44
Teknisk veiledning nr. 3 Installasjon og konfigurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene ABB frekvensomformere

Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

  • Upload
    others

  • View
    5

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 Installasjon og konfigurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene

ABB frekvensomformere

Page 2: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

2 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

Page 3: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 3

© Copyright 2011 ABB. Alle rettigheter forbeholdt.

Spesifikasjoner kan endres uten varsel.

3AUA0000109889 REV D NO 26.10.2011

Teknisk veiledning nr. 3Installasjon og konfigurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene

Page 4: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

4 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

Page 5: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 5

Innhold

Kapittel 1 - Innledning ...............................................................................7

Generelt .............................................................................................7 Hensikten med denne veiledningen .....................................................7Direktiver som gjelder for frekvensomformere .......................................7Hvem er produsenten? .......................................................................7Produsentens ansvar ..........................................................................7OEM som produsent ...........................................................................8Tavlebygger eller systemintegrator som produsent ...............................8Definisjoner ........................................................................................8Praktiske eksempler og løsninger ........................................................8Jordingsprinsipper ..............................................................................9Produktspesifikke manualer ................................................................9

Kapittel 2 - Definisjoner ...........................................................................10

Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) ..............................................10Immunitet .........................................................................................10Emisjon ............................................................................................10Frekvensomformersystem (PDS) ........................................................11Typer av utstyr ..................................................................................12Komponenter eller enheter beregnet for innbygging i andre apparater, utført av sluttbruker ..........................................................................12Komponenter eller enheter beregnet for innbygging i et apparat av andre produsenter eller montører ..................................................12Ferdig apparat ..................................................................................13Komplett apparat beregnet for sluttbrukere ........................................13Ferdig apparat beregnet for annen produsent eller montører ...............13Systemer (kombinasjoner av ferdige apparater) ..................................14Apparat............................................................................................14Fast installasjon ................................................................................14Utstyr...............................................................................................14CE-merking for EMC .........................................................................14Installasjonsmiljøer ...........................................................................15Miljø 1 ..............................................................................................15Miljø 2 ..............................................................................................16EMC utslippsgrenser ........................................................................16

PDS i kategori C1 ........................................................................16PDS i kategori C2 ........................................................................16PDS i kategori C3 ........................................................................16PDS i kategori C4 ........................................................................17

Kapittel 3 - EMC-løsninger ......................................................................19

Generelt ...........................................................................................19Løsninger for EMC-kompatibilitet ......................................................19Emisjon ............................................................................................19

Page 6: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

6 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

Ledningsbundne utslipp ....................................................................19Utstrålte utslipp ................................................................................20

Kapsling ....................................................................................20 Kabling og kabellegging .............................................................20 Installasjon ................................................................................21

”Ren” og ”skitten” side......................................................................21RFI-filtrering .....................................................................................22Valg av RFI-filter ...............................................................................23Installasjon av RFI-filter .....................................................................23Valg av en sekundær kapsling ...........................................................23Huller i kapslinger .............................................................................24360° HF-jording ................................................................................25HF-jording med kabelnipler ...............................................................25HF-jording med ledende mansjett ......................................................26360° jording på motorsiden ...............................................................27Ledende pakninger på styrekabler .....................................................28Dekking av skjermen med ledende tape .............................................28Installasjon av tilbehør ......................................................................29Intern kabling ...................................................................................29Styrekabler .......................................................................................31Kraftkabler .......................................................................................32Overføringsimpedans ........................................................................33Bruk av ferrittringer ...........................................................................33

Kapittel 4 - Praktiske eksempler ..............................................................35

Enkel installasjon ..............................................................................35Typisk installasjon .............................................................................35Eksempel på by-pass-system <100 kVA ............................................36Typisk eksempel på 12-puls frekvensomformer ..................................37Eksempel på EMC-plan ....................................................................39

Kapittel 5 - Bibliografi ..............................................................................41

Page 7: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7

Kapittel 1 - Innledning

Generelt

Denne veiledningen er beregnet for de som designer og instal-lerer, når de skal sikre samsvar med kravene i EMC-direktivet ved installasjon av frekvensomformere

Hensikten med denne veiledningen

Hensikten med denne veiledningen er å veilede utstyrsprodu-senter (OEM´s), systemintegratører og tavlebyggere (montører) med å designe og/eller installere frekvensomformerprodukter og andre komponenter i deres egne installasjoner og systemer. Andre komponenter omfatter kontaktorer, brytere, sikringer, etc. Ved å følge disse instruksjonene er det mulig å oppfylle EMC-kravene og man kan CE-merke utstyret.

Direktiver som gjelder frekvensomformere

Det er tre direktiver som vedrører frekvensomformere. Disse er Maskindirektivet, Lavspenningsdirektivet og EMC-direktivet. Kravene og prinsippene i direktivene og bruk av CE-merking er beskrevet i teknisk veiledning nr. 2 ”EU Counsil Directives and Adjustable speed electric power systems ”. Dette dokumentet tar kun for seg EMC-direktivet.

Hvem er produsenten?

Ifølge EMC-direktivet (2004/108/EC) er definisjonen av en produ-sent som følger: ”Dette er personen som er ansvarlig for design og konstruksjon av et apparat som omfattes av Direktivet med sikte på å bruke det innen EØS-området. Enhver som betydelig modifiserer et apparat og som dermed blir et ”som nytt”-apparat, med sikte på å plassere det i EØS-markedet, er også pr. defini-sjon ”produsent”.

Produsentens ansvar

Ifølge EMC-direktivet er produsenten ansvarlig for å feste CE-merke på hver enhet. Likeledes er produsenten ansvarlig for å skrive og vedlikeholde teknisk dokumentasjon (TD).

Page 8: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

8 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

OEM som produsent

Det er velkjent at OEM´s selger utstyr og bruker sine egne vare-merker eller merkeetiketter. Å endre på varemerket, merkeetiket-ten eller typemerke er et eksempel på modifisering som fører til ”som nytt”-utstyr.

Frekvensomformere som er solgt som OEM-produkter skal be-traktes som komponenter (komplett frekvensomformermodul (CDM) eller basis frekvensomformermodul (BDM)). Apparat er en enhet og inkluderer all dokumentasjon (håndbøker) som er beregnet på sluttkunden. Derfor har OEM-kunden det endelige ansvar når det gjelder utstyrets EMC, og vedkommende skal utstede en samsvarserklæring og teknisk dokumentasjon for utstyret.

Tavlebygger eller systemintegrator som produsent

Ifølge EMC-direktivet er et system definert som en kombinasjon av flere typer utstyr, ferdige produkter, og/eller komponenter som er kombinert, designet og/eller satt sammen av samme person (systemprodusent) og beregnet på å bli distribuert i markedet som en enkelt funksjonsenhet og beregnet på å bli installert og brukt sammen for å utføre en bestemt oppgave.

En tavlebygger eller systemintegrator påtar seg typisk slik type arbeid. Derfor har tavlebyggeren eller systemintegratoren ene-ansvar for det som angår EMC til systemet. Vedkommende kan overføre dette ansvaret til en leverandør.

For å hjelpe tavlebyggeren/systemintegratoren tilbyr ABB installa-sjonsveiledninger som er knyttet til hvert produkt, samt generelle EMC-veiledninger (dette dokumentet).

