Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) bei Antriebs- und Steuerungssystemen

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R911259740 Ausgabe 02

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) bei Antriebs- und

Steuerungssystemen

Projektierung

Industrial Hydraulics

Electric Drives and Controls

Linear Motion and

Assembly Technologies Pneumatics

Service Automation

Mobile Hydraulics

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Über diese Dokumentation EMV-Projektierung

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) bei Antriebs- und Steuerungssystemen Projektierung

DOK-GENERL-EMV********-PR02-DE-P

120-1300-B307-02/DE

Diese Dokumentation dient dazu:

• Rexroth Indramat Antriebskomponenten in einer Anlage oder Maschine so zu projektieren und zu installieren, dass ausreichende Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) in der Anlage oder Maschine gegeben ist.

• Sie gibt ergänzende Hinweise zu Projektierung der einzelnen Antriebskomponenten

Dokukennzeichnung bisheriger Ausgaben

Stand Bemerkung

209-0049-4305-00 DE/07.94 Juli 94 Erstausgabe

209-0049-4305-01 DE/03.95 März 95 Überarbeitung

209-0049-4305-02 DE/04.96 April 96 Überarbeitung

DOK-GENERL-EMV********-PRJ1-DE-P April 97 Überarbeitung DOK-GENERL-EMV********-PR02-DE-P Jan.2001 Überarbeitung

 Rexroth Indramat GmbH, 2000

Weitergabe sowie Vervielfältigung dieser Unterlage, Verwertung und Mitteilung ihres Inhalts wird nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich zugestanden. Zuwiderhandlungen verpflichten zum Schadenersatz. Alle Rechte für den Fall der Patenterteilung oder Gebrauchsmuster- Eintragung vorbehalten. (DIN 34-1)

Änderungen im Inhalt der Dokumentation und Liefermöglichkeiten der Produkte sind vorbehalten.

Rexroth Indramat GmbH

Bgm.-Dr.-Nebel-Str. 2 • D-97816 Lohr a. Main

Telefon 09352/40-0 • Tx 689421 • Fax 09352/40-4885 http://www.rexroth.com/indramat

Abt. ECD1 (nn/hp) Titel

Art der Dokumentation

Dokumentations-Type

interner Ablagevermerk

Zweck der Dokumentation

Änderungsverlauf

Schutzvermerk

Verbindlichkeit

Herausgeber

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EMV-Projektierung Inhaltsverzeichnis

I

Inhaltsverzeichnis

1 Anwendungsbereich 1-1

2 Sicherheitshinweise für elektrische Antriebe und Steuerungen 2-1

2.1 Einleitung... 2-1 2.2 Erläuterungen... 2-1 2.3 Gefahren durch falschen Gebrauch... 2-2 2.4 Allgemeines... 2-3 2.5 Schutz gegen Berühren elektrischer Teile ... 2-4 2.6 Schutz durch Schutzkleinspannung (PELV) gegen elektrischen Schlag ... 2-6 2.7 Schutz vor gefährlichen Bewegungen ... 2-6 2.8 Schutz vor magnetischen und elektromagnetischen Feldern bei Betrieb und Montage... 2-8 2.9 Schutz gegen Berühren heißer Teile ... 2-9 2.10 Schutz bei Handhabung und Montage... 2-10 2.11 Sicherheit beim Umgang mit Batterien ... 2-10 2.12 Schutz vor unter Druck stehenden Leitungen... 2-11

3 Erläuterungen und Begriffe 3-1

3.1 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ... 3-1 3.2 Sicherstellen der EMV-Anforderungen ... 3-1 3.3 Normen und Gesetze ... 3-3 3.4 Technische Erläuterungen zur Störaussendung... 3-4

4 Auswahl des Netzfilters 4-1

4.1 Netzseitiger Dauerstrom INetz... 4-1 4.2 Technische Daten der Netzfilter... 4-2 4.3 Abmessungen ... 4-3 4.4 Umgebungstemperatur ... 4-6

5 Auswahl abgeschirmter Motorleistungskabel für Rexroth Indramat Antriebe 5-1 6 EMV-optimierter Aufbau der Komponenten im Schaltschrank 6-1

6.1 Einteilungen in Bereiche (Zonen)... 6-1 6.2 Aufbau und Installation im störungsfreien Bereich des Schaltschranks (Bereich A) ... 6-2 6.3 Aufbau und Installation im störungsbehafteten Bereich des Schaltschranks (Bereich B) ... 6-6

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II

Inhaltsverzeichnis EMV-Projektierung

7 Installation des Netzfilters 7-1

7.1 Allgemeine Sicherheitshinweise ... 7-1 7.2 Montage des Filters... 7-1 7.3 Anschluss des Filters ... 7-2 7.4 Inbetriebnahme des Filters... 7-2

8 Installation des Motorleistungskabels 8-1

9 Ermitteln der Scheinleistung 9-1

9.1 Aus den Auswahldaten ... 9-1 9.2 Aus den Motordaten... 9-1

10 Netzrückwirkung der Antriebssysteme 10-1

10.1 Leistungsfaktor DPF, cosϕ1 zur Berechnung der Blindleistungsbelastung des Netzes ... 10-2 10.2 Leistungsfaktor TPF, λ... 10-3 10.3 Netzoberschwingungen am Anschlussort... 10-4 Netzstromoberschwingungen ... 10-4 Netzspannungsoberschwingungen (Spannungsverzerrung)... 10-6

11 Index 11-1

12 Service & Support 12-1

12.1 Helpdesk ... 12-1 12.2 Service-Hotline ... 12-1 12.3 Internet ... 12-1 12.4 Vor der Kontaktaufnahme... - Before contacting us... 12-1 12.5 Kundenbetreuungsstellen - Sales & Service Facilities ... 12-2

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EMV-Projektierung Anwendungsbereich

1-1

1 Anwendungsbereich

Diese Dokumentation dient dazu, Rexroth Indramat Antriebskomponenten in einer Anlage oder Maschine so einzubauen und zu installieren, dass ausreichende Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) in der Anlage oder Maschine gegeben ist.

Der Anwender von Rexroth Indramat Antriebs- oder Steuerungskompo- nenten erhält in dieser Dokumentation Hinweise, mit denen er die EMV- Anforderungen mit einfachen Maßnahmen, die in der Praxis mehrfach erprobt sind, erreichen kann.

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1-2

Anwendungsbereich EMV-Projektierung

Notizen

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EMV-Projektierung Sicherheitshinweise für elektrische Antriebe und Steuerungen

2-1

2 Sicherheitshinweise für elektrische Antriebe und Steuerungen

2.1 Einleitung

Folgende Hinweise sind vor der ersten Inbetriebnahme der Anlage zur Vermeidung von Körperverletzungen und/oder Sachschäden zu lesen.

Diese Sicherheitshinweise sind jederzeit einzuhalten.

Versuchen Sie nicht, dieses Gerät zu installieren oder in Betrieb zu nehmen, bevor Sie nicht alle mitgelieferten Unterlagen sorgfältig durchgelesen haben. Diese Sicherheitsinstruktionen und alle anderen Benutzerhinweise sind vor jeder Arbeit mit diesem Gerät durchzulesen.

Sollten Ihnen keine Benutzerhinweise für das Gerät zur Verfügung stehen, wenden Sie sich an Ihren zuständigen Rexroth Indramat- Vertriebsrepräsentanten. Verlangen Sie die unverzügliche Übersendung dieser Unterlagen an den oder die Verantwortlichen für den sicheren Betrieb des Gerätes.

Bei Verkauf, Verleih und/oder anderweitiger Weitergabe des Gerätes sind diese Sicherheitshinweise ebenfalls mitzugeben.

WARNUNG

Unsachgemäßer Umgang mit diesen Geräten und Nichtbeachten der hier angegebenen

Warnhinweise sowie unsachgemäße Eingriffe in die Sicherheitseinrichtung können zu

Sachschaden, Körperverletzung, elektrischem Schlag oder im Extremfall zum Tod führen.

2.2 Erläuterungen

Die Sicherheitshinweise beschreiben folgende Gefahrenklassen nach ANSI:

Warnsymbol mit Signalwort Gefahrenklasse nach ANSI

Die Gefahrenklasse beschreibt das Risiko bei Nichtbeachten des Sicherheitshinweises:

GEFAHR

Tod oder schwere Körperverletzung werden eintreten.

WARNUNG

Tod oder schwere Körperverletzung können eintreten.

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2-2

Sicherheitshinweise für elektrische Antriebe und Steuerungen EMV-Projektierung

2.3 Gefahren durch falschen Gebrauch

GEFAHR

Hohe elektrische Spannung und hoher Arbeitsstrom! Lebensgefahr oder schwere Körperverletzung durch elektrischen Schlag!

