Schirmung Chinaspindel und Schrittmotoren richtig auflegen...

[Marc P.]

Hallo CNC Gemeinde,

ich habe heute die Zuleitung für meine 2,2 kW Chinaspindel konfektioniert und bin zum Thema Schirmung unsicher, welches der richtige Weg ist. Als Kabel kommt ein 4 Adriges, geschirmtes Igus Chain Flex zum Einsatz. Aus Unwissenheit, habe ich den Schirm an beiden Enden zusammengeführt, verdrillt und an der Spindel und am FU mit auf Masse gelegt.

Im Anschluss habe ich dann zufällig bei Wikipedia folgendes gelesen:

"Wenn eine Motorleitung ungeeignet angeschlossen ist, z. B. Anschluss eines möglichen Leitungsschirms als verdrilltes Leitungsende (Pigtail) oder gar keine Auflage der Abschirmung, dann fließen die Umladeströme über Leitungen und Schaltungsteile z. B. Steuerklemmen oder Feldbussysteme und können dort massive Störungen bewirken. Man spricht in diesem Zusammenhang von galvanischer Kopplung.

Ein geeigneter Anschluss der Motorleitung (z. B. die großflächige Auflage einer möglichen Leitungsabschirmung) ist essenziell für ein gutes EMV-Verhalten des Frequenzumrichters."
[Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenzumrichter]

Da es nicht so einfach ist, die Schirmung gleichmässig auf den Stecker zu legen nun meine Frage in die Runde, wie Ihr es gemacht habt und was seitens der E-Technik empfohlen wird, bzw. Sinn macht.

Gruß Marc

 

[KarlG]

Moin,

der Schirm wird nur einseitig auf Masse (PE) gelegt und zwar üblicherweise am zentralen Massepunkt. Bei mir ist das der PE-Anschluss des FU. Natürlich kann man den auf der Motorseite auch am Stecker(-gehäuse) auflegen - der darf dann aber keinen weiteren Massekontakt haben.

Bei den Schrittmotoren wird der Schirm auf der Motorseite einfach abgeschnitten und nur an der Steuerung angeschlossen. Das tb hat für jeden Motor einen Anschluss für den Schirm.

Gruss
Karl

 

[Käsefräser]

Erstmal ist Masse nicht PE.
Das Grrundprinzip der Schirmung ist der Faradaysche Käfig. Der Schirm bildet einen zusammen mit dem Gehäuse, deswegen bleibt der Schirm draussen und wird grossflächig an der Stelle wo das geschirmte Kabel reingeht aufgelegt. Dafür gibt es extra Steckverbinder um den Schirm aufzulegen.
Wenn du den Schirm mit ins Gehäuse bringst und da an PE anschliesst hast du eine perfekte Antenne.

Warum sollte der Schirm nicht am Motor aufgelegt werden, am Motor entstehen statische Spannungen die zum Beispiel die Lager korrodieren können wenn sie nicht abgeleitet werden.

So wie du das machst geht's nicht mehr falscher.

 

[Wuiz]

..zu dem Thema fällt mir grade der alte TFT ein, den ich mal auseinander gerupft habe vor längerer Zeit. Siehe Bild.
Da wurde die Schirmung des Kabels über breite Metallstreifen flächig auf das Gehäuse gelegt.

Ähnliche Vorgehensweise in unserem Fall der CNC-Fräsen? Ich werd mich bald auch damit beschäftigen müssen, lasse mir aber definitiv von einem Elektriker dabei über die Schulter schauen..

Grüße, Stephan

 

[KarlG]

Da wurde die Schirmung des Kabels über breite Metallstreifen flächig auf das Gehäuse gelegt.

Du kannst natürlich auch das (ein) Metallgehäuse als zentralen Massepunkt definieren. Aber das ist kein "muss" - eine gemeinsame Klemme tuts auch, an die alle Schirme und Schutzleiter sternförmig angeschlossen werden.

lasse mir aber definitiv von einem Elektriker dabei über die Schulter schauen..

bzgl. SIcherheit ist das eine gute Idee - von Schirmung verstehen die Jungs nicht unbedingt was.

Gruss
Karl

 

[bitschieber]

Wer's noch nicht kennt: von Danfoss gibt es hierzu eine recht umfangreiche Broschüre zum Thema EMV, Schirmung, etc.:

EMV-Installationsmaßnahmen für Frequenzumrichter

Von SEW Eurodrive gibt es auch noch was:

Praxis der Antriebstechnik – EMV in der Antriebstechnik

Die meinen zum Thema Schirmung:

Durch sachgerechte Schirmung kann die Abstrahlung deutlich vermindert werden. Der
Schirm muss dazu beidseitig aufgelegt werden. Die Schirmwirkung kann bei größeren
Leitungslängen dadurch verbessert werden, dass der Schirm über der Länge mehrmals
aufgelegt wird. Auch die Verlegung mit einer Stahlarmierung, in einem metallischen
Rohr oder in einem metallischen Kabelkanal dämpfen die Abstrahlung, wenn auch nicht
so effektiv wie ein Kupferschirm.