Definisjoner

EMC-produktstandard for frekvensomformersystemer, EN 61800-3 (eller IEC 61800-3) er hovedstandarden for frekvens-omformere. Betingelsene og definisjonene som er definert i standarden er også brukt i denne veiledningen.

Praktiske installasjoner og systemer

Denne veiledningen gir praktiske EMC-eksempler og løsninger som ikke er beskrevet i produktspesifikke håndbøker.

Innledning

Page 9: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 9

Jordingsprinsipper

Jordings- og kablingsprinsipper for frekvensomformere er be-skrevet i håndboken ”Grounding and cabling of the drive system”, kode 3AFY61201998. Den inneholder også en kort beskrivelse av fenomenet interferens.

Produktspesifikke håndbøker

I de produktspesifikke håndbøkene finner du detaljert informa-sjon om installasjon og bruk av produkter, kabeldimensjoner osv. Denne veiledningen er beregnet på å brukes sammen med produktspesifikke håndbøker.

Innledning

Page 10: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

10 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

Forstyrrelsesnivå

Frittstående variabel, f.eks. frekvens

Immunitetsnivå

Immunitets-grense

Emisjons-grense

Emisjonsnivå

Kompatibili-tetsmargin

Kapittel 2 - Definisjoner

Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) til PDS (PDS er kort for frekvensomformersystemer)

EMC står for ElectroMagnetic Compatibility (elektromagnetisk kompatibilitet). Det beskriver elektrisk/elektronisk utstyrs evne til å fungere uten problemer i et elektromagnetisk miljø. Likele-des må ikke utstyret forstyrre noe annet produkt eller system i nærheten. Dette er et lovmessig krav for alt utstyr som tas i bruk innenfor European Economic Area (EØS). Betingelsene som brukes til å definere kompatibilitet vises i figur 2-1.

.Figur 2-1 Immunitet og emisjonskompatibilitet.

Da frekvensomformere er beskrevet som en kilde til interferens, er det naturlig at alle deler som er i elektrisk eller luftbåren for-bindelse innenfor frekvensomformersystemet (PDS) er en del av EMC-samsvaret. Her gjelder prinsippet om at et system er så svakt som det svakeste punktet.

Immunitet

Elektrisk utstyr skal være immunt overfor høyfrekvente og lavfrekvente fenomener. Høyfrekvente fenomener omfatter elektrostatisk utlading (ESD), hurtig transient brudd, utstrålt elektromagnetisk felt, ledningsbåren radiofrekvensforstyrrelse og elektriske overspenninger. Typisk lavfrekvens-fenomener er harmoniske spenninger, hakking og ubalanse.

Emisjon

Kilden til høyfrekvens utslipp fra frekvensomformere er den raske svitsjingen i kraftkomponenter som IGBT´er og styreelektronikk. Disse høyfrekvente utslippene kan spre seg i ledere og som stråling.

Page 11: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 11

Installasjon eller del av en installasjon

Frekvensomformersystem (PDS)

Basis frekvensomfor-mermodul, styring, om-former og beskyttelse

Mateseksjon, hjelpeutstyr og annet

Motor og

sensorer Drevet utstyr

Komplett frekvensomformer-modul CDM

Systemstyring og sekvenskontroll

Frekvensomformersystem

Delene i et frekvensomformersystem som er en del av en instal-lasjon er beskrevet i EMC produktstandard EN 61800-3. En frekvensomformer kan betraktes som en basis frekvensomfor-mermodul (BDM) eller komplett frekvensomformermodul (CDM) ifølge standarden.

Det anbefales at personell som er ansvarlig for design og instal-lasjon har denne standarden tilgjengelig og er kjent med den. Alle standarder er tilgjengelige fra de nasjonale standardise-ringsorganene.

Systemer som er laget av en OEM eller tavlebygger kan bestå i større eller mindre grad av PDS-delene alene, eller det kan være flere PDS´er i en konfigurasjon.

Løsningene som er beskrevet i denne veiledningen brukes innen-for definisjonen av frekvensomformersystemer, men de samme løsningene kan, eller i noen tilfeller skal, utvides til alle instal-lasjoner. Denne veiledningen inneholder prinsipper og praktiske EMC-eksempler som kan anvendes på et komplett system.

Definisjoner

Page 12: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

12 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

Typer av utstyr

EMC-direktivet (2004/108/EC) definerer utstyr som ethvert ap-parat eller fast installasjon. Da det er separate bestemmelser for apparater og faste installasjoner, er det viktig at riktig kategori til utstyret (PDM, CDM eller BDM) er bestemt.

I teknisk-kommersielle klassifiseringer brukes ofte følgende ter-minologi: komponenter, enheter, ferdige apparater (dvs. ferdige produkter), en kombinasjon av ferdige apparater (dvs. et system), apparat, faste installasjoner og utstyr.

Det viktigste er om produktet er beregnet for sluttbrukere eller ikke:

– hvis den er beregnet for sluttbrukere, gjelder EMC-direktivet;

– hvis den er beregnet for produsenter eller montører, gjel-der ikke EMC-direktivet.

Komponenter eller enheter som er beregnet for innbygging i et apparat av sluttbrukerne

En produsent kan plassere komponenter eller enheter på mar-kedet, som er:

– for innbygging i et apparat av sluttbrukeren, tilgjengelig for sluttbrukere og som sannsynligvis vil bli brukt av en sluttbruker.

Disse komponentene eller enhetene må betraktes som et appa-rat med tanke på anvendelsen av EMC. Bruksanvisningen som følger med komponenten eller enheten skal inneholde all relevant informasjon, og skal forutsette at justeringer eller koblinger kan utføres av en sluttbruker som ikke er klar over EMC-direktivet.

I et slikt tilfelle betraktes komponenten og apparatet likt. Noen frekvensomformer-produkter faller inn under denne kategorien, f.eks. en frekvensomformer med kapsling og som er solgt som en komplett enhet (CDM) til sluttbrukeren som installerer den i sitt eget system. Alle bestemmelser i EMC-direktivet vil gjelde (CE-merke, samsvarserklæring og teknisk dokumentasjon).

Komponenter eller enheter som er beregnet for innbygging i et apparat av andre produsenter eller montører

Komponenter eller enheter som er beregnet for innbygging i et apparat eller en annen enhet av andre produsenter eller mon-tører blir ikke betraktet som et ”apparat”, og dekkes derfor ikke av EMC-direktivet. Disse komponentene omfatter motstander, kabler, klemmeblokker, etc.

Definisjoner

Page 13: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 13

Noen frekvensomformer-produkter faller også inn under denne kategorien, f.eks. basis frekvensomformermoduler (BDM). Disse er beregnet på å monteres sammen av en profesjonell montør (f.eks. tavlebygger eller systemintegrator) i et skap som ikke er en del av leveransen fra produsenten av BDM. Ifølge EMC-direktivet er kravet til BDM-leverandøren å gi instrukser for installasjon og bruk.

Merk:Produsenten eller montøren av panelet eller systemet er an-svarlig for CE-merkingen, samsvarserklæring og den tekniske dokumentasjonen.