GEFAHR

Gefahrbringende Bewegungen! Lebensgefahr, schwere Körperverletzung oder Sachschaden durch unbeabsichtigte Bewegungen der Motoren!

WARNUNG

Hohe elektrische Spannung durch falschen Anschluß! Lebensgefahr oder Körperverletzung durch elektrischen Schlag!

WARNUNG

Gesundheitsgefahr für Personen mit

Herzschrittmachern, metallischen Implantaten und Hörgeräten in unmittelbarer Umgebung elektrischer Ausrüstungen!

VORSICHT

Heiße Oberflächen auf Gerätegehäuse möglich!

Verletzungsgefahr! Verbrennungsgefahr!

VORSICHT

Verletzungsgefahr durch unsachgemäße Handhabung! Körperverletzung durch

Quetschen, Scheren, Schneiden, Stoßen oder unsachgemäße Handhabung von unter Druck stehenden Leitungen!

Verletzungsgefahr durch unsachgemäße

Handhabung von Batterien!

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2-3

2.4 Allgemeines

Bei Schäden infolge von Nichtbeachtung der Warnhinweise in dieser Betriebsanleitung übernimmt die Rexroth Indramat GmbH keine Haftung.

Vor der Inbetriebnahme sind die Betriebs-, Wartungs- und Sicherheitshinweise durchzulesen. Wenn die Dokumentation in der vorliegenden Sprache nicht einwandfrei verstanden wird, bitte beim Lieferant anfragen und diesen informieren.

Der einwandfreie und sichere Betrieb dieses Gerätes setzt sachgemäßen und fachgerechten Transport, Lagerung, Montage und Installation sowie sorgfältige Bedienung und Instandhaltung voraus.

Für den Umgang mit elektrischen Anlagen ausgebildetes und qualifiziertes Personal einsetzen:

Nur entsprechend ausgebildetes und qualifiziertes Personal sollte an diesem Gerät oder in dessen Nähe arbeiten. Qualifiziert ist das Personal, wenn es mit Montage, Installation und Betrieb des Produkts sowie mit allen Warnungen und Vorsichtsmaßnahmen gemäß dieser Betriebsanleitung ausreichend vertraut ist.

Ferner ist es ausgebildet, unterwiesen oder berechtigt, Stromkreise und Geräte gemäß den Bestimmungen der Sicherheitstechnik ein- und auszuschalten, zu erden und gemäß den Arbeitsanforderungen zweckmäßig zu kennzeichnen. Es muß eine angemessene Sicherheitsausrüstung besitzen und in erster Hilfe geschult sein.

Nur vom Hersteller zugelassene Zubehör- und Ersatzteile verwenden.

Es sind die Sicherheitsvorschriften und -bestimmungen des Landes, in dem das Gerät zur Anwendung kommt, zu beachten.

Die Geräte sind zum Einbau in Maschinen, die in gewerblichen Bereichen eingesetzt werden, vorgesehen.

Europäische Länder: EG-Richtlinie 89/392/EWG (Maschinenrichtlinie) Die in der Produktdokumentation angegebenen Umgebungsbedingungen müssen eingehalten werden.

Sicherheitsrelevante Anwendungen sind nicht zugelassen, sofern sie nicht ausdrücklich und eindeutig in den Projektierungsunterlagen angegeben sind.

Ausgeschlossen sind beispielsweise folgende Einsatz- und Anwendungsbereiche: Kranbau, Personen- und Lastenaufzüge, Einrichtungen und Fahrzeuge zur Personenbeförderung, Medizintechnik, Raffinerieanlagen, Transport gefährlicher Güter, Nuklearbereiche, Einsatz in hochfrequenzsensiblen Bereichen, Bergbau, Lebensmittelverarbeitung, Steuerung von Schutzeinrichtungen (auch in Maschinen).

Die Inbetriebnahme ist solange untersagt, bis festgestellt wurde, daß die Maschine, in der die Produkte eingebaut sind, den nationalen Bestimmungen und Sicherheitsregeln der Anwendung entsprechen.

Der Betrieb ist nur bei Einhaltung der nationalen EMV-Vorschriften für den vorliegenden Anwendungsfall erlaubt.

Die Hinweise für eine EMV-gerechte Installation sind der Dokumentation "EMV bei AC-Antrieben und Steuerungen“ zu entnehmen.

Die Einhaltung der durch die nationalen Vorschriften geforderten Grenzwerte liegt in der Verantwortung der Hersteller der Anlage oder Maschine.

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2-4

Europäische Länder: EG-Richtlinie 89/336/EWG (EMV-Richtlinie).

USA: Siehe Nationale Vorschriften für Elektrik (NEC), Nationale Vereinigung der Hersteller von elektrischen Anlagen (NEMA) sowie regionale Bauvorschriften. Der Betreiber hat alle oben genannten Punkte jederzeit einzuhalten.

Die technischen Daten, die Anschluß- und Installationsbedingungen sind der Produktdokumentation zu entnehmen und unbedingt einzuhalten.

2.5 Schutz gegen Berühren elektrischer Teile

Hinweis: Dieser Abschnitt betrifft nur Geräte und Antriebskomponenten mit Spannungen über 50 Volt.

Werden Teile mit Spannungen größer 50 Volt berührt, können diese für Personen gefährlich werden und zu elektrischem Schlag führen. Beim Betrieb elektrischer Geräte stehen zwangsläufig bestimmte Teile dieser Geräte unter gefährlicher Spannung.

GEFAHR

Hohe elektrische Spannung! Lebensgefahr, Verletzungsgefahr durch elektrischen Schlag oder schwere Körperverletzung!

⇒ Bedienung, Wartung und/oder Instandsetzung dieses Gerätes darf nur durch für die Arbeit an oder mit elektrischen Geräten ausgebildetes und qualifiziertes Personal erfolgen.

⇒ Die allgemeinen Errichtungs- und Sicherheits- vorschriften zu Arbeiten an Starkstromanlagen beachten.

⇒ Vor dem Einschalten muß der feste Anschluß des Schutzleiters an allen elektrischen Geräten entsprechend dem Anschlußplan hergestellt werden.

⇒ Ein Betrieb, auch für kurzzeitige Meß- und Prüfzwecke, ist nur mit fest angeschlossenem Schutzleiter an den dafür vorgesehenen Punkten der Komponenten erlaubt.

⇒ Vor dem Zugriff zu elektrischen Teilen mit Spannungen größer 50 Volt das Gerät vom Netz oder von der Spannungsquelle trennen. Gegen Wiedereinschalten sichern.

⇒ Bei elektrischen Antriebs- und Filterkomponenten zu beachten:

Nach dem Ausschalten erst 5 Minuten Entladezeit der Kondensatoren abwarten, bevor auf die Geräte zugegriffen wird. Die Spannung der Kondensatoren vor Beginn der Arbeiten messen, um Gefährdungen durch Berührung auszuschließen.

⇒ Elektrische Anschlußstellen der Komponenten im eingeschalteten Zustand nicht berühren.

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2-5

⇒ Vor dem Einschalten die dafür vorgesehenen Abdeckungen und Schutzvorrichtungen für den Berührschutz an den Geräten anbringen. Vor dem Einschalten spannungsführende Teile sicher abdecken und schützen, um Berühren zu verhindern.

⇒ Eine FI-Schutzeinrichtung (Fehlerstrom- Schutzeinrichtung) oder RCD kann für elektrische Antriebe nicht eingesetzt werden! Der Schutz gegen indirektes Berühren muß auf andere Weise hergestellt werden, zum Beispiel durch Überstromschutzeinrichtung entsprechend den relevanten Normen.

⇒ Für Einbaugeräte ist der Schutz gegen direktes Berühren elektrischer Teile durch ein äußeres Gehäuse, wie beispielsweise einen Schaltschrank, sicherzustellen.

Europäische Länder: entsprechend EN 50178/ 1998, Abschnitt 5.3.2.3.

Bei elektrischen Antriebs- und Filterkomponenten zu beachten:

GEFAHR

Hohe Gehäusespannung und hoher

Ableitstrom! Lebensgefahr, Verletzungsgefahr durch elektrischen Schlag!

⇒ Vor dem Einschalten erst die elektrische Ausrüstung, die Gehäuse aller elektrischen Geräte und Motoren mit dem Schutzleiter an den Erdungspunkten verbinden oder erden. Auch bei Kurzzeittests.

⇒ Den Schutzleiter der elektrischen Ausrüstung und der Geräte stets fest ans Versorgungsnetz anschließen. Der Ableitstrom ist größer als 3,5 mA.

⇒ Mindestens 10 mm² Kupfer-Querschnitt für diese Schutzleiterverbindung in seinem ganzen Verlauf verwenden!

