Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Motor schirmen - Galvanische Trennung


von Bert S. (kautschuck)


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Hi,

Ich betreibe einen Motor an einem 48VDC Netz mit galvanischer Trennung 
gegen das Netz und Erde. Nun produziert der Motor bei hohen Strömen eine 
nicht zu vernachlässigende Abstrahlung und ich möchte gerne das Kabel 
schirmen. Nun stellt sich mir die Frage, wo soll ich den Schirm 
anschließen, Erde oder GND?

Im Endeffekt muss ja die Störung aufgrund der Energieerhaltung über Erde 
abgeleitet werden, daher tendiere ich zum Anschließen des Schirms an 
Erde, aber GND ist nun mal das Bezugspotential für die Motorphasen, von 
daher wäre eine GND Schirmung evtl. auch möglich?

Wie würdet ihr schirmen?

von Falk B. (falk)


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Der Störstrom muss ebenso wie der Lachs zu seiner Quelle zurück, und das 
möglichst niederimpedant. Was ist die Quelle des Störstroms?

von Bert S. (Gast)


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Ich würde sagen, die Ströme koppeln induktiv in andere Kabel ein und 
führen somit zu einer Störung mit Bezugspunkt GND. Dann würde also ein 
Anschliessen an den GND Sternpunkt am meisten Sinn machen.

von Hans_Dampf (Gast)


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Bert S. schrieb:
> Im Endeffekt muss ja die Störung aufgrund der Energieerhaltung über Erde
> abgeleitet werden

Erde ist kein HF-Mülleimer!

Störströme müssen möglichst niederimpedant (kurze Leitungswege, kleine 
Leiterschleifen) zur Quelle zurück!

Über welche Art Abstrahlung sprechen wir? Kann es ggf. sein, dass das 
Bürstenfeuer die Ursache für dein Problem ist?

von Bert S. (Gast)


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Es hadelt sich um einen PMSM, von daher gibt es kein Bürstenfeuer.

Das Motorgehäuse ist auf Erde.

Die Störung macht sich soweit bemerkbar, dass ab einem gewissen Strom 
die Encoder CRC Fehler ansteigen, nicht dramatisch aber eher unschön. 
Das Encoderkabel ist geschirmt mit GND Anschluss, das Motorkabel halt 
nicht.

Von mir aus gesehen müssten das induktive Einkopplungen sein.

von Firlefanz (Gast)


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Es gibt bereits schirmummantelte Kabel. Bis 120 mm² auf jeden fall. 
Diese werden auf 'ERDE' angeschlossen. Sowie das Gehäuse es sowieso ist.

von Firlefanz (Gast)


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von Bert S. (Gast)


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Ok, aber normalerweise ist ja der Motor sowiso mit der gleichgerichteten 
Zwischenkreisspannung gespiesen und hat keine galvanische Trennung, da 
macht dies absolut sinn. Bei 48VDC galvanisch getrennt sehe ich nicht 
wirklich, wie da das Bezugspotential ist.

Wenn ich nun den Kabelschirm auf Erde lege, wie würdet ihr den 
anschliessen? Direkt am Motor (niederimpedant), nur auf dem 
Motorcontroller oder beides?

von Wühlhase (Gast)


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Du solltest dir mal über die Bedeutung der Begrifflichkeiten, die du 
verwendest, klar werden. Keine Ahnung wo du den Quatsch hernimmst.

Erstmal sind induktive (und auch kapazitive) Einkopplungen keine 
Abstrahlung, Abstrahlung ist was anderes.


Bert S. schrieb:
> Bei 48VDC galvanisch getrennt sehe ich nicht
> wirklich, wie da das Bezugspotential ist.

Ja herzlichen Glückwunsch, was erwartest du von einer galvanischen 
Trennung anderes? Genau das ist ihr Zweck.

Wie Fald und andere schon schrieben: Störströme müssen auf dem kürzesten 
Weg, den du realisieren kannst, niederimpedant zur Quelle zurück.
Ich würde eher mal schauen, ob ich den Frequenzumrichter, der deinen 
Motor antreibt, noch etwas entstört bekomme. Möglicherweise hat man es 
sich da etwas zu einfach gemacht.