Komplett apparat

Et komplett apparat er enhver enhet som inneholder elektriske og/eller elektroniske komponenter eller enheter som leverer en funksjon og som har sin egen kapsling. I likhet med komponen-ter kan tolkningen ”ferdig apparat” deles inn i to kategorier: det kan være beregnet for sluttbrukere eller produsenter/montører.

Komplett apparat beregnet for sluttbrukere

Et komplett apparat betraktes som apparat eller enhet i EMC-direktivets betydning hvis det er beregnet for sluttbrukere og må dermed oppfylle alle gjeldende bestemmelser i direktivet.

Frekvensomformer-produkter som faller inn under denne kate-gorien er hele frekvensomformersystemer (PDS) eller komplette frekvensomformermoduler (CDM). I så fall vil alle bestemmelsene i EMC-direktivet gjelde (CE-merke, samsvarserklæring og teknisk dokumentasjon). Produsenten av frekvensomformerproduktet er ansvarlig for CE-merking, samsvarserklæring og teknisk do-kumentasjon.

Ferdig apparat beregnet for produsent eller montør

Når det ferdige apparatet kun er beregnet for industriell bruk og skal monteres i et annet apparat, er det ikke et apparat i EMC-direktivets tolkning og dermed gjelder ikke EMC-direktivet.

Frekvensomformer-produktene som faller inn under denne kate-gorien er basis frekvensomformermoduler (BDM). Tilnærmingen er den samme som for komponenter eller enheter når de er beregnet for montering i et apparat av en annen produsent eller montør. Derfor er produsenten eller montøren av panelet eller systemet ansvarlig for alle handlinger som er knyttet til EMC-direktivet.

Definisjoner

Page 14: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

14 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

Systemer (kombinasjon av ferdige apparater)

En kombinasjon av flere ferdige apparater som er kombinert og/eller designet og/eller satt sammen av den samme parten (dvs. systemprodusenten), og som er beregnet for å plasseres på markedet for distribusjon som en enkel funksjonell enhet for en sluttbruker og beregnet på å installeres og drives sammen for å utføre en bestemt oppgave.

Alle bestemmelser i EMC-direktivet, som definert for apparat, gjelder kombinasjonen som helhet. Frekvensomformer-produk-tene som faller inn under denne kategorien er frekvensomfor-mersystemer (PDS). Derfor er produsenten av PDS ansvarlig for alle handlinger knyttet til EMC-direktivet.

Apparat

Apparat (enhet) betyr ethvert ferdig apparat eller kombinasjon av apparater som er gjort kommersielt tilgjengelig som en enkel funksjonell enhet, beregnet for sluttbrukeren, og som er kan generere elektromagnetisk støy eller ha en ytelse som kan bli påvirket av slik støy.

Fast installasjon

En kombinasjon av flere typer apparater, utstyr og/eller kom-ponenter som er sammenmontert, installert og beregnet på å brukes permanent på et forhåndsdefinert sted.

Utstyr

Et hvilket som helst apparat eller fast installasjon

CE-merking for EMC

Komponenter eller enheter som er beregnet for montering i et apparat av sluttbrukerne må ha CE-merke for EMC.

Komponenter eller enheter som er beregnet for montering i et apparat av en produsent eller montør behøver ikke å ha CE-merke for EMC.

Merk: Produktene kan ha CE-merke for andre direktiver enn EMC.

Apparat og systemer må være CE-merket.

Definisjoner

Page 15: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 15

Mellomspenningsnettverk

Målepunkt for ledningsbundet emisjonMiljø 1

Utstyr PDS

Offentlig lavspenningsnettverk Industrielt lavspenningsnett

Målepunkt Miljø 2

Faste installasjoner må oppfylle ulike deler i direktivene, men behøver ikke å være CE-merket.

Figur 2-2 CE-merket.

Installasjonsmiljøer

PDS-ene kan kobles enten til industrielle eller offentlige kraft-distribusjonsnettverk. Miljøklassen avhenger av måten PDS-en er koblet til strømforsyningen på. Miljøklassene er definert som ” 1st Environment” (heretter kalt ”Miljø ”1) og ” 2nd Environment ” (heretter kalt ”Miljø 2”) iht. EN61800-3 standarden.

Miljø 1

”Miljø 1” omfatter privatboliger. Det omfatter også installasjoner direkte koblet uten transformatorer til et lavspennings strøm-forsyningsnettverk som forsyner bygninger som brukes som privatboliger.

Figur 2-3 Illustrasjon av miljøklasser.

Definisjoner

Page 16: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

16 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

Miljø 2

”Miljø 2” omfatter alle andre installasjoner enn de som er direkte koblet til et lavspennings strømforsyningsnettverk som forsyner bygninger som brukes som privatboliger.

EMC utslippsgrenser

Produktstandarden EN 61800-3 deler PDS´er inn i fire kategorier iht. tiltenkt bruk. I Europa tar standarden presedens foran alle generiske eller produkt EMC-standarder som har vært relevante tidligere. Grenser for bestemte forhold kan velges ved hjelp av flytskjemaet i figur 2-5.

PDS i kategori C1

En PDS (eller CDM) med lavere merkespenning enn 1000 V og beregnet for bruk i Miljø 1. En PDS (eller CDM) solgt ”som bygd” til sluttbrukeren.

PDS-produsenten er ansvarlig for EMC-atferden til PDS´en un-der bestemte forhold. Ekstra EMC-tiltak er beskrevet på en lett forståelig måte, og kan implementeres av en lekmann.

Når PDS/CDM skal integreres sammen med et annet produkt, er den resulterende EMC-atferden til dette produktet ansvaret til montøren av sluttproduktet ved at produsentens anbefalinger og retningslinjer blir fulgt.

PDS i kategori C2

Et PDS (eller CDM/BDM) med lavere merkespenning enn 1000 V, som verken er en ”plug in” enhet eller en flyttbar enhet og som er beregnet på å installeres og igangsettes av fagfolk. Et PDS (eller CDM/BDM) som er solgt for å monteres i et apparat, system eller en installasjon.

Når en PDS/CDM/BDM skal monteres sammen med et annet produkt, er den resulterende EMC-atferden til dette produktet ansvaret til den som monterer sluttproduktet.

PDS i kategori C3

Et PDS (eller CDM/BDM) med lavere merkespenning enn 1000 V, beregnet for bruk i Miljø 2. Et PDS (eller CDM/BDM) som er solgt ”som bygd” til sluttbrukeren eller for å monteres i et apparat, system eller en installasjon.

PDS-produsenten er ansvarlig for EMC-atferden til PDS´en un-der bestemte forhold. Ekstra EMC-tiltak er beskrevet på en lett forståelig måte, og kan implementeres av en lekmann.

Definisjoner

Page 17: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 17

Når PDS/CDM skal monteres sammen med et annet produkt, er den resulterende EMC-atferden til dette produktet ansvaret til montøren av sluttproduktet ved at produsentens anbefalinger og retningslinjer blir fulgt.

PDS i kategori C4

Et PDS (eller CDM/BDM) med merkespenning lik eller over 1000 V, eller merkestrøm lik eller over 400 A, eller som er beregnet for bruk i komplekse systemer i Miljø 2. En PDS (eller CDM/BDM) som er solgt for å monteres i et apparat, system eller en installasjon.