Gruß,
Frank

 

[Käsefräser]

Du kannst natürlich auch das (ein) Metallgehäuse als zentralen Massepunkt definieren. Aber das ist kein "muss" - eine gemeinsame Klemme tuts auch, an die alle Schirme und Schutzleiter sternförmig angeschlossen werden.

NEIN kannst du nicht, Schutzleiter sternförmig an gemeinsamen - vergiss das Wort Massepunkt - PE, Schirme grossflächig auflegen.

Wenn du es nicht glauben willst oder kannst, schau dir mal an wie Industrieanlagen aufgelegt sind, wir verkabeln die übrigens.

 

[KarlG]

NEIN kannst du nicht, Schutzleiter sternförmig an gemeinsamen - vergiss das Wort Massepunkt - PE, Schirme grossflächig auflegen.

Wenn du es nicht glauben willst oder kannst, schau dir mal an wie Industrieanlagen aufgelegt sind, wir verkabeln die übrigens.

Jung - nun nervst du aber wirklich. Wenn Du die Frage nicht verstanden hast, dann bitte in bisserl piano!

(1) Es ist NIRGENDS davon die Rede, dass überhaupt ein Metallgehäuse existiert!

(2) Masse ist das gemeinsame Bezugspotential (0v) aller Schaltungsteile, die nicht unbedingt "Erdbezug" haben müssen, aber können und dies in der Regel auch haben. In dieser Konstellation (Fu und Netzteil mit Metallgehäuse) ist das DEFINITV so.

(3)

Warum sollte der Schirm nicht am Motor aufgelegt werden, am Motor entstehen statische Spannungen

Weil der Motor am Gehäuse sowieso einen PE braucht und üblicherweise legt man Schirme nicht beidseitig auf ein gemeinsames Bezugspotential - ob nun Erdbehaftet oder nicht...

 

[Marc P.]

Nabend zusammen,

also ich weiss nun noch nicht viel besser was richtig ist. Der FU bekommt einen eigenen PE, das steht fest. Der Schirm ist auf der FU Seite als "Pigtail" zusammengezwirbelt und mit auf PE gelegt. Am Stecker zur Spindel lag der Schirm auch zusammengedrillt mit auf dem PE. Mittlerweise habe ich die Verbindung dort wieder getrennt.... Was ist nun richtig, bzw. wie können sich Störungen in diesem Bereich auswirken wenns Störungsfreundlich angeschlossen ist, bzw was kann gestört werden?

Gruß Marc

 

[Käsefräser]

Jung - nun nervst du aber wirklich. Wenn Du die Frage nicht verstanden hast, dann bitte in bisserl piano!

(1) Es ist NIRGENDS davon die Rede, dass überhaupt ein Metallgehäuse existiert!

(2) Masse ist das gemeinsame Bezugspotential (0v) aller Schaltungsteile, die nicht unbedingt "Erdbezug" haben müssen, aber können und dies in der Regel auch haben. In dieser Konstellation (Fu und Netzteil mit Metallgehäuse) ist das DEFINITV so.

(3)

Weil der Motor am Gehäuse sowieso einen PE braucht und üblicherweise legt man Schirme nicht beidseitig auf ein gemeinsames Bezugspotential - ob nun Erdbehaftet oder nicht...

Schon ok, mach du mal.

 

[Marc P.]

Wenn man sich die Pdf´s von Frank mal so anguckt, dann wird in beiden Dokumenten vom zusammendrillen und auflegen abgeraten (sog. Pigtail). Nun ist es in unserem Fall aber schwierig, den Schirm flächig über eine Schelle aufzulegen, da auf der FU Seite ein Kunststoffgehäuse ist und der Schirm auf den PE einer Schraubleiste aufgelegt werden muss und auf der anderen Seite, ist der Stecker nicht fürs flächige Auflegen konzipiert. Wenn ich auf der FU Seite nun eine Schelle um den Umfang des Schirms schraube und von dieser Schelle mit einem Kabel auf PE gehe, dann bin ich doch wieder bei dem gleichen Ergebnis wie als wenn ich die Leitungen zusammendrille...

Somit haben wir verstanden wie es "richtig" gehen würde, wenn die Gegebenheiten vorhanden wären und müssen trotzdem den besten Kompromiss finden. Ich denke es ist sinnvoll verschiedene Praxiserfahrungen für den Fall FU bei Käsefräse zusammen zu tragen.

Wie läuft es also bei euch?

Gruß Marc

 

[KarlG]

Solange Du nicht alles in ein "dichtes" Stahlblechgehäuse einsperrst, geht das gar nicht anders. Einseitiges (bzw. Beideitiges) Auflegen das Schirms ist dann eine Frage des Konzeptes und vor allem: "Was will ich wogegen abschirmen und welche Frequenzen sind zu betrachten"

Bei einem FU würde ich bei 400Hz Grundfrequenz von Oberwellen in den kHz-Bereich ausgehen (vermutlich unter 50kHz) - hier halte ich mich an die "gute alte Regel" aus der NF-Technik, Schirme nur einseitig aufzulegen (wennd der "Partner" eine eigene Masse hat) - "schädlich" ist das beidseitige Auflegen bei den kurzen Leitungslängen vermutlich nicht.