Dein Problem wirst du jedoch wahrscheinlich nicht beheben, indem du 
wahllos irgendwo Metall drumpappst.

von Firlefanz (Gast)


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Das dürfte Jacke wie Hose sein. Bei uns in der Fa. wird der Schirm mit 
Schirmklemme auf der Steller-Seite auf PE gelegt. Am anderen Ende ist 
Schrumpfschlauch, um ein sauberes Ende des Schirms zu haben. Ob der hier 
an der Motorseite auch nochmal aufs Gehäuse, oder gar in den 
Anschlusskasten hineinragt, weiß ich nicht. Der Schirm ist für EMV da.

von Wühlhase (Gast)


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Ach ja...das sollte natürlich Falk heißen.

von Helge (Gast)


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Firlefanz schrieb:
> Schirm mit Schirmklemme auf der Steller-Seite auf PE

So ist es richtig.

Im übrigen halte ich eine Kleinspannung ohne jeglichen Erdbezug für 
keine besonders gute Idee. Warum ist das so?

von Bert S. (kautschuck)


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Helge schrieb:
> Im übrigen halte ich eine Kleinspannung ohne jeglichen Erdbezug für
> keine besonders gute Idee. Warum ist das so?

Der Servo-Controller hat die Möglichkeit mit der Erde am Gehäuse 
verbunden zu werden, dies ist aber optional. Ich probiere das bei 
Gelegenheit mal aus um zu sehen, ob die Störungen so besser unterdrückt 
werden.

Anbei ist noch ein Diagramm vom Aufbau.

von Henrik (Gast)


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Wir hatten vom freundlichen Chinesen einen Inkrementalgeber bestellt. 
Neugierig mal aufgemacht und festgestellt, das da kein optischer Geber 
verbaut war, sondern ein Stück Achse mit Lager und einem Magneten sowie 
ein IC (GMR), das die Pulse generierte.
So ein Sensor ist natürlich deutlich empfänglicher für Strom in der 
Nähe.

von Henrik V. (henrik_v)


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Zu Deinem Diagramm:
Von den Motorwicklungen zum Gehäuse besteht eine kapazitive Kopplung 
C_wg.
Controller erzeugt dU/dt ->  Strom im C_wg -> Der Strom will fließen, 
und nimmt den einfachsten Weg... nette Stromschleife über den PE.

Was ich probieren würde: Controller an PE über Netzteil und Zuleitung 
Controller-Motor mit dickem Schirm und/oder dezidierte PE Leitung, die 
am Motor und Controller verbunden sind.
Als nächstes würde ich am Controller Eingang so 100nF bis 470nF zu einem 
der beiden DC Versorgungen zur Enstörung testen. Das könnte den 
Stromspitzen den Weg zurück in den Controller erleichtern.

von Bert S. (kautschuck)


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Henrik schrieb:
> Wir hatten vom freundlichen Chinesen einen Inkrementalgeber bestellt.
> Neugierig mal aufgemacht und festgestellt, das da kein optischer Geber
> verbaut war, sondern ein Stück Achse mit Lager und einem Magneten sowie
> ein IC (GMR), das die Pulse generierte.
> So ein Sensor ist natürlich deutlich empfänglicher für Strom in der
> Nähe.

So einer ist auch verbaut, das könnte in der Tat noch ein Problem sein.

Henrik V. schrieb:
> Was ich probieren würde: Controller an PE über Netzteil und Zuleitung
> Controller-Motor mit dickem Schirm und/oder dezidierte PE Leitung, die
> am Motor und Controller verbunden sind.

Wie meinst du das mit Controller an PE über Netzteil? Das 
Netzteilgehäuse ist an PE aber GND und PE sind getrennt. Also PE und GND 
am Netzteil verbinden?

von Henrik V. (henrik_v)


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Bert S. schrieb:
> Wie meinst du das mit Controller an PE über Netzteil? Das
> Netzteilgehäuse ist an PE aber GND und PE sind getrennt. Also PE und GND
> am Netzteil verbinden?

Netzteil PE und Controller PE verbinden.
Hat das Netzteil + und - und GND? Oder zwei Ausgänge Pos/+ und 
Neg/-/GND?

: Bearbeitet durch User
von Peter D. (peda)


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Bert S. schrieb:
> Nun stellt sich mir die Frage, wo soll ich den Schirm
> anschließen, Erde oder GND?

Wir haben Motoren von Berger Lahr im Einsatz, die benutzen doppelt 
geschirmte Motorkabel. Der innere Schirm geht auf die Treiberstufe, der 
äußere geht auf PE.

von Bert S. (kautschuck)


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Henrik V. schrieb:
> Netzteil PE und Controller PE verbinden.
> Hat das Netzteil + und - und GND? Oder zwei Ausgänge Pos/+ und
> Neg/-/GND?

Netzteil (Hat PE, GND und +48VDC) PE ist bereits auf dem Gehäuse Schirm, 
Controller Schirm ist auf GND und so würde ich gleich GND und PE 
verbinden.

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