Kategori C4-krav inkluderer alle andre EMC-krav, unntatt radio-frekvensemisjon. De vurderes kun når den er installert på det tiltenkte stedet. Derfor behandles en kategori C4 PDS som en fast installasjon, og trenger dermed ikke EUs samsvarserklæring eller CE-merke.

EMC-direktivet krever medfølgende dokumentasjon for å identifisere den faste installasjonen, den elektromagnetiske samsvarskarakteristikken og ansvarlig person, og for å angi forholdsreglene som må iverksettes for ikke å omfatte samsvaret til denne installasjonen.

For å etterkomme kravene ovenfor i tilfelle kategori C4 PDS (eller CDM/BDM) skal brukeren og produsenten samtykke i en EMC-plan for å oppfylle EMC-kravene for den tiltenkte applika-sjonen. I denne situasjonen definerer brukeren miljøets EMC-karakteristikker, inklusive hele installasjonen og nabolaget. PDS-produsenten skal sørge for informasjon om typiske utslippsnivåer og installasjonsveiledninger for PDS´en som skal installeres. Den resulterende EMC-atferden er installatørens ansvar (oppnås ved å følge EMC-planen).

Der det er indikeringer på at kategori C4 PDS ikke oppfyller kravene etter igangkjøring, inkluderer standarden en prosedyre for å måle utslippsgrensene utenfor en installasjon.

Definisjoner

Page 18: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

18 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

EN 61800-3EMC produktstandard for PDS

Miljø 1(offentlig lavspenningsnettverk)

Miljø 2(industrinettverk)

EMC-plan

CONDUCTED

RADIATED

Forstyrrelse

LEDNINGSBUNDET

UTSTRÅLT

Figur 2-4 Utslippsgrenser for PDS.

Definisjoner

Page 19: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 19

Utstrålte utslipp

Forsyningsnett

Ledningsbundne utslipp

Jording

Kontrollsystem

Prosess

Motor-tilkobling

Motor

Kapittel 3 - EMC-løsninger

Generelt

Løsningene som brukes til å oppfylle immunitet og både utstrålte og ledningsbundne utslippskrav er beskrevet i dette kapitlet.

Løsninger for EMC-kompatibilitet

Det er noen grunnleggende prinsipper som må følges når man designer og bruker frekvensomformersystemer. De samme prin-sippene ble brukt da disse produktene ble designet og konstru-ert til å begynne med, hvor temaer som trykket kretskortlayout, mekanisk design, ledningsføring, kabelinnføringer og andre temaer ble vurdert i detalj.

Utslipp

Utslippene klassifiseres som to typer; ledningsbundet utslipp og utstrålt utslipp. Forstyrrelsene kan slippes ut på forskjellige måter, som vist i følgende figur:

Figur 3-1 Utslipp.

Ledningsbundne utslipp

Ledningsbundet støy kan spre seg til annet utstyr via alle ledende deler, inklusive kabling, jording og metallrammen til en kapsling.

Page 20: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

20 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

Ledningsbundne utslipp kan reduseres på følgende måte:

– Med RFI-filtrering for HF-forstyrrelser – Bruk av ferrittringer – Bruk av AC eller DC-choke (reduserer også overharmoniske

spenninger) – Bruk av LCL-filter i tilfelle regenerative frekvensomformere – Bruk av dU/dt-filter

Utstrålte utslipp

For å hindre forstyrrelse gjennom luft på en effektiv måte, skal alle deler i frekvensomformersystemet danne et Faraday-bur mot utstrålte utslipp. Et PDS inkluderer skaper, bokser, kabling, motorer, etc.

Noen metoder for å sikre kontinuiteten til Faradayburet på er som følger:

Kapsling

– Kapslingen må ha umalte ikke-korroderende overflatefinish på hvert punkt der andre plater, dører etc. kan komme i kontakt.

– Umalte metall-til-metall kontakter skal brukes over alt, med ledende pakninger hvor dette er mulig.

– Bruk umalte plater, koblet til et felles jordingspunkt for å si-kre at alle separate metallgjenstander godt jordet til samme jordingspunkt.

– Bruk ledende pakninger i dører og deksler. Separer strålings-siden, den “skitne” siden fra den “rene siden” med metall-deksler og ved design.

– Huller i kapslingen skal minimeres eller unngås så langt det er mulig.

Kabling og ledere

– Bruk skjermede kraft- og styrekabler. Se produktspesifikke håndbøker.

– Bruk spesielle HF-kabelinnføringer for høyfrekvensjording av kraftkablers skjermer.

– Bruk ledende pakninger for HF-jording av styrekablers skjerm. – Det må ikke være brudd i kabelskjermene. – Velg skjermingstilkoblinger med lav impedans på MHz-

området. – Legg kraft- og styrekabler separat. – Bruk tvinnede par for å unngå støy. – Bruk ferrittringer mot støy om nødvendig. – Velg og legg interne ledere korrekt. – Se produktspesifikke håndbøker.

EMC-løsninger

Page 21: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 21

Rectifi er

RFIfilter

Skitten side

Ren side

Installasjon

– Tilleggsutstyr som brukes i komplette frekvensomformer-moduler (CDM-er) skal være CE-merkede produkter i sam-svar med både EMC- og lavspenningsdirektivet, ikke bare LV-direktivet, med mindre de er beregnet for montering i et apparat av annen produsent eller montør.

– Valg og installasjon av tilbehør skal være i samsvar med pro-dusentens instrukser.

– For veggmonterte enheter avisolerer du en motorkabel så langt tilbake at du avdekker kobberskjermen, slik at det er mulig å tvinne skjermen til en ”grisehale”. Lag ”grisehalen” så kort som mulig og koble den til jord.

– For skapmodeller skal kablene legges inne i kapslingen. Bruk 360° jording på kabelskjermen ved inngangen til skapet. Se produktspesifikke håndbøker.

– 360° jording på motorsiden. Se motorhåndbøkene.

Ren og skitten side

Kretsen før det punktet der forsyningsstrømmen er koblet til CDM og hvor filtreringen starter, kalles for den rene siden. De delene av BDM som kan forårsake støy, kalles den skitne siden.Lukkede veggmonterte frekvensomformere er designet slik at kretsen, etterfulgt av utgangstilkobling er den eneste skitne delen. Det er tilfelle hvis installasjonsinstruksjonene til frekvens-omformeren følges.

For å kunne holde den rene siden “ren”, separeres de skitne delene i et Faradaybur. Dette kan gjøres enten med skillevegger eller med kabling.

Figur 3-2 “Ren” og “skitten” side av BDM.

EMC-løsninger

Page 22: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

22 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

Linje Linje

Ved bruk av skillevegger gjelder reglene for kapslingshull (se avsnittet Huller i kapslinger senere i dette kapitlet).

Når Faradayburet formes av kablingen, må man følge reglene for kabling (se avsnittene om kabling og ledningsnett i dette kapitlet og følg de produktspesifikke instruksjonene for frekvensomfor-meren).

Bruk av ekstra komponenter, f.eks. kontaktorer, isolatorer, sik-ringer etc., vil i enkelte tilfeller gjøre det vanskelig å holde ren og skitten side atskilt.