Gruss
Karl

 

[Marc P.]

Ok, mit welchen Frequenzen und was Stört wen, kenne ich mich leider nicht aus. Ich werde es testen und wenn was muckt, habe ich noch die Möglichkeit des beidseitigen Auflegens.
Bei den Schrittmotoren habe ich die Möglichkeit den Schirm auf das Steckergehäuse zu legen und dieses zu erden. Mehr kann man hier auch nicht machen.

Gruß Marc

 

[Käsefräser]

Solange Du nicht alles in ein "dichtes" Stahlblechgehäuse einsperrst, geht das gar nicht anders. Einseitiges (bzw. Beideitiges) Auflegen das Schirms ist dann eine Frage des Konzeptes und vor allem: "Was will ich wogegen abschirmen und welche Frequenzen sind zu betrachten"

Bei einem FU würde ich bei 400Hz Grundfrequenz von Oberwellen in den kHz-Bereich ausgehen (vermutlich unter 50kHz) - hier halte ich mich an die "gute alte Regel" aus der NF-Technik, Schirme nur einseitig aufzulegen (wennd der "Partner" eine eigene Masse hat) - "schädlich" ist das beidseitige Auflegen bei den kurzen Leitungslängen vermutlich nicht.

Gruss
Karl

Selbst wenns nicht in ein Stahlgehäuse kommt, ein Stück Profilschiene nehmen, Erdklemmen drauf, da alle PEs rein. Klemmschellen für den Schirm nehmen und mit auf die Erdschiene klemmen.

Wie kommst du denn auf 400Hz? Diese kleinen FUs haben kein aktives PFC, also habe ich schon mal einen Hauptpeak bei 100 Hz. Die Chopperfrequenz liegt in der Regel bei 16 KHz und die Motorfrequenz geht bis 400 Hz drehzahlabhängig.
Was am meisten strahlt, und zwar bis in dem MHz Bereich hinein ist die Chopperfrquenz.

Wenn man das Kabel nicht vernünftig auflegen kann nützt mir der beste Schirm nix. Die Energie die der Schirm aufnimmt muss ja irgendwo abgeleitet werden. Und ob nun der Schirm selber strahlt oder die Einzeladern, wo ist da der Unterschied?

 

[Charly_Brown]

Hallo,

ich grabe dieses ältere Thema nochmal aus, da ich mich gerade damit beschäftigen muss.

Karl, du schreibst hier ja, das der Schirm nur einseitig aufgelegt werden soll (und zwar im FU auf den PE).

Hier:http://www.rchobby-net.de/fraese/spindel3/spindel32.htm

beschreibt aber jemand, dass er den Schirm mit einem speziellen Stecker auch am Motor auflegt.

Und hier: https://www.google.ch/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://www.vdw.de/bin/load_file_inter.pl%3Fp_bereich%3Dtechnik%26p_paket_id%3D6%26p_dok_id%3D10005697%26p_sprache%3Dd%26p_typ%3Ddoc&ved=0ahUKEwi7sP3v9qnJAhVCDw8KHatOCucQFggvMAY&usg=AFQjCNHGaGWzoVTD3JfqXnCL-OT-OL112A&sig2=Cw07ZaW9k-mz8q2S5uBEpg

Steht auf Seite 21:
“Motor mit Umrichter; Kabeltyp = geschirmt; Starke Störaussendung: Der Schirm muss beidseitig geerdet sein“


Und Heini schreibt in einem aktuellen Blogbeitrag:
"Der Schutzschirm der Verbindung Chinafrässpindel <->FU (Frequenzumrichter) sollte nie an beiden Geräten angelegt werden. Die meisten FU-Hersteller führen das auch in deren Handbüchern an. Der Schutzschirm darf auf der FU-Seite nicht angelegt werden, nur auf der sternförmigen Schutzleiterschiene im Steuerungsgehäuse. Vollständigkeitshalber, um keinen falschen Eindruck zu erwecken: Der FU selbst ist natürlich schon an einen Schutzleiter angeschlossen, aber nicht über die Schirme der Leitungen zur Frässpindel."


Wie ist denn diese Aussage zu verstehen? Demnach sollte der nicht im FU auf den PE gelegt werden, sondern müsste mit einer separaten Leitung weiter zum Sternmittelpunkt geführt werden. Aber wäre das nicht genau so gut, wie diesen im FU aufzulegen?


HIER: http://www.spindel-shop.de/Shop/images/Datasheets/BetriebsanleitungHFS6508-AC.pdf
wird dann auch wieder klar das einseitige Auflegen beschrieben. Allerdings wird bei den diversen Beschreibungen auch immer davon ausgegangen, dass der FU in einem Metallgehäuse montiert. ist. Dies ist ja (meistens) gar nicht der Fall. Somit bleibt ja nur die Möglchkeit den Schirm am FU auf PE zu legen.


Gibt es da seit dem letzten Jahr neue Erkenntnisse oder Erfahrungen?