenix Artikelnummer: 2905469Modul mit kombiniert verlegtem PE und N in einem Leiter (L1, L2, L3, PEN).

[B] Phoenix Artikelnummer: 2905470Modul mit separatem PE und N (L1, L2, L3, PE, N).

Die FLASHTRAB-Module von Phoenix Contact (www.phoenixcontact.de) werden zumÜberspannungsschutz kompletter Maschinen und Anlagen eingesetzt. Kurze Stoß‐spannungen (Surge) werden durch eine Kombination von Blitzstrom- und Überspan‐nungsableiter nach einem AEC-Prinzip abgeleitet. Treten längere Überspannungenauf, so wird durch den anhaltenden Ableitstrom die Vorsicherung durchbrennen undsomit die Maschine vor Zerstörung geschützt.

FLASHTRAB setzt sich aus steckbaren Ableitern zusammen, die für Isolationsprü‐fungen oder nach extremer Überbeanspruchung bei Defektmeldungen (rotes Anzeige‐feld) einfach ausgetauscht werden können.

Für einen sicheren Schutz der Elektronik ist eine möglichst kleine Vorsicherung undder richtige Querschnitt der Zuleiter S zu wählen (siehe Tabelle Vorsicherung,Seite 75). Die Leitungslänge zwischen Überspannungsschutz und Potentialaus‐gleichsschiene darf 0,5 m nicht überschreiten. Der beste Überspannungsschutz wirdmit der V-Durchgangsverdrahtung durch die geringe Impedanz zwischen Vorsicherung- Überspannungsschutz - Potentialausgleichsschiene erreicht. Sollte aus technischenGründen die Stichleitungsverdrahtung verwendet werden, ist auch hier darauf zuachten, dass die Leitungen nicht länger als 0,5 m sind.

Die FLASHTRAB-Module verfügen über eine integrierte Fernüberwachung FM miteinem potenzialfreien Wechslerkontakt. Mit dieser Fernüberwachung kann ein aufge‐tretener Fehler signalisiert oder ein zu schützendes Gerät abgeschaltet werden.



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http://www.phoenixcontact.de

Abb. 47: Links: V-Durchgangsverdrahtung, rechts: Stichleitungsverdrahtung

[A] maximale Leitungslänge = 500 mm

14.5.1 Technische Daten

Alle nachfolgenden Angaben beziehen sich auf Informationen des Herstel‐lers Phoenix Contact. Technische Änderungen vorbehalten!

Beachten Sie auch die Informationen auf der Website des Herstellers(www.phoenixcontact.de).



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http://www.phoenixcontact.de

14.5.1.1 FLASHTRAB-Module

Phoenix-Artikelnummer 2905469(L1, L2, L3, PEN)

2905470(L1, L2, L3, PE, N)

Geräteart Überspannungsschutz Überspannungsschutz

Typ FLT-SEC-T1+T2-3C-350/25-FM

FLT-SEC-T1+T2-3S-350/25-FM

Netzform TN-C TN-S, TT

Betriebsspannung UN 240/415 VAC

50/60 Hz

240/415 VAC

50/60 Hz

Höchste Dauerspannung UC 350 VAC 350 VAC

Nennlaststrom IL 125 A (< 55 °C) 125 A (< 55 °C)

Nennableitstoßstrom In (8/20) µs 25 kA L-N / L-PE: 25 kAN-PE: 100 kA

Blitzprüfstrom (10/350) µs, Stromscheitelwert Iimp 25 kA L-N: 25 kAN-PE: 100 kA

Folgestromlöschfähigkeit Ifi 264 VAC 25 kA L-N: 25 kA

350 VAC 3 kA L-N: 3 kAN-PE: 100 A

Kurzschlussfestigkeit ISCCR 264 VAC 25 kA 25 kA

350 VAC 3 kA 3 kA

Schutzpegel UP ≤ 1,5 kV L-N / N-PE: ≤ 1,5 kVL-PE: ≤ 2,2 kV

Max. Vorsicherung bei V-Durchgangsverdrahtung 125 A (gG) 125 A (gG)

Max. Vorsicherung bei Stichleitungsverdrahtung 315 A (gG) 315 A (gG)

Umgebungstemperatur T im Betrieb −40 ... +80 °C −40 ... +80 °C

Luftfeuchtigkeit im Betrieb 5 % ... 95 % 5 % ... 95 %

Schutzart IP20 IP20

14.5.1.2 Fernmeldekontakt der FLASHTRAB-Module

Max. Betriebsspannung Umax AC 250 V

DC 125 V (200 mA)

Max. Betriebsstrom Imax AC 1 A

DC 1 A (30 V)

14.5.1.3 Vorsicherung (backup fuse)Die kleinste Sicherung ist auszuwählen!

V-Durchgangsverdrahtung Stichleitungsverdrahtung

F1 (gG)[A]

SL = SN

[mm²]