⇒ Vor Inbetriebnahme, auch zu Versuchszwecken, stets den Schutzleiter anschließen oder mit Erdleiter verbinden. Auf dem Gehäuse können sonst hohe Spannungen auftreten, die elektrischen Schlag verursachen.

Europäische Länder: EN 50178 / 1998, Abschnitt 5.3.2.1.

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2-6

2.6 Schutz durch Schutzkleinspannung (PELV) gegen elektrischen Schlag

Alle Anschlüsse und Klemmen mit Spannungen von 5 bis 50 Volt an Rexroth Indramat Produkten sind Schutzkleinspannungen, die entsprechend folgender Normen berührungssicher ausgeführt sind:

international: IEC 60364-4-41

Europäische Länder in der EU: EN 50178/1998, Abschnitt 5.2.8.1.

WARNUNG

Hohe elektrische Spannung durch falschen Anschluß! Lebensgefahr, Verletzungsgefahr durch elektrischen Schlag!

⇒ An alle Anschlüsse und Klemmen mit Spannungen von 0 bis 50 Volt dürfen nur Geräte, elektrische Komponenten und Leitungen angeschlossen werden, die eine Schutzkleinspannung (PELV = Protective Extra Low Voltage) aufweisen.

⇒ Nur Spannungen und Stromkreise, die sichere Trennung zu gefährlichen Spannungen haben, anschließen. Sichere Trennung wird beispielsweise durch Trenntransformatoren, sichere Optokoppler oder netzfreien Batteriebetrieb erreicht.

2.7 Schutz vor gefährlichen Bewegungen

Gefährliche Bewegungen können durch fehlerhafte Ansteuerung von angeschlossenen Motoren verursacht werden. Die Ursachen können verschiedenster Art sein:

unsaubere oder fehlerhafte Verdrahtung oder Verkabelung Fehler bei der Bedienung der Komponenten

Fehler in den Meßwert- und Signalgebern defekte Komponenten

Fehler in der Software

Diese Fehler können unmittelbar nach dem Einschalten oder nach einer unbestimmten Zeitdauer im Betrieb auftreten.

Die Überwachungen in den Antriebskomponenten schließen eine Fehlfunktion in den angeschlossenen Antrieben weitestgehend aus. Im Hinblick auf den Personenschutz, insbesondere der Gefahr der Körperverletzung und/oder Sachschaden, darf auf diesen Sachverhalt nicht allein vertraut werden. Bis zum Wirksamwerden der eingebauten Überwachungen ist auf jeden Fall mit einer fehlerhaften Antriebsbewegung zu rechnen, deren Maß von der Art der Steuerung und des Betriebszustandes abhängen.

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2-7

GEFAHR

Gefahrbringende Bewegungen! Lebensgefahr, Verletzungsgefahr, schwere Körperverletzung oder Sachschaden!

⇒ Der Personenschutz ist aus den oben genannten Gründen durch Überwachungen oder Maßnahmen, die anlagenseitig übergeordnet sind, sicherzustellen.

Diese werden nach den spezifischen Gegebenheiten der Anlage einer Gefahren- und Fehleranalyse vom Anlagenbauer vorgesehen. Die für die Anlage geltenden Sicherheitsbestimmungen werden hierbei mit einbezogen. Durch Ausschalten, Umgehen oder fehlendes Aktivieren von Sicherheitseinrichtungen können willkürliche Bewegungen der Maschine oder andere Fehlfunktionen auftreten.

Vermeidung von Unfällen, Körperverletzung und/oder Sachschaden:

⇒ Kein Aufenthalt im Bewegungsbereich der Maschine und Maschinenteile. Mögliche Maßnahmen gegen unbeabsichtigten Zugang von Personen:

- Schutzzaun - Schutzgitter - Schutzabdeckung - Lichtschranke

⇒ Ausreichende Festigkeit der Zäune und Abdeckungen gegen die maximal mögliche Bewegungsenergie.

⇒ Not-Stop-Schalter leicht zugänglich in unmittelbarer Nähe anordnen. Die Funktion der Not-Aus- Einrichtung vor der Inbetriebnahme prüfen. Das Gerät bei Fehlfunktion des Not-Stop-Schalters nicht betreiben.

⇒ Sicherung gegen unbeabsichtigten Anlauf durch Freischalten des Leistungsanschlusses der Antriebe über Not-Aus-Kreis oder Verwenden einer sicheren Anlaufsperre.

⇒ Vor dem Zugriff oder Zutritt in den Gefahrenbereich die Antriebe sicher zum Stillstand bringen.

⇒ Vertikale Achsen gegen Herabfallen oder Absinken nach Abschalten des Motors zusätzlich sichern, wie durch:

- mechanische Verriegelung der vertikalen Achse, - externe Brems-/ Fang-/ Klemmeinrichtung oder - ausreichenden Gewichtsausgleich der Achse.

Die serienmäßig gelieferte Motor-Haltebremse oder eine externe, vom Antriebsregelgerät angesteuerte Motor-Haltebremse alleine ist nicht für den Personenschutz geeignet!

⇒ Elektrische Ausrüstung über den Hauptschalter spannungsfrei schalten und gegen Wiederein-

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2-8

⇒ Den Betrieb von Hochfrequenz-, Fernsteuer- und Funkgeräten in der Nähe der Geräteelektronik und deren Zuleitungen vermeiden. Wenn ein Gebrauch dieser Geräte unvermeidlich ist, vor der Erstinbetriebnahme das System und die Anlage auf mögliche Fehlfunktionen in allen Gebrauchslagen prüfen. Im Bedarfsfalle ist eine spezielle EMV- Prüfung der Anlage notwendig.

2.8 Schutz vor magnetischen und elektromagnetischen Feldern bei Betrieb und Montage

Magnetische und elektromagnetische Felder, die in unmittelbarer Umgebung von stromführenden Leitern und Motor-Permanentmagneten bestehen, können eine ernste Gefahr für Personen mit Herzschrittmachern, metallischen Implantaten und Hörgeräten darstellen.

WARNUNG

Gesundheitsgefahr für Personen mit

Herzschrittmachern, metallischen Implantaten und Hörgeräten in unmittelbarer Umgebung elektrischer Ausrüstungen!

⇒ Personen mit Herzschrittmachern und metallischen Implantaten ist der Zugang zu folgenden Bereichen untersagt:

- Bereiche, in denen elektrische Geräte und Teile montiert, betrieben oder in Betrieb genommen werden.

- Bereiche, in denen Motorenteile mit Dauer- magneten gelagert, repariert oder montiert werden.

⇒ Besteht die Notwendigkeit für Träger von Herzschrittmachern derartige Bereiche zu betreten, so ist das zuvor von einem Arzt zu entscheiden. Die Störfestigkeit von bereits oder künftig implantierten Herzschrittmachern ist sehr unterschiedlich, somit bestehen keine allgemein gültigen Regeln.

⇒ Personen mit Metallimplantaten oder Metallsplittern sowie mit Hörgeräten haben vor dem Betreten der- artiger Bereiche einen Arzt zu befragen, da dort mit gesundheitlichen Beeinträchtigungen zu rechnen ist.

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2-9

2.9 Schutz gegen Berühren heißer Teile

VORSICHT

Heiße Oberflächen auf Gerätegehäuse möglich!

Verletzungsgefahr! Verbrennungsgefahr!

⇒ Gehäuseoberfläche in der Nähe von heißen Wärmequellen nicht berühren! Verbrennungsgefahr!

⇒ Vor dem Zugriff Geräte erst 10 Minuten nach dem Abschalten abkühlen lassen.

⇒ Werden heiße Teile der Ausrüstung wie Gerätegehäuse, in denen sich Kühlkörper und Widerstände befinden, berührt, kann das zu Verbrennungen führen!

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2-10

2.10 Schutz bei Handhabung und Montage

Handhabung und Montage bestimmter Teile und Komponenten in ungeeigneter Art und Weise kann unter ungünstigen Bedingungen zu Verletzungen führen.

VORSICHT

Verletzungsgefahr durch unsachgemäße Handhabung! Körperverletzung durch Quetschen, Scheren, Schneiden, Stoßen!

⇒ Die allgemeinen Errichtungs- und Sicherheits- vorschriften zu Handhabung und Montage beachten.

⇒ Geeignete Montage- und Transporteinrichtungen verwenden.

⇒ Einklemmungen und Quetschungen durch geeignete Vorkehrungen vorbeugen.

⇒ Nur geeignetes Werkzeug verwenden. Sofern vor- geschrieben, Spezialwerkzeug benutzen.

⇒ Hebeeinrichtungen und Werkzeuge fachgerecht einsetzen.