Dette kan skje når kontaktorer eller brytere brukes i kretser for å skifte over fra ren til skitten side (f.eks. ved bypass).Noen eksempler på løsninger er beskrevet i kapittel 4, Praktiske eksempler.

RFI-filtrering

RFI-filtre brukes til å dempe ledningsbåret støy i et kabeltilkob-lingspunkt der filteret leder støyen til jord.

Utgangsfiltre demper forstyrrelser ved utgangen av et PDS. F.eks. vil dU/dt og Common Mode filtre hjelpe noe, selv om de ikke er designet for RFI.

RFI-filtre kan ikke benyttes i et flytende nettverk (IT-nettverk) hvor det er høy impedans eller ingen fysisk tilkobling mellom fasene og jordingen.

Figur 3-3 Eksempel på filtrering integrert i frekvensomformermodulen.

Figur 3-3 viser et eksempel på integrert, distribuert filtrering. Noen frekvensomformerprodukter trenger et separat filter (se produktspesifikke instruksjoner).

EMC-løsninger

Page 23: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 23

Valg av RFI-filter

Et RFI-filter velges for å dempe de ledningsbårede forstyrrel-sene. Det er ikke mulig å sammenligne forstyrrelsene målt fra en kilde, og innskuddsdempningen (tap av signalstyrke) for et filter, da målebasen for de to informasjonselementene ikke vil korrespondere.

Det er alltid nødvendig å teste et filter i sammenheng med kilden til forstyrrelsen for å sikre tilstrekkelig demping og for å oppfylle gjeldende utslippsgrenser.

Installasjon av RFI-filteret

Pålitelige HF/lavimpedanstilkoblinger er viktig for å sikre at fil-teret fungerer korrekt. Derfor må følgende instruksjoner følges.

– Filtrert skal monteres på en metallplate med umalte tilkob-lingspunkter, i samsvar med filterprodusentens instruksjoner.

– Plasseringen av filteret må være slik at det gir tilstrekkelig avstand mellom inngang- og utgangskablingen til filteret for å forhindre krysskobling mellom ren og skitten side.

– Lengden til kabelen mellom filteret og frekvensomformeren må minimeres.

– Inngangskabelen til filteret skal separeres fra kabelen som kobler filteret til frekvensomformeren

– Inngangskabelen til filteret skal separeres fra motorkabelen

Valg av en sekundær kapsling

Der hvor BDM skal installeres (f.eks. en IP00 omformer med åpent chassis), eller hvis flere komponenter skal kobles til den skitne siden på en ellers konfigurerbar enhet, er det alltid nødvendig med en EMC-kapsling.

For innkapslede chassismoduler der motortilkoblingene går direkte til omformerens utgangsklemmer og alle interne skjer-medeler er montert, er det ingen krav til spesielle kapslinger.

Hvis frekvensomformerne er montert med brytere på utgangen, vil det være nødvendig med en EMC-kapsling, da det integrerte Faradayburet ikke lenger brukes.

Som en påminnelse, er EMC bare ett av kriteriene ved design av kapslingen. Kapslingens størrelse avhenger av flere kriterier:

– Sikkerhet – Beskyttelsesgrad (IP-klasse) – Varmeavgivelseskapasitet – Plass til ekstra utstyr – Kosmetiske hensyn

EMC-løsninger

Page 24: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

24 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

FARADAYBUR

Umalte bakplater

Tilstrekkelig mange dørlåser

Nippel-/ bunnplater

Ledende strømper

Begrenset hullstørrelse

Ledende pakning på døren

Ledende pakning for styrekabler

– Kabeltilgang – EMC-samsvar – Generelle krav til EMC-kompatibilitet

Produsentens retningslinjer for konstruksjon og jording må følges.

Figur 3-4 Typisk frekvensomformerkapsling.

Huller i kapslinger

I de fleste tilfeller må det lages noen hull i kapslingen, f.eks. for utstyr som monteres i døren, sjalusier, låser, kabler etc.

Når du skal benytte en EMC-kapsling, er maksimum diagonal eller diameter for et hull 100 mm, hvilket tilsvarer 1/10 av bøl-gelengden til en frekvens på 300 MHz. Dette målet er funnet akseptabelt i EMC-tester.

Hull som er større enn 100 mm må dekkes med en metallramme som omgir åpningen og jordes til kapslingen.

Større kikkhull kan dekkes av et spesielt vindu med ledende belegg.

EMC-løsninger

Page 25: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 25

Maksimum instrumentstørrel-se 72x72 mm

Tvunnet par

<100 mm

Installer låser på umalt dør

Kontroller at ingen huller >100 mm

Metalldeksel for huller >100 mm

Vinduet må kobles til ikke-malte metallomgivelser med ledende dobbeltsidig tape eller ledende pakning.

Figur 3-5 Viktige momenter ved montasje av utstyr på kapslingen.

360° HF-jording

360° HF-jording skal utføres over alt der kabler går inn i fre-kvensomformerkapslingen, koblingsboksen eller motoren. Det er forskjellige måter å implementere HF-jordingen på. Løsningene som brukes i ABBs CDM/BDM-produkter, beskrives her.

HF-jording med kabelnipler

Kabelniplene, som er spesielt designet for 360° HF-jording, er egnet for strømkabler med en diameter på under 50 mm.

Kabelnipler brukes normalt ikke for styrekabler på grunn av at avstanden fra styretilkoblingene til kabelniplene ofte er for lang for pålitelig HF-jording. Hvis nipler brukes på styrekabler, må kabelskjermen gå igjennom nippelen og avsluttes så nære til-koblingene som mulig. Bare den ytre isolasjonen til kabelen skal fjernes for å oppnå 360° HF-jording i nippelen.

For å få best mulig resultat fra HF-jordingen, skal kabelskjermen dekkes med en ledende tape. Tapen må dekke hele overflaten til skjermen, inkludert grisehalen, og skal presses tett sammen med fingrene.

EMC-løsninger

Page 26: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

26 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

TILFØRSELSKABEL MOTORKABEL

Så korte, uskjermede kabler som mulig

Kabelskjerm dekket med ledende tape

EMC kabelnippel

Festemutter

KabelKontinuitet i elektrostatisk skjerm

Kort grisehale

Umalt nippelplate

Ledende skjerm- og kompresjonstetting

Kort grisehale

Ledende tape på kabelskjermen

Ledende strømpe

Kabel

Kontinuitet i elektrostatisk skjerm

Umalt nippelplate med krage

Umalt bunnplate

Figur 3-6 Essensielle punkter for tilkobling av kraftkabler.

HF-jording med ledende strømpe

360° HF-jording i kraftkabelinnganger kan utføres ved å bruke en ledende strømpe rundt kabelskjermen. Mansjetten kobles til Faradayburet ved å feste den tett til den spesialdesignede kragen i nippelplaten.

Figur 3-7 360° jording med ledende strømpe.

EMC-løsninger

Page 27: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 27

Over kabelklemmen, dekk bar skjerm med isolasjonstape

Kabelklemme på bar skjerm

Motorkabel Kabel til bremsemotstand

0.5...0.6 Nm (4.4...5.3 lbf in)

1.5 Nm (13 lbf in)

1.5 Nm (13 lbf in)

Figur 3-8 360° jording med klamring av kabelskjerm.