SPE(N) (SPE(N) = ST)

[mm²]

F1 (gG)[A]

F2 (gG)[A]

SL = SN

[mm²]


[mm²]

40 10 10 (16) 40 6 6 (16)

50 10 10 (16) 50 10 10 (16)

63 10 10 (25) 63 10 10 (16)

80 16 16 (25) 80 10 10 (25)

100 25 25 100 16 16 (25)



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V-Durchgangsverdrahtung Stichleitungsverdrahtung

F1 (gG)[A]

SL = SN

[mm²]


[mm²]

F1 (gG)[A]

F2 (gG)[A]

SL = SN

[mm²]


[mm²]

125 35 35 125 16 16 (25)

160 25 25

200 25 25 (35)

250 35 35

315 2 × 25 2 × 25

400 ≤ 250 35 35

≥ 500 ≤ 315 2 × 35 2 × 35



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15 Anhang

15.A LiteraturhinweiseDieser Anhang enthält Angaben zu weiterführender Literatur und Recherchemöglich‐keiten zum Thema Elektromagnetische Verträglichkeit.

Karl-Heinz Gonscharek: EMV für Geräteentwickler und Systemintegration. Berlin(Springer) 2005

Karl-Heinz Gonscharek Ralf Vick: Electromagnetic Compatibility for Device andSystem Integration. Berlin (Springer) 2009

Alfred Weber: EMV in der Praxis. Heidelberg (Hüthig) 2004

Adolf Schwab Wolfgang Kürner: Elektromagnetische Verträglichkeit (VDI). Berlin(Springer) 2010

Normenrecherche/-erwerb: www.beuth.de

Leitfäden zu EMV und CE-Kennzeichnung (als Download): www.ce-richtlinien.eu

W Anhang


15.A

http://www.beuth.de/

http://www.ce-richtlinien.eu/

Anhang W


15.A

16 Glossar

AbleitstromStrom, der aus einem fehlerfreien Stromkreis entweder direkt über dessen Schutzerdung zur Erde fließt (Erdableitstrom) oder indirekt über leitfähige Teile (Maschinenkörper, Gehäuse, Person, die ein leitfä‐

higes Gehäuse berührt) zur Erde fließt (Gehäuseableitstrom) oder vom Metallgehäuse eines schutzisolierten elektrischen Geräts oder bei fehler‐

haftem Schutzleiteranschluss über den Körper einer Person fließt, die dasGehäuse berührt (Körperstrom).

DatenleitungAls Datenleitung wird in der Informations- und Kommunikationstechnik ein physikali‐sches Übertragungsmedium (Kabel, Draht oder Lichtwellenleiter) und die Verbindungzwischen einem Sender und Empfänger bezeichnet. Über diese Verbindung werdenausschließlich Informationen (Daten) übertragen, die weiterverarbeitet werden.

Elektromagnetische Störaussendung (elektromagnetischeStörausstrahlung)Als „elektromagnetische Störaussendung“ bezeichnet man die unerwünschte Eigen‐schaft von elektrischen und elektronischen Geräten, gegenüber anderen Geräten alsStörquelle zu arbeiten.

Man unterscheidet folgende Arten elektromagnetischer Störaussendung: leitungsgebundene Störaussendung feldgebundene Störaussendung

Elektromagnetische StörfestigkeitAls „elektromagnetische Störfestigkeit“ bezeichnet man die Fähigkeit eines Gerätes inseiner vorgesehenen Umgebung unter Einfluss verschiedener Störquellen ohne Fehl‐funktion oder Funktionsausfall störungsfrei arbeiten zu können.

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)Als elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) bezeichnet man die Fähigkeit einerelektrischen Einrichtung (Anlage, Gerät, Baugruppe), in ihrer elektromagnetischenUmgebung zufriedenstellend zu funktionieren (Immunität), ohne diese Umgebungunzulässig zu beeinflussen (Emission).

Erdschleife (Masseschleife)Eine Erdschleife (Masseschleife) ist eine zu einer Schleife geschlossene Masseverbin‐dung einer elektrischen Verkabelung oder Verdrahtung, die bei niederfrequenten Stör‐strömen aufgrund der Impedanz (Widerstand > Null) der Schleife einen ungewolltenSpannungsabfall im Signalpfad erzeugt. Dadurch addiert sich ein Störsignal zum Nutz‐signal, dass sich als Brummton äußert. Daher wird die Erdschleife auch als „Brumm‐schleife“ bezeichnet.

W Glossar


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FunktionserdungDie Funktionserdung ist für den EMV-gerechten Geräteaufbau einer Anlage erforder‐lich. und gewährleistet, dass hochfrequente Ströme nach Masse abfließen können. Dievorhandene Schutzerdung sollte nicht als Funktionserdung verwendet werden.