⇒ Wenn erforderlich, geeignete Schutzausstattungen (zum Beispiel Schutzbrillen, Sicherheitsschuhe, Schutzhandschuhe) benutzen.

⇒ Nicht unter hängenden Lasten aufhalten.

⇒ Auslaufende Flüssigkeiten am Boden sofort wegen Rutschgefahr beseitigen.

2.11 Sicherheit beim Umgang mit Batterien

Batterien bestehen aus aktiven Chemikalien, die in einem festen Gehäuse untergebracht sind. Unsachgemäßer Umgang kann daher zu Verletzungen oder Sachschäden führen.

VORSICHT

Verletzungsgefahr durch unsachgemäße Handhabung!

⇒ Nicht versuchen, leere Batterien durch Erhitzen oder andere Methoden zu reaktivieren (Explosions- und Ätzungsgefahr).

⇒ Die Batterien dürfen nicht aufgeladen werden, weil sie dabei auslaufen oder explodieren können.

⇒ Batterien nicht ins Feuer werfen.

⇒ Batterien nicht auseinandernehmen.

⇒ In den Geräten eingebaute elektrische Bauteile nicht beschädigen.

Hinweis: Umweltschutz und Entsorgung! Die im Produkt enthaltenen Batterien sind im Sinne der gesetzlichen Bestimmungen als Gefahrengut beim Transport im Land-, Luft- und Seeverkehr anzusehen (Explosionsgefahr). Altbatterien getrennt von anderem Abfall entsorgen. Die nationalen Bestimmungen im

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2-11

2.12 Schutz vor unter Druck stehenden Leitungen

Bestimmte Motoren (ADS, ADM, 1MB usw.) und Antriebsregelgeräte können entsprechend den Angaben in den Projektierungsunterlagen zum Teil mit extern zugeführten und unter Druck stehenden Medien wie Druckluft, Hydrauliköl, Kühlflüssigkeit und Kühlschmiermittel versorgt werden. Unsachgemäßer Umgang mit externen Versorgungssystemen, Versorgungsleitungen oder Anschlüssen kann in diesen Fällen zu Verletzungen oder Sachschäden führen.

VORSICHT

Verletzungsgefahr durch unsachgemäße Hand- habung von unter Druck stehenden Leitungen!

⇒ Nicht versuchen, unter Druck stehende Leitungen zu trennen, zu öffnen oder zu kappen (Explosions- gefahr).

⇒ Betriebsvorschriften der jeweiligen Hersteller beachten.

⇒ Bevor Leitungen demontiert werden, muß der Druck und das Medium (Luft oder Flüssigkeit) abgelassen werden.

⇒ Geeignete Schutzausstattungen (zum Beispiel Schutzbrillen, Sicherheitsschuhe, Schutzhand- schuhe) benutzen.

⇒ Ausgelaufene Flüssigkeiten am Boden sofort beseitigen.

Hinweis: Umweltschutz und Entsorgung! Die für den Betrieb des Produktes verwendeten Medien können unter Umständen nicht umweltverträglich sein. Umweltschädliche Medien getrennt von anderem Abfall entsorgen. Die nationalen Bestimmungen im Aufstellungsland beachten.

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2-12

Notizen

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EMV-Projektierung Erläuterungen und Begriffe

3-1

3 Erläuterungen und Begriffe

3.1 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)

Die elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV), englisch EMC (electromagnetic compatibility) oder EMI (electromagnetic interference) umfasst folgende Anforderungen:

• eine ausreichende Störfestigkeit einer elektrischen Anlage oder eines elektrischen Geräts gegen von außen einwirkende elektrische, magnetische oder elektromagnetische Störeinflüsse über Leitungen oder über den Raum

• eine ausreichend geringe Störaussendung von elektrischen, magnetischen oder elektromagnetischen Störungen einer elektrischen Anlage oder eines elektrischen Geräts auf andere Geräte der Umgebung über Leitungen und über den Raum.

3.2 Sicherstellen der EMV-Anforderungen

Rexroth Indramat Antriebs- und Steuerungs-Komponenten werden nach den gesetzlichen Bestimmungen der EU-Richtlinie EMV 89/336/EWG und des deutschen EMVG-Gesetzes entsprechend dem derzeitigen Stand der Normung konstruiert und gebaut.

Die Einhaltung der EMV-Normen ist an einem systemtypischen Aufbau auf einem normenkonformen Messplatz überprüft worden. Dabei werden die Grenzwerte entsprechend der Produktnorm EN 61800-3 eingehalten.

EMV - Art Bereich Grenzwert nach Norm Störaussendung Industriegebiet Gruppe 2

Klasse A

EN 61800-3

Abschnitt 6.2 und 6.3, 2. Umgebung

Wohn- und Kleinindustrie- gebiet

Gruppe 1 Klasse B (früher

Funkstörgrad N)

EN 61800-3

Abschnitt 6.2 und 6.3, 1. Umgebung

Störfestigkeit Industriegebiet Wohn- und Kleinindustrie- gebiet

EN 61800-3 Abschnitt 5.2, 2. Umgebung

Abb. 3-1: Grenzwerte nach den Normen

Neben der werksinternen Prüfung ist für einzelne Antriebssysteme eine Konformitätsprüfung in einem akkreditierten Labor einer CE-zuständigen Stelle durchgeführt worden.

Die Messungen des Antriebssystems an einem systemtypischen Aufbau sind nicht in allen Fällen auf den eingebauten Zustand in einer Maschine oder Anlage übertragbar.

EMV-Eigenschaften der Komponenten

Übertragbarkeit auf das Endprodukt

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3-2

Erläuterungen und Begriffe EMV-Projektierung

Störfestigkeit und Störaussendung hängen stark von der:

• Zusammenstellung der angeschlossenen Antriebe

• Anzahl der angeschlossenen Antriebe

• Einbaubedingungen, dem Aufstellungsort

• Einstrahlungsbedingungen, der Verkabelung und

• Installation der einzelnen Antriebskomponenten in der Maschine oder Anlage ab.

Zudem sind die erforderlichen Maßnahmen von den Anforderungen der elektrischen Sicherheitstechnik und der Wirtschaftlichkeit in der Anwendung abhängig.

Um Störeinflüssen so weit wie möglich vorzubeugen, werden Montage- und Installationshinweise in den Anwendungsbeschreibungen der Komponenten und in dieser Dokumentation gegeben.

Um die Grenzwerte für die Störaussendung (überwiegend leitungsgebundene Funkstörungen ab 9 kHz) an den Anschlusspunkten der Maschine oder Anlage einzuhalten, sind die Anwendungshinweise in dieser Beschreibung zu beachten.

Hierzu zählen besonders folgende Maßnahmen bei den Antrieben:

• Motorleistungskabel abgeschirmt verlegen oder von Rexroth Indramat angebotenes abgeschirmtes Motorleistungskabel verwenden.

• Motorleistungskabel möglichst kurz halten.

• Ein von Rexroth Indramat empfohlenes Netzfilter NFD und/ oder für Einphasenanschluss ein Netzfilter NFE für die Funkentstörung in die Netzzuleitung des AC-Antriebssystems fachgerecht einbauen.

Angaben finden Sie in Kap. 5. "Auswahl abgeschirmter Motorleistungskabel für Rexroth Indramat Antriebe".

Das Filter kann außerdem vorteilhaft die Störeinwirkung über den Netzanschluss auf in der Nähe angeschlossene Geräte reduzieren.

Brauchen die Grenzwerte in einem Industriegebiet, das über eine Umspannerstation vom öffentlichen Netz getrennt ist, nur an der Grundstücksgrenze oder in den benachbarten Niederspannungsnetzen eingehalten werden, kann unter Umständen auf das Filter verzichtet werden. In der Nähe von Rundfunkempfängern oder anderen hochfrequenztechnisch empfindlichen Geräten wie Mess-Sensoren, Messleitungen oder Messgeräten ist der Einsatz des Funkentstörfilters in der Regel erforderlich.

Oft kann aber hier die Störfestigkeitserhöhung eines empfindlichen Gerätes die wirtschaftlich günstigere Lösung im Vergleich zu Funkentstörmaßnahmen am Antriebssystem der Anlage darstellen.

Mittelständische Fertigungs- und Gewerbebetriebe können an das öffentliche Niederspannungsnetz gemeinsam mit Wohngebäuden angeschlossen sein. In diesem Fall besteht bei Betrieb ohne Entstörmaßnahmen ein beträchtliches Störrisiko für den Radio- und Fernsehempfang. Daher werden hier die oben angegebenen Maßnahmen grundsätzlich empfohlen.

