download presentatie - EMC

Welkom
Afgeschermde kabels:
zin of onzin?
DARE!!
Organisatie:
Uneto-VNI in samenwerking met de Nederlandse
EMC-ESD vereniging
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
8 februari 2012
Door: P. Dijkstra
Agenda: EMC dag voor de installateur
Wat is CE markering?
-Hoe om te gaan met installaties?
Oorzaak EMC problemen
-Waarom wordt een laagfrequent product door
hoogfrequent beïnvloed?
Gebruik afgeschermde kabels
-Wanneer wel en wanneer beter niet?
-Afmonteren van afgeschermde kabels
Is CE + CE zonder meer CE?
-Is dit per richtlijn gelijk?
Demonstratie opstelling met frequentie inverter
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
1. CE markering:
• Relevante richtlijnen:
•
•
•
•
•
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
EMC Richtlijn
Laagspanningsrichtlijn
Machine rechtlijn
Telecom richtlijn
Etc….
Definities:
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
• Apparaat
CE markering verplicht
• Halffabricaat
CE markering niet verplicht
• Component
CE (normaal) niet verplicht
• Installatie
EMC verantwoordelijke
persoon
Vaste installaties
•
Een installatie is een willekeurige combinatie
van verschillende apparaten of systemen die
samen zijn gebracht om één of meerdere
functies te vervullen, bestemd voor permanent
gebruik op een van tevoren vastgestelde locatie.
•
Voorbeelden:
– Industriële installaties
– Grote, vast opgestelde machines
– Kabeltelevisie
– Computer netwerk
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
2. Oorzaak EMC storingen
Ongemoduleerd signaal
Geen AM-modulatie
12 V
6V
draaggolf
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
Irf
AM detectie
Amplitude- of puls gemoduleerd signaal
1 kHz modulatie
12 V
Irf
Draaggolf
1 kHz modulatie
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
AM detectie
Modulatie (212 Hz)
Gewenste signaalband
900 MHz draaggolf
A
Frequentie conversie
t
F
900 MHz draaggolf
20 kHz
212 Hz “stoor”-signaal
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
Zijbanden
(212 Hz)
2. Af geschermde kabels
• Doel van afgeschermde kabels:
– Zorgen dat storing van storende kabels niet
wordt “uitgezonden”
– Zorgen dat gevoelige (sensor) kabels geen
storingen uit de omgeving “oppikken”
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
Af geschermde kabels
• Voordelen:
• Werkt ook als stoorfrequentie en gewenst
signaal dezelfde frequentie hebben.
Nadelen:
• Afmonteren vaak lastig
– 1 of 2 kanten afmonteren?
– Hoe monteer ik het scherm?
• Kans op fouten
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
– Aardlussen
– Pig tails
Afschermen versus filteren
Alternatieven:
- Filteren (sinus filter)
- Toepassen hogere signaal niveaus
- Gebruik digitale i.p.v. analoge
signalen
- Toepassen kop versterkers
- Motoren met ingebouwde regelaar
Het voorkomen van
EMC problemen begint
bij het systeem design!
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
Montage regels
• Scherm aan beide zijden afmonteren
• Scherm 360° rondom afmonteren
• Gebruik nooit pig tails of draden!
• De afscherming mag nergens
onderbroken worden
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
Type EMC wartels
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
Conische bus
Brush contact
Ring veer
Veer lippen
Kabel klemmen
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
?
4. CE + CE = CE
• Er mag worden aangenomen dat twee producten
welke afzonderlijk aan de EMC-richtlijn voldoen,
ook aan de EMC-richtlijn voldoen als deze op elkaar
worden aangesloten.
• De installatie moet dan wel geschieden zoals
aangegeven in de gebruiksaanwijzingen van de
beide apparaten
En:
• Er mogen geen "EMC-fouten" gemaakt
kunnen worden door een EMC-technisch
onervaren installateur.
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
?
CE + CE = CE (EMC richtlijn)
• Er mag aangenomen worden dat de volgende
samengebouwde installaties/systemen CE
zijn:
– Audio installaties, opgebouwd uit diverse
merken op zichzelf staande CEgemarkeerde eenheden (b.v. een CDspeler, tuner, versterker, cassettedeck)
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
– Computers, opgebouwd uit CE gemarkeerde onderdelen (b.v. een computer
kast, moederboard, modemkaart)
CE + CE = CE (EMC richtlijn)
• In de praktijk blijkt het echter vaak moeilijk
of zelfs onmogelijk om de apparatuur op
elkaar aan te sluiten zoals aangegeven in de
gebruiksaanwijzingen en kunnen eenvoudig
"EMC-fouten" gemaakt worden.
• Dit komt met name door de vereiste
methode voor het afmonteren van
afgeschermde kabels en/of aarding (één
zijde afmonteren of twee zijden afmonteren
en het al dan niet aarden van de afscherming
en apparatuur).
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
CE + CE = CE (EMC richtlijn)
• In de volgende situaties mag dit niet worden
aangenomen, dus (CE + CE is geen CE):
– (Speciaal) Machines welke zijn
opgebouwd uit (CE-gemarkeerde)
motoren, frequentie inverters, PLC’s,
sensoren etc.
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
– Schakelkasten opgebouwd met diverse
(CE-gemarkeerde) elektronische
componenten.
CE + CE = CE (EMC richtlijn)
Motorkabel
Frequentie
inverter
M
Hall
sensor
Besturingskabel
PLC
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
CE + CE = CE (EMC richtlijn)
•
-
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
Valkuilen:
- Temperatuur sensoren in motor
- Werkschakelaar in motor kabel
- Encoders
- Plastic montage box op motor
- Geen goede afmontage van scherm bij
frequentie inverter
CE + CE = CE (LS richtlijn)
• Ook hier kunnen onvoorziene effecten
optreden:
– Systemen kunnen elkaar opwarmen
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
5. Demo opstellingen
1. Montage (net)filter
2. AM Detectie
3. Afmonteren afgeschermde kabel
4. Afschermen motorkabel frequentie inverter
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
Montage (net)filters
Scoop
Signal generator
Netfilter
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
AM detectie
Scoop
Signal generator
1N4148 / 1N4001
10k
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
10k
10nF
Afmonteren afgeschermde kabels
Signal generator
Spectrum analyser
Output
Input
Afgeschermde kabel
L = 10, 5, 1, 0 cm
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
Afschermen motorkabel
Spectrum analyser
Output
Frequentie
inverter
Input
HF stroom
-transformator
Motorkabel
Besturingskabel
PLC
(c) Copyright D.A.R.E!! Instruments 2012
Hall sensor kabel
M