KopplungFolgende Arten von Kopplungen werden unterschieden: induktive Kopplung: Induktive Kopplung entsteht zwischen niederfrequent strom‐

durchflossenen Leitungen (Brummspannungen). Strahlungskopplung: Strahlungskopplung liegt dann vor, wenn sich die Störsenke

im Fernfeld des von einer Störquelle erzeugten Strahlungsfeldes befindet.

Ein Fernfeld liegt vor, wenn die Abmessung L der Störsenke größer als ein Zehntel derWellenlänge λ ist (L > λ/10).

Ein Nahfeld liegt vor, wenn die Abmessung L der Störsenke kleiner als ein Zehntel derWellenlänge λ ist (L < λ/10). l ist proportional 1/f.

Solange die Wellenlänge des Störsignals gegenüber den Geräte- bzw. Kabel- undLeitungsabmessungen groß ist, breiten sich elektromagnetische Störungen vorwie‐gend leitungsgebunden oder gekoppelt an das elektrische bzw. magnetische Feld aus.

MassebandEin Masseband ist ein flexibler elektrischer Leiter. Oft handelt es sich dabei um einemRechteckleiter. Der Leiter besteht in der Regel aus einem Geflecht dünner Kupfer‐drähte. Ein Masseband wird dazu verwendet, die elektrische Verbindung zwischeneinem Gerät oder einer Anlage und einem Bezugspotential herzustellen (z. B. zumPersonenschutz, zur Ableitung elektrischer Ladungen oder zur Sicherstellung derelektromagnetischen Verträglichkeit).

SchutzerdungErdung einer Anlage zum Schutz gegen gefährliche Berührungsspannungen (elektri‐schen Schlag) gemäß DIN VDE 0100. Die vorhandene Schutzerdung sollte nicht alsFunktionserdung verwendet werden.

Schutzleiter (PE)Nach DIN EN 50178 ein „Leiter, der zum Schutz gegen gefährliche Körperströme erfor‐derlich ist, um die Verbindung zu einem der folgenden Teile herzustellen: Körper, fremde leitfähige Teile, Haupterdungsklemme, Erder, geerdeter Punkt der Stromquelle oder künstlicher Sternpunkt.“

SignalleitungFolgende Arten von Signalleitungen werden unterschieden: digitale Signalleitungen, z. B. Leitungen von Pulsgebern oder Informations-Über‐

tragungsleitungen

Glossar W


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analoge Signalleitungen, z. B. ±10 V Sollwertleitungen

Skin-Effekt (Stromverdrängung)Zunahme der Stromdichte nahe der Oberfläche eines elektrischen Leiters (Einzelleiter)gegenüber der Stromdichte im Inneren eines Leiters. Der Grund für den Skin-Effekt isteine durch ein Wechselfeld erzeugte Gegenspannung, die in der Mitte des Leiters amgrößten ist und zur Verdrängung des Stroms an den äußeren Rand des Leiters führt.Mit steigender Frequenz nimmt der Skin-Effekt zu.

Störgröße (EMV)Als Störgröße bezeichnet man elektrische und magnetische Größen (Spannung,Strom, magnetische Felder), die unerwünschte Störungen in einem elektrischen Geräthervorrufen und dadurch dessen Funktion beeinträchtigen oder zum Ausfall desGeräts führen. Der Einfluss von Störgrößen auf ein elektrisches Gerät äußert sichz. .B. als elektrostatische Entladung, schnelle Spannungsänderungen (Burst undSurge) sowie hochfrequente Störspannungen und -strahlungen.

StörquelleEine Störquelle (Aussendung) ist eine elektrische Einrichtung, die elektromagnetischeStörungen aussendet oder abstrahlt. Störquellen geben die Störenergie konzentriertmit niedrigem Pegel auf schmalen Frequenzbändern ab (z. B. digitale Steuerungen,Mikroprozessorsysteme, Hochfrequenzgeneratoren). Schaltgeräte und getakteteAntriebe verteilen ihre Störenergie energiereich auf breiten Frequenzspektren.

StörsenkeStörsenken (Einstrahlungen) sind elektrisches Betriebsmittel oder Anlagen, dieStörungen ausgesetzt sind oder von diesen beeinflussbar sind.

Störsenken werden zwischen möglicher schmalbandiger und breitbandiger Beeinflus‐sung unterschieden: Schmalbandige Störsenken sind meistens analoge Geräte (z. B. Audio- und Vide‐

ogeräte). Breitbandige Störsenken sind meistens digitale Geräte (z. B. Datenverarbeitungs‐

anlagen).

Stoßspannung (Surge)Spannungswelle gleichbleibender Polarität mit schnellem Anstieg auf den Scheitelwertund anschließendem langsamen Abklingen auf die Hälfte der Scheitelspannung.

W Glossar


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Glossar W


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EMV-gerechter Geräteaufbau · 1 Über dieses Handbuch. Dieses Kapitel enthält Hinweise zu...

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