Störaussendung der Antriebssysteme

Industriegebiet

Wohn-, Geschäfts- und Gewerbegebiet

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EMV-Projektierung Erläuterungen und Begriffe

3-3

Die standardmäßig angebotenen externen Netzfilter NFD und NFE sind so ausgelegt, dass der niedrigere Grenzwert der Störemission in diesen Gebieten (Klasse B nach EN 55011und EN 55014) erreichbar ist, wenn:

• das Endprodukt/ die Maschine kompakt aufgebaut ist

• die Anzahl der angeschlossenen Antriebe begrenzt ist

• die Motorkabel der Antriebe eine Länge von unter 10 m haben

• die angegebenen Anwendungshinweise beachtet wurden.

Da nicht bei allen Anwendungen die niedrigeren Grenzwerte für den Wohnbereich mit üblichen Maßnahmen erreicht werden können (wie beispielsweise bei ausgedehnten und offen aufgebauten Anlagen, längeren Motorkabeln oder einer großen Anzahl Antriebe), ist folgender in EN 61800-3/ A11, Abschnitt 6.3 angegebener Hinweis zu beachten:

Hinweis: Dies ist ein Produkt der eingeschränkten Vertriebsklasse nach IEC 61800-3! In einer Wohnumwelt kann dieses Produkt hochfrequente Störungen verursachen, in deren Fall der Anwender aufgefordert werden kann, geeignete Maßnahmen zu ergreifen.

Erfolgt der Betrieb am ungeerdeten Netz, wird empfohlen, das Antriebssystem mit dem Netzfilter über einen Trenntransformator galvanisch vom Netz zu entkoppeln, wenn eine Erdschlusserkennung oder -überwachung in der Anlage wirksam bleiben soll.

Es ist zu berücksichtigen, dass Fehlerstromschutzeinrichtungen beim Hinzuschalten von Netzfiltern infolge der höheren Ableitströme ungewollt auslösen.

Wird das Antriebssystem trotzdem direkt am ungeerdeten Netz betrieben, ist zu prüfen, ob:

• die Erdschlusserkennung des Netzes nicht irrtümlich anspricht und

• die Entstörwirkung, die jetzt nur über die parasitären Netzkapazitäten des ungeerdeten Netzes erfolgt, noch ausreichend ist, um die in der Anwendung erforderlichen Grenzwerte einzuhalten.

3.3 Normen und Gesetze

Auf europäischer Ebene gibt es die EU-Richtlinien. Diese Richtlinien werden in den EU-Staaten in national geltende Gesetze übertragen. Für die EMV ist die EU-Richtlinie 89/336/EWG maßgebend, die national in Deutschland in das EMVG (Gesetz über Elektromagnetische Verträglichkeit von Geräten) vom 9.11.1992 übertragen worden ist.

Ungeerdete Netze

EU-Richtlinien

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3-4

Erläuterungen und Begriffe EMV-Projektierung

3.4 Technische Erläuterungen zur Störaussendung

Geregelte drehzahlveränderliche Antriebe enthalten Umrichter, die schnell schaltende Halbleiter beinhalten. Der Vorteil, die Drehzahl mit hoher Präzision verändern zu können, wird mittels der Pulsweitenmodulation der Umrichterspannung erreicht. Dadurch können sinusförmige Ströme mit variabler Amplitude und Frequenz im Motor erzeugt werden.

Der steile Spannungsanstieg, die hohe Taktfrequenz und die daraus resultierenden Oberwellen führen zu einer unerwünschten, aber physikalisch nicht vermeidbaren Aussendung von Störspannungen und Störfeldern (Breitbandstörungen). Die Störungen sind überwiegend asymmetrische Störungen gegen Erde.

Die Ausbreitung dieser Störungen hängen stark von:

• der Zusammenstellung

• den Einbaubedingungen

• dem Aufstellungsort

• den Einstrahlungsbedingungen

• der Verkabelung und Installation

der einzelnen Antriebskomponenten in der Maschine oder Anlage ab.

Gelangen die Störungen ungefiltert aus dem Gerät auf die angeschlossenen Leitungen, so können diese Leitungen selbst die Störungen in den Raum abstrahlen (Antennenwirkung). Hierzu gehören auch Netzleitungen.

Zur Entstörung stehen hauptsächlich drei Möglichkeiten zur Verfügung:

1. Filterung:

Sie verhindert die Ausbreitung der Störungen über die Leitungen, besonders über den Netzanschluss (Netzfilter). Hierfür stehen speziell entwickelte Funkentstörfilter zur Verfügung.

2. Schirmung:

Eine ausreichende metallische Schirmung verhindert die Abstrahlung in den Raum. Das wird durch Einbau der Geräte in einen geerdeten Schaltschrank oder in ein Gehäuse erreicht (metallische Kapselung). Die Schirmung von Leitungsverbindungen wird durch abgeschirmte Kabel und Leitungen realisiert, wobei der Schirm großflächig zu erden ist.

3. Erdung/Massung:

Sie dient dazu, die Störungen zur Erde abzuleiten und auf kürzestem Weg zur Störquelle zurückfließen zu lassen. Die Erdung ist über einen ausreichend kurzen und großflächigen Anschluss vorzunehmen, um einen geringen induktiven Widerstand mit niedriger Leitungsinduktivität zu erreichen. Je höher die Frequenz der Störgrößen, um so niedriger muss die Leitungsinduktivität der Erdung sein.

In ungeerdeten Netzen läßt sich diese Maßnahme nur bedingt anwenden.

Im folgenden sind diese Maßnahmen in der praktischen Anwendung näher beschrieben.

Ursachen der Störaussendung

Reduzierung der Störausbreitung

(23)

EMV-Projektierung Auswahl des Netzfilters

4-1

4 Auswahl des Netzfilters

Das Netzfilter dient der Reduzierung des Störpegels im Bereich 50kHz bis 30 MHz auf zulässige Grenzwerte. Die Auswahl des Netzfilters richtet sich nach folgenden Daten:

• Anliegende Netzspannung

• Netzseitiger Dauerstrom

• Umgebungstemperatur

Für Rexroth Indramat Antriebssysteme werden folgende Netzfilter zur Funkentstörung verwendet. Diese sind speziell für Rexroth Indramat Antriebssysteme ausgelegt und bemessen.

Bei Verwendung anderer Filterfabrikate kann eine Netzentstörung auf zulässige Grenzwerte von Rexroth Indramat nicht zugesichert werden.

4.1 Netzseitiger Dauerstrom I

Netz

Die Auswahl des Filters erfolgt nach dem netzseitigen Dauerstrom INetz

des Antriebspakets.

Dieser wird aus der Scheinleistung S nach folgender Formel ermittelt:

Einphasiger Anschluss:

I S

Netz

U

Netz

=

Dreiphasiger Anschluss:

I S U

Netz

= 3

•

UNetz: Spannung zwischen den Phasen des Netzes S: Scheinleistung

Abb. 4-1: Ermittlung des Netzstromes

Die Scheinleistung S kann nach Kap. 9 "Ermitteln der Scheinleistung"

berechnet werden.

Der Strom der den Rexroth Indramat-Filter richtet sich nach dem kontinuierlichen Dauerstrom (Effektivwert). Bei Kurzzeitbetrieb innerhalb einer Minute kann ein Filter mit geringerem Strom ausgewählt werden.

Der Strom kann dann nach folgender Formel berechnet werden:

I2

I1

t2 t1

I

_{e ff}

I

₁

I

₂

t

₁

t

₂

• ---- +

= I

₂

I

₁

(24)

4-2

Auswahl des Netzfilters EMV-Projektierung

4.2 Technische Daten der Netzfilter

Maximale Netzanschluss-

spannung des Netzes 50...60 Hz

UN

Netz- Nennstrom

INetz

(1)

Phasen- zahl

Netzfilter Typ Anschlussklemmen (3) Verlust- leistung

ca.