Fordelen med denne løsningen er at den samme klemmen kan benyttes for kabler med forskjellige diametre.

Kabelen støttes mekanisk av klemmer og det er ikke nødvendig med en spesifikk kabelnippel.

Merk at klemmen ikke fungerer som en strekkavlastningsklemme.

360° jording på motorsiden

Kontinuiteten til Faradayburet på motorsiden må sikres ved samme metode som i inngangen til skapet:

– Faradaybur og beskyttelsesgrad IP55: – For å spenne fast kabelen må det brukes kabelnippel med

galvanisk kontakt. – Kabelskjermingen bør forsegles med ledende tape. – Ledende pakninger skal brukes til å forsegle både nippelplaten

og dekselet til koblingsboksen – Merk: Sjekk tilgjengeligheten fra motorprodusenten. Det er

vanlig at dette er en opsjon. – Grisehaler på jordingsledere må være så korte som mulig.

EMC-løsninger

Page 28: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

28 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

Kabelskjerm dekket med ledende tape

Kort grisehale

EMC kabelnippel

Kontinuitet i elektrostatisk skjerm

Ledende pakning

Figur 3-9 viser en Faradaybur-løsning på motorsiden.

For motorer som ikke er helt lukket, som i kjøleversjon IC01, IC06, etc., må kontinuiteten til Faradayburet sikres på samme måte som for omformerkapslingen.

Figur 3-9 Viktige momenter ved motorkabling.

Ledende pakninger på styrekabler

360° HF-jording for styrekabler kan utføres med ledende klam-mer. Når klammene monteres på en plate, må kabelskjermen videreføres så nær tilkoblingene som mulig. I dette tilfelle skal den ytre isolasjonen til kabelen fjernes slik at det oppnås kontakt mellom skjermen og den ledende klemmen.

Dekking av skjermen med ledende tape

Den beste HF-jordingen oppnås hvis pakningene monteres så nær tilkoblingene som mulig.

Pakningene må installeres slik at de kobles til de jordete umalte overflatene til platen de er montert på.

Alle tilkoblingsledere skal være så korte som mulig og vris i par der dette er hensiktsmessig. Kabelskjermen skal jordes til tilkoblingen med en kort grisehale.

Hullstørrelsen som pakningene krever i en nippelplate, er typisk 200 x 50 mm.

EMC-løsninger

Page 29: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 29

Så kort som mulig

Shi

eld Kontroll

tilkoblinger

Vikle kobbertape rundt den strippede delen av kabelen under klemmen. Vær forsiktig.Kutt ikke av jordlederen. Fest kabelen så tett inntil klemmene som mulig.

Figur 3-10 Viktige punkter for tilkobling av styrekabler.

Installasjon av tilbehør

Variasjonen av tilbehør som kan installeres, er så stort at det kan kun gis basis prinsipper for valg og installasjon av slike.

Tilbehør kan imidlertid deles inn i to kategorier, avhengig av hvor immune/følsomme de er. Den beskyttede enheten i denne sammenhengen betyr evnen til å holde Faradayburet lukket. Det anbefales derfor å bruke innkapslede/skjermede metallenheter der slike er tilgjengelige.

Reglene for huller i kapslingen må følges hvis det er enheter som danner en bro mellom den rene siden og den skitne siden.Typisk åpne enheter er sikringer, sikringsbrytere, kontaktorer etc., som ikke har et metalldeksel rundt seg.

Generelt sett kan ikke slike enheter installeres i den rene siden uten beskyttende skjermeplater av metall. Reglene for huller i kapslingen må da følges.

Noen eksempler på beskyttede og åpne enheter er gitt i kapitlet Praktiske eksempler.

Intern kabling

Det er noen grunnregler for intern kabling:

– Hold alltid kabler på ren og skitten side separert og skjermet fra hverandre.

– Interne rene strømforsyninger med fullstendige filtrerte fre-kvensomformerenheter, f.eks. fra kontaktor til omformerinn-gang, krever ikke skjermede kabler, men kan kreve ferrittringer der de kommer inn i omformeren.

EMC-løsninger

Page 30: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

30 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

CABINETDEVICE

AnalogSignal (V)AnalogSignal (mA)

POTENTIAL FREE DIG. OUTPUT

DO

DO

DOOR DEVICE Twist thesepairs of pairs

Use shielded cables for Analog mA signalsFor earthing rules see part Control Cabing

Don’t mix differentsignal levels

Diode for DC relay

Don’t mix different signal levels

RC filter orvaristor forAC relay

CLEAN SIDE

DIRTY SIDE

Avoid parallel running with control wiresCross in 90°

Keep these separate (see figure 3-11)

Avoid parallel running with control wiresCross in 90° angle

SUPPLYCONNECTION

MOTOROUTPUT

Twist the pairsup to terminals

+24 V d.c.GND

NCCommonNO

NCCommonNO

NCCommonNO

RELAY OUTPUTS(pot. free)

ANALOG SIGNALS

DIGITAL INPUTSDI1

DI3

DI6+24 V d.c.+24 V d.c.GND

+10 VGNDAI1+AI1-

AI3+AI3-AO1+AO1-AO2+AO2-

(0...10 V)

(4...20 mA)

230 V a.cN

U1V1W1U2V2W2

– Bruk tvinnede par-kabler der dette er mulig. – Bruk skjermede tvinnede par for signaler ut og returledninger

som går ut fra kapslingen. – Unngå å blande par med forskjellige signaltyper, f.eks.

110 V AC, 230 V AC, 24 V DC, analog, digital. – Legg kablene langs metalloverflaten og unngå å henge kabler

i fri luft, da kabler som henger i fri luft kan fungere som en antenne som mottar høyfrekvent luftbåren støy.

– Hvis det brukes plastkanaler, skal de festes direkte på instal-lasjonsplatene eller rammeverket. Unngå frie spenn, da dette kan bli til en antenne.

– Hold kraft- og styrekabler separat. – Bruk galvanisk isolerte (potensialfrie) signaler. – Hold kablene tvunnet så nær klemmene som mulig. – Gjør grisehalene så korte som mulig. – Jordtilkoblinger skal være så korte som mulig i flatkabel,

flertrådede eller flettede fleksible ledere for lav RFI-impedans.

Figur 3-11 Prinsipper for kabling inne i en frekvensomformer.

EMC-løsninger

Page 31: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 31

Produktspesifikk håndbok

Motorkabel

Nettkabel

Signal- / styrekabler

Styrekabler

Styrekablingen er en del av Faradayburet som beskrevet i avsnit-tet Ledende pakninger med styrekabler.I tillegg til korrekt HF-jording er det noen grunnleggende regler for styrekabling:

– Bruk alltid skjermede tvinnede par-kabler: – dobbeltskjermet kabel for analoge signaler – enkeltskjermet kabel for andre signaler er akseptabelt,

men dobbeltskjermet kabel anbefales. – Ikke led 110/230 V signaler i samme kabel som kabler med

lavere signalnivå. – Tvinnede par skal brukes separat for hvert signal. – Jord direkte på frekvensomformersiden.