Gewicht Bauform

in V in A

flexibel mm²

starr

mm² AWG W kg

AC 480V+10% 7 3 NFD 03.1-480-007 4 (3) 6 (3) AWG 12 3,9 0,7 stehend

AC 480V+10% 16 3 NFD 03.1-480-016 4 (3) 6 (3) AWG 12 6,4 1,0 stehend

AC 480V+10% 30 3 NFD 03.1-480-030 10 16 AWG 6 11,9 1,4 stehend

AC 480V+10% 130 3 NFD 03.1-480-130 50 50 AWG 1/0 38 4,7 stehend

AC 480V+10% 180 3 NFD 03.1-480-180 95 95 AWG 4/0 61 10 stehend

AC 230V+10% 7,5 1 NFE 02.1-230-008 4 (3) 6 (3) AWG 10 7,2 1,1 stehend

AC 230 V+10% 4,7 1 NFE 01.1-250-006 (2) Flachsteckzungen 6,3 x 0,8 mm 4 0,245 liegend NFD = Dreiphasenfilter, NFE = Einphasenfilter

(1) = Netzseitiger maximaler Dauerstrom bei 45°C Umgebungstemperatur (2) = Nur zur Entstörung des Netzteils NTM zu verwenden

(3) = Für den Schutzleiter ist hier mittels Stiftkabelschuh oder Ringkabelschuh ein Leiterquerschnitt von 10 mm² anzuschließen Abb. 4-3: Typen NetzfilterNFD/NFE

Betriebsfrequenz von 0 bis 60 Hz bei 45°C Verlustleistung gemessen 2 bzw. 3 x RI²Nenn DC

Temperaturbereich -25...+85°C

Überlast ^{1,5 I}Nenn 1Min pro Stunde oder 4 I_Nenn für 10 s Wirksame Dämpfung Frequenzbereich 150 KHz – 30 MHz

Sättigungsverhalten Reduzierung der Filterdämpfung um 6 dB bei 2,5 bis 3-fachem Nennstrom

Prüfspannung L/N -> PE bzw. L-> PE: 2700 VDC 2s bei 25°C L/

N -> L : 2100 VDC 2s bei 25°C Stromreduzierung

bei Übertemperatur

Siehe: Abb. 4-11: Berechnung bei höherer Umgebungstemperatur

Ableitstrom bei 50 Hz Symmetrischer Dreiphasenbetrieb: typ. 30 mA, Einphasenbetrieb, bzw. bei Sicherungsfall einer Phase : typ. 175...190 mA.

Schutzart ^IP20,außer NFE01.1-250-006: IP 10 Abb. 4-4: Technische Daten Netzfilter NFD 3.1

(25)

4-3

4.3 Abmessungen

Netzfilter-Typ A B C D E F G H J K L M MAE MAKl

NFD 03.1-480-007 190 90 50 160 180 20 5,4 --- --- 190 --- M5 2,2 0,8

NFD 03.1-480-016 250 90 55 220 235 25 5,4 --- --- 250 --- M5 2,2 0,8

NFD 03.1-480-030 270 100 60 240 255 30 5,4 --- --- 270 --- M5 2,2 2

NFD 03.1-480-055 250 105 90 220 235 60 5,4 --- --- 260 --- M6 4 2,2

NFD 03.1-480-075 270 145 90 240 255 60 6,5 --- --- 280 --- M6 4 4,5

NFD 03.1-480-130 270 160 100 240 255 65 6,5 --- --- 330 --- M10 18 8

NFD 03.1-480-180 380 180 130 350 365 102 6,5 --- --- 455 --- M10 18 20

NFE 02.1-230-008 90 210 60 60 80 40 5,3 40 0,75 --- 15 10 0,8 0,8

NFE 01.1-250-006 siehe Zeichnung

MAE= Maximales Anzugsmoment des Erdungsbolzens in Nm MAkl= Maximales Anzugsmoment der Klemme in Nm Abb. 4-5: Abmessungen der NetzfilterNFD/NFE

K

B M

C

F

G D

LINE LOAD

E A

Abb. 4-6: Drehstromfilter NFD03.1 für Antriebe Toleranzangabe für NFD03.1:

NFD03.1

(26)

4-4

MB5054F1.FH7

F

M H

J

A E

G

B

D LC

LINE / NETZ LOAD / LAST

LINELOAD

NFE02.1-230-008 (mit 3 Anschlussklemmen) Abb. 4-7: Einphasenfilter NFE02.1 für Antriebe

Mb5011f1.fh7 85

65

75

54 5.3

6.3 12

40

27 29.5

P E N

P´

N´

P

N

LINE LOAD

E

Abb. 4-8: Einphasenfilter NFE01.1-250-006 zur Entstörung des Netzteils NTM

Hinweis: Der Anschluss des Netzfilters erfolgt über Flachsteckhülsen (b = 6,3 mm, d = 1 mmm).

NFE02.1

NFE01.1

(27)

4-5

G1 G2 G3

G6 G5

G4

Schwerkraft g

Luftstrom:

forcierte Konvektion, belüfteter Schaltschrank Luftstrom:

natürliche oder forcierte Konvektion

Übliche Gebrauchslagen

Gebrauchslagen G5 und G6 nur eingeschränkt

verwendbar

• bei forcierter Kühlung und belüftetem Schaltschrank oder

• bei um 20% reduziertem Maximalwert des Dauer- stroms des Filters

Abb. 4-9: Gebrauchs- und Einbaulagen des Filters NFD03.1

(28)

4-6

L 1 L 2 L 3 L 2.1 L 3.1

LINE/ NETZ LOAD/ LAST

NFD03.1-480-016

3xAC 480V / 50 – 60 Hz 16A @ 50 °C L 1.1

GEFAHR!

High Voltage.

Danger of electrical shock.

Ground (PE) must always be connected.

Do not touch electrical connections when switched on.

Hohe Spannung.

Lebensgefahr.

Stets mit Schutzleiter (PE) oder Erdleiter fest verbinden.

Gehäuse erden. Anschlußklemmen nicht berühren, wenn eingeschaltet

DANGER !

Fig. 4-10: Frontansicht NFD03.1-480-16

4.4 Umgebungstemperatur

Die von Rexroth Indramat empfohlenen Netzfilter sind ausgelegt für 45 °C Umgebungstemperatur.

Für höhere Temperaturen ist der Netzstrom nach folgender Formel zu reduzieren:

I I - T

=

_Netz ^•

85

^amb

40

INetz : Nennstrom des Filters bei 45 °C Tamb: Umgebungstemperatur

Abb. 4-11: Berechnung bei höherer Umgebungstemperatur

(29)

EMV-Projektierung Auswahl abgeschirmter Motorleistungskabel für Rexroth Indramat Antriebe

5-1

5 Auswahl abgeschirmter Motorleistungskabel für Rexroth Indramat Antriebe

Abgeschirmte Motorleistungskabel von Rexroth Indramat sind als hochflexible Kabel unter der in Abb. 5-1 angegebenen Typenbezeichnungen lieferbar.

ungeschirmtes Kabel

geschirmtes Kabel

Kabel (Meterware) Beispiel:

INK02xx INK0204

INK06xx INK0604 Konfektioniertes Kabel

Beispiel:

IKLxxxx IKL0122

IKGxxxx IKG0122 Abb. 5-1: Lieferbare Kabel

Der für den einzelnen Motor erforderliche Kabelquerschnitt und Kabeltyp kann der jeweiligen Projektierungsanleitung für den Motor entnommen werden.

Für DIAX04 und ECODRIVE03 ist die Dokumentation "Anschlusskabel DIAX04, ECODRIVE03 und Powerdrive", Auswahldaten, vorhanden.

(30)

5-2

Auswahl abgeschirmter Motorleistungskabel für Rexroth Indramat Antriebe EMV-Projektierung

Notizen

(31)

EMV-Projektierung EMV-optimierter Aufbau der Komponenten im Schaltschrank

6-1

6 EMV-optimierter Aufbau der Komponenten im Schaltschrank

6.1 Einteilungen in Bereiche (Zonen)

Der Aufbau im Schaltschrank ist aus Abb. 6-2 ersichtlich.

Es können drei Bereiche unterschieden werden:

1. Störungsfreier Bereich des Schaltschranks (Bereich A):

Hierzu gehören:

• Netzzuleitung, Eingangsklemmen, Sicherung, Hauptschalter, Netzseite des Netzfilters für Antriebe und die zugehörigen Verbindungsleitungen

• Steuer- oder Hilfsspannungsanschluss mit Netzteil, Sicherung und weitere Teile, sofern dieser nicht über das Netzfilter der AC-Antriebe geführt wird.

• Alle Komponenten, die nicht mit dem Antriebssystem elektrisch verbunden sind

2. Störungsbehafteter Bereich (Bereich B):

• Netzanschlussverbindungen zwischen Antriebssystem und Netzfilter für Antriebe, Netzschütz

• Schnittstellenleitungen des Antriebsregelgerätes 3. Stark störungsbehafteter Bereich (Bereich C):

• Motorkabel einschließlich Einzeladern.

In keinem Fall dürfen Leitungen aus einem dieser Bereiche mit Leitungen aus einem anderen Bereich gemeinsam parallel verlegt werden, damit keine unerwünschte Störeinkopplung von einem Bereich in den anderen stattfindet und damit das Filter hochfrequenzmäßig gebrückt wird.

Verbindungsleitungen sind möglichst kurz zu halten.

Bei komplexen Systemen empfiehlt sich, die Antriebskomponenten in einem Schrank und die Steuerungen in einem zweiten getrennten Schrank unterzubringen.