Hvis instruksjonene for enheten i den andre enden av kabelen spesifiserer jording på den enden, jordes de indre skjermene i enden til den mer følsomme enheten og den utvendige skjermen i den andre enden.

Legg signalkabler i henhold til figur 3-12 når det er mulig, og følg instruksjonene i de produktspesifikke håndbøkene.

Figur 3-12 Prinsipper for føring av styrekabler.

Du finner mer informasjon om føring av styrekabler i dokumentene ”Grounding and cabling of the drive system” og i de produkt-spesifikke håndbøkene.

EMC-løsninger

Page 32: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

32 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

Kraftkabler

I og med at kablene er en del av et PDS, er de også en del av Faradayburet. For å kunne oppfylle EMC-kravene, må det brukes kraftkabler med god skjerming.

Formålet med skjermingen er å redusere utstrålt utslipp.

For at de skal være effektive, må skjermingen ha god ledeevne og dekke mesteparten av kabeloverflaten. Hvis kabelskjermen brukes som beskyttelsesjording, må skjermens tverrsnitt (eller tilsvarende ledeevne) være minst 50 prosent av tverrsnittet til faselederen.

De produktspesifikke håndbøkene beskriver noen kabeltyper som kan brukes mot nett og til motor.

Da kabelprodusentene har flere forskjellige skjermkonstruksjo-ner, kan typene evalueres ved hjelp av overføringsimpedansen til kabelen.

Overføringsimpedansen beskriver effektiviteten til skjermen i kabelen. Det er en vanlig parameter for kommunikasjonskabler.Kabelen kan bestå av enten flettet eller spiralformet skjerming, og skjermmaterialet skal fortrinnsvis være enten kobber eller aluminium.

Egnetheten for bruk ved frekvensomformerdrift er omtalt i de produktspesifikke håndbøkene.

Figur 3-13 Galvanisert stål eller fortinnet kopperledning med fl ettet skjerm.

Figur 3-14 Lag med koppertape med et konsentrisk lag med kopperledere.

Figur 3-15 Konsentrisk lag av kopperledninger med en åpen helix koppertape.

EMC-løsninger

Page 33: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 33

Overførings-impedans (mOhm/m)

Ikke anbefalt kabel

Galvanisert stål eller fortinnetkobberledning med flettet skjerm (fig. 3-12)

Lag med kobbertape medkonsentrisk lag av kobberled-ninger (fig. 3-13)

Korrugert skjerm

Frekvens (MHz)

Overføringsimpedans

For å oppfylle kravene til utstrålt utslipp må overføringsimpe-dansen være under 100 mOhm/m i frekvensområdet opp til 100 MHz. Den beste skjermingen oppnås med en metallslange eller korrugert aluminiumsskjerm. Figur 3-16 viser typiske verdier for overføringsimpedans til ulike kabelkonstruksjoner. Jo lengre kabelen går, dess lavere overføringsimpedans er påkrevet.

Figur 3-16 Overføringsimpedans for strømkabler.

Bruk av ferrittringer

I spesielle tilfeller, på grunn av høye utslippsnivåer, kan common mode drosler brukes på signalkabler for å unngå grensesnittpro-blemer mellom forskjellige systemer.

Common mode forstyrrelser kan undertrykkes ved å føre kabel-lederne gjennom common mode ferrittkjerner (figur 3-17).

Ferrittkjernen øker induktansen til lederne og gjensidig induk-tans slik at common mode forstyrrelser over en viss frekvens undertrykkes. En ideell common mode drossel undertrykker ikke differensialsignaler.

EMC-løsninger

Page 34: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

34 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

Figur 3-17 Signalkabel viklet rundt ferrittring.

Induktansen (dvs. evnen til å undertrykke HF-forstyrrelser) kan økes ved å vikle signalkabelen flere ganger rundt ferrittringen.

Når du bruker en ferrittring på en kraftkabel, skal alle faseledere føres gjennom ringen. Skjermingen og eventuell jordkabel må føres utenfor ringen for å beholde effekten av common mode drosselen. Med strømkabler er det normalt ikke mulig å svinge flere ganger gjennom ringen. Induktansen kan økes ved å bruke flere suksessive ringer.

Hvis du av en eller annen årsak ikke kan følge installasjonsin-struksjonene og derfor legger til flere ferritter eller filtre senere, anbefales det at det iverksettes tiltak for å bevise samsvar.

EMC-løsninger

Page 35: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 35

FrekvensomformerINNGANG UTGANG

Ekstern bremsemotstand

Motor

Kapittel 4 - Praktiske eksempler

Enkel installasjon

De fleste enkle installasjoner av PDS inkluderer bare tre kabler: Tilførselskabel, motorkabel og kabel for bremsemotstand som vist i figur 4-1.

Merk:1), 2) Hvis du bruker skjermet kabel, må du bruke en separat PE-kabel (1) eller en kabel med en jordleder (2) hvis ledeevnen til inngangskabelens skjerm er < 50 prosent av ledeevnen til faselederne. Jord den andre enden av inngangskabelskjermen eller PE-lederen i fordelingstavlen. 3) 360 graders jording anbefales hvis kabelen er skjermet4) 360 grader jording er nødvendig5) Bruk en separat jordkabel hvis ledeevnen til kabelskjermen er < 50 prosent av ledeevnen til faselederen og det ikke er noen symmetrisk jordleder i kabelen.

Figur 4-1 Enkel PDS-installasjon.

Typisk installasjon

Skjermede kabler sammenkobler primærdelene og sikrer dem-ping av utstrålte utslipp. Forsyningen skjer gjennom RFI-filteret.

Faradayburet er jordet og alle utslipp ledes til jord.

I tilfellet vist i figur 4-2, kreves det ikke at skapet er EMC-sikkert, fordi tilkoblingene er gjort direkte i en EMC-kompatibel frekvens-omformer.

Page 36: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

36 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

Transformer

360° HF earthing

Shielded cable

Metalframecabinet

CabinetUnpaintedmountingplate

Drive

RFI

FILTER

Metal box

Metal box

Rectifier

BRAKERESISTOR

BRAKECHOPPER

For connection details, seeProduct Specific Manualfor chopper and resistor.

For more details, see sectionon 360° EARTHING ATMOTOR END

CONTROL

1) Short pigtailto PE, both common

and pair screen2) 360° HF grounding3) For rules, see part

CONTROLCABLING

Motor output

Figur 4-2 Typisk PDS-konfigurasjon.

Eksempel på by-pass-system <100 kVA

I dette tilfellet er det vanskelig å sikre at det ikke oppstår noen krysskobling mellom den skitne siden av omformeren og den rene siden over DOL-kontaktoren. Kontaktorer er ikke RFI-barrierer og spolekretsene er også sårbare.

Et egnet RFI-filter på inngangene vil måtte være i stand til å håndtere DOL-startstrømmen, som kan være seks til sju ganger normal laststrøm og filtrene vil da være vesentlig overdimensjo-nert for normal kjøring, noe som gjør de vanskelig å designe. Ferrittkjerner som brukes i matingen til kontaktoren vil hjelpe til med å dempe den koblede støyen som vist i figur 4-3.