Da hochfrequenztechnisch schlecht geerdete Schaltschranktüren als Flächenstrahler wirken können, wird empfohlen, die Türen oben, in der Mitte und unten über kurze Schutzleiter mit 6 mm²Querschnitt oder noch besser über Massebänder mit gleichem Querschnitt mit dem Schrank zu verbinden. Verbindungsstellen gut kontaktieren.

(32)

6-2

EMV-optimierter Aufbau der Komponenten im Schaltschrank EMV-Projektierung

6.2 Aufbau und Installation im störungsfreien Bereich des Schaltschranks (Bereich A)

Bei der Aufteilung im Schaltschrank ist darauf zu achten, dass die Komponenten und elektrischen Bauteile (Schalter, Taster, Sicherungen, Klemmen) im störungsfreien Bereich A in einem Abstand von mindestens d1= 200 mm entfernt von den Komponenten in den beiden anderen Bereichen B und C angeordnet werden.

Speziell zwischen magnetischen Komponenten wie Trafos, Netz- und Zwischenkreisdrosseln, die mit den Leistungsanschlüssen des Antriebssystems direkt verbunden sind, und den störungsfreien Komponenten und Leitungen zwischen Netz und Filter einschließlich dem Netzfilter im Bereich A muss ein Abstand von mindestens d2 = 500mm eingehalten werden. Wird dieser Abstand nicht eingehalten, werden die magnetischen Streufelder auf die störungsfreien Komponenten und Leitungen am Netz eingekoppelt, so dass die Grenzwerte am Netzanschluss trotz eingebautem Filter überschritten werden.

Die Netzzuleitung und die Leitungen zwischen Filter und Schaltschrankaustritt im Bereich A müssen an allen Stellen von den Leitungen in Bereich B und C mindestens in einem Abstand von 200 mm (Abstand d1 und d3 in Abb. 6-2) verlegt werden.

Ist dieses nicht möglich, dann gibt es zwei Alternativen:

• Diese Leitungen geschirmt verlegen und den Schirm an mehreren Stellen, mindestens am Anfang und Ende der Leitung, mit der Montageplatte oder dem Schaltschrankgehäuse großflächig verbinden, oder:

• Diese Leitungen über ein geerdetes Zwischenblech, das senkrecht zur Montageplatte steht, von den anderen störungsbehafteten Leitungen in Bereich B und C trennen.

Ferner sind diese Leitungen innerhalb des Schaltschranks möglichst kurz zu halten und direkt auf der geerdeten Metallfläche der Montageplatte oder des Schaltschrankgehäuses zu verlegen.

Aus den Bereichen B und C darf keine Netzleitung ungefiltert ans Netz angeschlossen werden.

Hinweis: Werden die Hinweise zur Leitungsverlegung in diesem Abschnitt nicht beachtet, wird die Wirkung des Netzfilters ganz oder teilweise aufgehoben, so dass mit einem höheren Störpegel der Störemission im Bereich 150 kHz bis 40 MHz und damit mit einer Überschreitung der Grenzwerte an den Anschlusspunkten der Maschine oder Anlage gerechnet werden muss.

Wird ein Neutralleiter oder Nulleiter neben einem Dreiphasenanschluss verwendet, so darf dieser nicht ungefiltert im Bereich B und C verlegt werden, um Störungen vom Netz fernzuhalten.

Wird im Bereich B oder C eine Leiter-Erde-Spannung für einen Hilfs- oder Steuerspannungsanschluss des Antriebssystems (auch Lüfteranschlüsse) oder für ein Netzteil gebraucht, zum Beispiel 230 Volt beim 400 Volt Netz, so stehen folgende Lösungen zur Auswahl:

1. Steuertransformator ohne Neutralleiter verwenden:

Anordnung der Komponenten im Schaltschrank

Leitungsverlegung der störungsfreien Leitungen zum Netzanschluss

Verlegung und Anschluss eines Neutralleiters(N) oder Nulleiters (PEN) Steuerspannungs- oder Hilfsspannungsanschluss

(33)

6-3

Dreiphasenfilter NFD vor dem Leistungsanschluss der Antriebe entsprechend Abb. 6-1, oberes Bild, angeschlossen. Diese Lösung ist ebenfalls in Abb. 6-2 angedeutet.

- oder -

2. Neutralleiter filtern:

Wird die Spannung aus einer Phase des Netzes und dem Neutralleiter gewonnen, dann müssen Phase und Neutralleiter über ein Einphasenfilter NFE02.1-230-008 zwischen Bereich A und Bereich B entsprechend Abb.

6-1, mittleres Bild, geführt werden. Auf maximale Strombelastung achten.

Um Ableitstrom-, Störungs- und Erdschlussprobleme bei Netzteilen mit ihren Stromkreisen zu vermeiden, sollten diese über eine galvanische Trennung zum Netz (Trenntransformator) verfügen.

Einphasige oder dreiphasige Versorgungsleitungen von Motorlüftern, die meist parallel zu Motorkabeln oder störungbehafteten Leitungen verlaufen, müssen ebenfalls gefiltert werden. Sie sind entweder über ein separates Einphasenfilter NFE oder Dreiphasenfilters NFD nahe des Netzanschlusses des Schaltschranks zu filtern oder an der Lastseite des bereits vorhandenen Dreiphasenfilter NFD für den Leistungsanschluss des Antriebssystems anzuschließen. Hierbei ist zu beachten, dass der Lüfter bei Abschaltung der Leistung nicht ebenfalls abgeschaltet wird.

Sollte trotz Beachtung der hier angegebenen Hinweise eine starke Störeinkopplung auf die Netzleitung innerhalb des Schaltschranks stattfinden (feststellbar durch EMV-Messung nach Norm), so sind die Leitungen im Bereich A geschirmt auszuführen. In diesem Fall sind die Schirme über Schellen wie in Kap. 8 "Installation des Motorleistungskabels" dargestellt mit der Montageplatte am Anfang und Ende der Leitung zu verbinden. Gleiches kann bei langen Leitungen von mehr als 2m zwischen Netzanschlusspunkt des Schaltschranks und Filter innerhalb des Schaltschranks erforderlich werden.

Das Netzfilter wird auf der Trennstelle zwischen Bereich A und B montiert. Hierbei ist auf eine elektrisch gut leitende Masseverbindung zwischen Filtergehäuse und Gehäuse der Antriebsregelgeräte zu achten.

Werden einphasige Verbraucher auf Lastseite des Filters angeschlossen, so darf deren Strom max. 10% des dreiphasigen Betriebsstroms betragen. Eine stark unsymmetrische Belastung des Filters verschlechtert sonst die Entstörwirkung.

Hat das Netz eine Spannung von mehr als 480 V, so ist das Filter auf Ausgangsseite des Transformators anzuschließen und nicht auf Netzseite des Transformators.

Die Erdungspunkte E1, E2 im Bereich A sollten bei schlechten Masseverbindungen in der Anlage mindestens einen Abstand von d4 = 400mm zu den anderen Erdungspunkten des Antriebssystems haben, um Störeinkopplungen von Masse und Masseleitungen auf die Netzleitungen zu minimieren.

Siehe auch: Abb. 6-2: EMV-optimierter Aufbau im Schaltschrank"

Der Schutzleiter des Netzkabels der Maschine, der Anlage oder des Schaltschranks muss am Punkt PE fest angeschlossen sein und mindestens 10 mm² Querschnitt haben oder durch einen zweiten Anschluss von Motorlüftern

Schirmung von Netzleitungen im Schaltschrank

Netzfilter für AC-Antriebe

Erdung

Schutzleiteranschluss an Maschine, Anlage, Schaltschrank

(34)

6-4

L1 N PE Netz

1 x AC 230 V

±15 % (50…60 Hz)

Montage vorzugsweise auf Montageplatte des Antriebsregelgerätes

Netzfilter NFE02.1- 230-008 L1

N

L1.1 N.1

Antriebssystem wie unten angegeben

fest angeschlossener Schutzleiter

Hauptschalter

Hilfsspannung Steuerspannung Hauptstromkreis

L1 L2 L3 N PE Netz

3 x AC (50…60 Hz)

Netzfilter NFD L1

L2 L3

L1.1 L2.1

L3.1 Antriebssystem

wie unten angegeben

Hauptschalter

Hauptstromkreis

MA MA MA

Versor- gungs- modul TVM oder KDV2

oder KDV3 (1)

MA MA MA

Versor- gungs- modul HVE, HVR NAM-TVD, KVR, TVR oder KDV4 (1)