Praktiske eksempler

Page 37: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 37

Transformer 360° HF earthing

Shielded cable

RADIATIVE ie, DIRTY side

Cabinet 1supplyconnection

The ferrite in the DOL circuit isfor cross coupling of clean anddirty side Motor Output of PDS

Ferrite

Metal box

BY-PASSCONTROL

CONTROLRELAYSOR PLC

Contactor

Motoroutput

Metal box

Safety sw.

For more details, see360° MOTOR EARTHING

1) Short pigtailtp PE, both common

and pair shield3) For rules, see part

CONTROLCABLING

Isolator

Isolator

RFIFILTER

Contactor

Control

Metal boxDRIVEMODULE

Metalframecabinet

Praktiske eksempler

Figur 4-3 Basis skjema ved by-pass.

Typisk eksempel på 12-puls frekvensomformer

I dette tilfellet er 12-puls likeretteren et IT-system, ikke jordet på grunn av delta-vikling. Derfor må eventuelle filtre i linjen være på primærsiden av 12-puls transformatoren.

Erfaringen har vist at i dette tilfellet, med korte tilkoblinger til sam-leskinnene, er ikke jordskjermen mellom transformatorviklingene helt tilstrekkelig for demping av utslipp gjennom ledere for bruk i Miljø 1. For EMC-samsvar kan det derfor være nødvendig med et RFI-filter på primærsiden av transformatoren. Det er normalt ikke nødvendig med et RFI-filter for Miljø 2.

Page 38: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

38 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

360° HF grounding

Shielded cable

Shielded control cables

Control & displayEnclosure, with segregation

Low voltage supply

Point ofmeasurement

Shielded motorcables

RFIFILTER

Commonearth

DRAIN FOR EMISSIONS

Incoming switchfuse contactor

Phase shifttransformer(if integrated)

Rectifiers Inverter Output choke(Ferrite)

Commonearth

DRAIN FOR EMISSIONS

Incoming switchfuse contactor

Phase shifttransformer(if integrated)

Rectifiers Inverter Output choke(Ferrite)

360° HF grounding

Shielded cable

Shielded control cables

Control & display Shielded motorcables

Enclosure,with segregation

Point ofmeasurement

Medium or high voltage supply

For utstyr som mates fra et IT-system, kan man bruke en lig-nende prosedyre. En isolerende transformator gjør at PDS kan jordes og at man kan bruke et egnet filter til bruk i det Miljø 1. Koblingspunktet er på mellomsspenningssiden og utslipp kan vurderes ved neste lavspenningspunkt. Utslippsnivået skal kor-respondere til miljøet. For definisjoner, se avsnittet Installasjons-miljøer i kapittel 2.

Merk: Alt innvendig utstyr må være innkapsletFigur 4-4 12-puls omformersystem matet med LV.

Figur 4-5 12-pulsomformersystem matet med LV (CDM, transformator og sikringer har separate hus).

Praktiske eksempler

Page 39: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 39

Eksempel på EMC-plan

Dette er et skjema for å lage en EMC-plan hvor brukeren og pro-dusenten analyserer installasjonen og definerer tiltakene som må iverksettes for å oppnå elektromagnetisk kompatibilitet. Planen definerer ansvaret til produsenten, installatøren og brukeren av frekvensomformeren. Involverte parter lager planen i fellesskap. Fyll ut og svar på spørsmålene under.

Trinn 1: Partenes navn

Produsent/leverandør ABB Drives

Sluttbruker ABC Paper company

Bestillingsnr. 123456789

Anleggstype(f.eks. kjemisk fabrikk, papirmaskin)

Papirmaskin PM3

Applikasjon(f.eks. pumpe, vifte, trans-portør)

Multidrive frekvensomformersystem

Trinn 2: Samle informasjon om kraftfordeling og jording

Kraft-fordeling

Koblingspunkt: Identifikasjonskode for fordelingstavle, tavlesystem eller transfor-mator

Transformator T11

Type fordelingssystem TN-C,TN-S TT,IT

Jordingsbuss Hvordan og hvor koblet?Ved forsyningstransformator T11

Praktiske eksempler

Page 40: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

40 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

Trinn 3: Registrer EMC-informasjon (kun høyfrekvensområde)

RFI-følsomt utstyr ved anlegget

Alt utstyr i bygningen eller nærlig-gende installasjonssteder som er følsomme for RF-forstyrrelser (f.eks. prosesstyring og -måling, databus-ser, datamaskiner, fjernstyringer etc.)? Beskriv.

Ja / Nei

Datahåndteringsenhet for prosesstyring

Omtrentlig avstand fra PDS og kab-lingen til PDS

5 meter

Mest sannsynlig koblingsvei for forstyrrelse

Ledningsbåren Utstrålt

RFI-følsomt utstyr utenfor anlegget

Alle kringkastings- eller kommunika-sjonsantenner som er synlig eller er nær anlegget (f.eks. radar, radio/TV-kringkasting, amatørradio, mikro-bølge eller annet)? Beskriv.

Ja / Nei

Frekvens Hz

Avstande fra antennen meter

Trinn 4: Definer installasjonsreglene

Følg installasjonsreglene som angitt i håndboken til frekvensomformeren.

Vurder følgende punkter og beskriv løsningene.

EMC-effektivitet

Elementer som må vurderes

Kabling - kabling i henhold til ABBs kablingsstandard og retnings-linjer (kabeltyper, installasjon, separate kabelbroer etc.)

- jording i henhold til ABBs instruksjoner (jording av kabelbroer etc.)

Dedikerttransformator

- dedikert forsyningstransformator T11 med statisk EMC-skjerm

Signatur(er) av person(er) ansvarlig for EMC

Dato 26/10/2011Signatur(er)Ola Nordmann

Praktiske eksempler

Page 41: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 41

Kapittel 5 – Bibliografi

Det vises til tekster i ulike publikasjoner i denne veiledningen. ABB anbefaler å lese disse som et hjelpemiddel til å oppnå kompatible installasjoner:

EN 61800-3, Adjustable speed electrical power drive systems - part 3, EMC product standard including specific test (publisert av CENELEC, Brüssel, Belgia og nasjonale standardiseringsor-ganisasjoner i EU-medlemsland).

EN 61800-3:2004

Interference Free Electronics by Dr. Sten Benda (publisert av ABB Industry Ab, Västerås, Sverige)

Teknisk veiledning nr. 2 - ”EU Counsil Directives and adjustable speed electrical power drive systems”, kode 3AFE61253980 (publisert av ABB Oy Drives, Helsinki, Finland)

Grounding and cabling of the drive system, kode 3AFY61201998 (publisert av ABB Oy Drives, Helsinki, Finland)

Page 42: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

42 Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene | Teknisk veiledning nr. 3

Page 43: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 43

Page 44: Teknisk veiledning nr. 3 - Installasjon og …...Teknisk veiledning nr. 3 | Installasjon og konfi gurasjon av frekvensomformersystemer i samsvar med EMC-kravene 7 Kapittel 1 - Innledning

3AU

A00

0010

9889

RE

V D

NO

26.

10.2

011

#159

40

Kontakt oss

© Copyright 2011 ABB. Alle rettigheter forbeholdt. Spesifikasjoner kan endres uten varsel.

For mer informasjon, kontakt din lokale ABB-representant eller se:

www.abb.com/driveswww.abb.com/drivespartners