(2) K1

Modulares Antriebssystem Trafoanschluß

KA KA KA

(1) (2) K1

Antriebssystem mit Kompaktregelgeräten KA

MA = Modulares Antriebsregelgerät wie TDM, DDS, KDS, TDA, KDA KA = Kompaktregelgerät wie DKC, DKS, DKR, RAC

(1) = Hilfs- oder Steuerspannung nur angeschlossen, wenn für Gerät erforderlich

Netz/Line Last/Load

(2)

A B

Modulares Antriebssystem Netzdirektanschluß

Einphasiger Filteranschluß - bei Einphasenantrieb Dreiphasiger Filteranschluß - mit Neutralleiter

L1 L2 L3 PE Netz

3 x AC (50…60 Hz)

Netzfilter NFD L1

L2 L3

L1.1 L2.1

L3.1 Antriebssystem

wie unten angegeben

Hauptschalter

Hauptstromkreis

Netz/Line Last/Load

A B

Trafo

Dreiphasiger Filteranschluß - ohne Neutralleiter

Netzteil

Netzteil Netzfilter

NFE02.1- 230-008

L1.1 N.1

Netz/Line Last/Load

(1) (1)

(3)

(3) (3)

Hilfsspannung Steuerspannung Hilfsspannung Steuerspannung Motorlüfteranschlüsse (sofern vorhanden)

Motorlüfteranschlüsse (sofern vorhanden)

(35)

6-5

Sicherungen Antriebe

Verteilung

Andere Verbraucher

der Anlage

Hauptschalter

L1, L2, L3 Eingangs- PE

klemmen Schaltschrank

Netzkabel E1 E2

Hilfs- oder Steuerspannung (einphasig oder dreiphasig

Motorgeber- anschluss

Anschluss Motor

E3

M 3~

fest angeschlossener

Schutzleiter

Bereich A Bereich B Bereich C

Z1 PE-Schiene: großflächig mit

Montageplatte verbinden

Ap5378f1.fh7

T

=

NT ~

Q2 LINE

Netzfilter NFD oder NFE LOAD

Anschluss Netz Schaltschrank

Z1

Z2 Z2

Lüfteranschluß einphasig oder dreiphasig

Abstand zu Motorleis- tungskabel

Antriebssystem wie in Abb. 6.1 Anschluss des Netzfilters unten

angegeben

M

M_L M_L

3~

d3: mind. 200 mm d2: mind.

500 mm d4: mind. 400 mm d1: mind.

200 mm

Q2: Absicherung

NT: Netzteil (sofern vorhanden) T: Trafo (sofern vorhanden) DR1: Netzdrossel (sofern vorhanden) M_L: Motorlüfter (sofern vorhanden) G: Motorgeberanschluss

d5 = mind.

100 mm

DR1

Anschluss Motor Signalleitungen

Messtaster Referenznocken Buskabel

(36)

6-6

6.3 Aufbau und Installation im störungsbehafteten Bereich des Schaltschranks (Bereich B)

Bauteile, Komponenten und Leitungen im Bereich B sind in einem Abstand von mindestens d1 = 200 mm von Bauteilen und Leitungen im Bereich A zu plazieren oder durch Zwischenbleche abzuschirmen, die auf der Montageplatte stehend befestigt sind.

Netzteile für Hilfs- oder Steuerspannungsanschlüsse im Antriebssystem dürfen nicht direkt an das Netz angeschlossen werden, sondern müssen über ein Netzfilter ans Netz angeschlossen werden, wie in Abb. 6-1 und Abb. 6-2 angegeben.

Die Leitungslänge zwischen Antriebsregelgerät und Filter möglichst kurz halten. Unnötige Längen vermeiden.

Nur in Ausnahmefällen sollte ein Anschluss von Netzteil und Absicherung für den Steuerspannungsanschluss an Phase und Neutralleiter vorgenommen werden. In diesem Fall müssen diese Komponenten im Bereich A, weit entfernt von den Bereichen B und C des Antriebssystems, montiert und installiert werden. Näheres in Kap.6.2 "Aufbau und Installation im störungsfreien Bereich des Schaltschranks (Bereich A)".

Die Verbindung zwischen Steuerspannungsanschluss des Antriebssystems und verwendetem Netzteil ist auf kürzestem Weg durch den Bereich B zu führen.

Die Leitungen sind entlang geerdeter Metallflächen zu verlegen, um eine Abstrahlung von Störfeldern in den Bereich A zu minimieren (Sendeantennenwirkung).

Anordnung von Komponenten und Leitungen

Steuerspannungs- oder Hilfsspannungsanschluss

Leitungsführung

(37)

6-7

6.4 Aufbau und Installation im stark störungsbehafteten Bereich des Schaltschranks (Bereich C)

Der Bereich C betrifft hauptsächlich die Motorkabel.

Um die Grenzwerte einzuhalten, ist die Motorkabellänge begrenzt. Sie ist stark von den Anwendungs- und Umgebungsbedingungen an der Anlage und Maschine abhängig.

Als Richtwerte für die max. Länge können die folgenden Angaben bei Anschluss mehrerer Achsen an ein Filter gelten, wenn Aufbau- und Installationshinweise in dieser Beschreibung beachtet werden:

Einstellung Taktfrequenz im Antriebsregelgerät

Grenzwerte

Standardeinstellung Schaltfrequenz 4 kHz

Parametereinstellung Schaltfrequenz 8 kHz Für Klasse B,

Gruppe 1

EN 55011 15 m 10 m

Für Klasse A, Gruppe 1,

EN 55011 25 m 15 m

Für Klasse A, Gruppe 2, EN 55011

50 m

bei einer angeschlossenen Achse: 75 m

50 m

bei einer angeschlossenen Achse: 75 m

Abb. 6-3: Richtwerte für maximale Motorkabellängen zum Erreichen eines bestimmten Störpegels

Sofern es die Anwendung erlaubt, sollte die Kabellänge stets kurz gehalten werden. Unnötige Leitungslängen sind zu vermeiden.

Die Motorkabel sind in geschirmter Ausführung (Siehe Kap. 8 Installation des Motorleistungskabels) zu verlegen. Ferner sind sie zu den anderen störungsfreien Leitungen und zu Signalkabeln und -leitungen grundsätzlich in einem Abstand von d5=100 mm oder durch ein geerdetes Zwischenblech voneinander getrennt zu verlegen. Letzteres ist nicht erforderlich bei den Feedbackkabeln zu den Rexroth Indramat Motoren.

Am Anschluss des Antriebsregelgerätes dürfen die Motorleitungen und die (ungefilterten) Netzanschlussleitungen nur max. auf einer Länge von 300 mm parallel nebeneinander verlegt werden. Nach dieser Länge sind Motorkabel und Netzkabel entgegengesetzt in getrennten Kabelkanälen wegzuführen wie auf den folgenden Abbildungen (Abb. 6-4; Abb. 6-5) am Beispiel eines Antriebspaketes mit eigenen Netzanschluss pro Antriebsachse (ECODRIVE) dargestellt.

Einfluss der Länge des Motorleistungskabel

Verlegung der Motorkabel

(38)

6-8

Kabelkanal 1:

Netzgeräteanschluß- leitungen

Kabelkanal 2:

Motorkabel Antriebsregelgeräte

Parallelverlegung:

Länge max 300 mm

In Abstand von mindestens 100 mm oder getrennt durch geerdetes Zwischenblech

Bereich B Bereich C

Motorkabel:

Schirmauflage über Schellen mindestens an einer Stelle: alternativ am Gerät oder auf Montageplatte am Schaltschrankausgang

Abb. 6-4: Möglichkeit 1: Getrennte Verlegung Motorkabel und Netzgeräte- anschlusskabel über 2 Kabelkanäle

Kabelkanal 1:

Netzgeräteanschluß- leitungen

Kabelkanal 2:

Motorkabel Antriebsregelgeräte

Parallelverlegung:

Länge max 300 mm

Bereich B Bereich C

Motorkabel:

Schirmauflage über Schellen mindestens an einer Stelle: alternativ am Gerät oder auf Montageplatte am Schaltschrankausgang

Schaltschrankaustritt Motorkabel

Abb. 6-5: Möglichkeit 2: Getrennte Verlegung Motorkabel und Netzgeräte- anschlusskabel

Die Motorkabel sollten sowohl im Schaltschrank als auch außerhalb des Schaltschranks entlang geerdeter Metallflächen verlegt werden, um eine Abstrahlung von Störfeldern zu minimieren. Sofern es möglich ist, sollten die Motorkabel in metallisch geerdeten Kabelkanälen verlegt werden.

Der Austritt der Motorkabel aus dem Schaltschrank sollte idealerweise in einer Entfernung von mindestens d3=400 mm entfernt vom (gefilterten) Netzkabel vorgesehen werden.

Zusätzliche Empfehlungen zur Kabelverlegung