Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik EN55014-1 Störleistung vs. Störaussendung


von Marius (marius_s623)


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Hallo,

ich habe ein Gerät welches sich aus zwei Unterkomponenten zusammensetzt. 
Mit diesem war ich im EMV Labor und bin bei der Messung der gestrahlten 
Störaussendung nach EN 61000-6-3 gescheitert.

Das Gerät setzt sich wie folgt zusammen:
- Komponente 1: Steuerung / besteht wenn alleine betrieben die Messung 
der gestrahlten Störaussendung nach EN 61000-6-3
- Komponente 2: Motor mit FU / besteht nicht wenn alleine betrieben die 
Messung der gestrahlten Störaussendung / hat im alleinigen Betrieb 
allerdings die Messung der Störleistung nach EN 55014-1 bestanden

In der Norm EN 55014-1 sind zwei Messverfahren gelistet, es kann für die 
Störaussendung die gestrahlte Störaussendung oder (unter ein paar 
Voraussetzungen die hier erfüllt sind) die Störleistung gemessen werden. 
Die Norm kann ebenfalls wie die EN 61000-6-3 auf mein Gerät angewandt 
werden (Haushaltsgerät).

Jetzt stellt sich mir die Frage, ob eine Messung bezüglich der 
Störleistung nach EN 55014-1 für mein Gerät Sinn macht oder ob ich hier 
ebenfalls wie bei der gestrahlten Störaussendung durchfalle? Können die 
beiden Messverfahren aus der EN 55014-1 miteinander verglichen oder 
gegenüber gestellt werden?

Danke für konstruktive Beiträge!

: Verschoben durch Moderator
von Lu (oszi45)


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Marius schrieb:
> - Komponente 2: Motor mit FU / besteht nicht wenn alleine betrieben die
> Messung der gestrahlten Störaussendung / hat im alleinigen Betrieb
> allerdings die Messung der Störleistung nach EN 55014-1 bestanden

Solange jeder Draht auch eine Antenne ist, wird nicht nur die Leistung 
entscheiden sondern auch die Undichtheit der Abschirmung.

von Marius (marius_s623)


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Lu schrieb:
> Marius schrieb:
>> - Komponente 2: Motor mit FU / besteht nicht wenn alleine betrieben die
>> Messung der gestrahlten Störaussendung / hat im alleinigen Betrieb
>> allerdings die Messung der Störleistung nach EN 55014-1 bestanden
>
> Solange jeder Draht auch eine Antenne ist, wird nicht nur die Leistung
> entscheiden sondern auch die Undichtheit der Abschirmung.

Die Frage ist allerdings, warum Komponente 2 nach der Norm EN 55014-1 
und Messverfahren der Störleistung die Prüfung besteht aber nicht 
besteht wenn nach dem Messverfahren der gestrahlten Störaussendung 
vorgegangen wird.

: Bearbeitet durch User
von Roland D. (roland_d284)


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Moin,

Marius schrieb:

> Danke für konstruktive Beiträge!

Ich mach's ja sehr ungern, aber ChatGPT: (stark gekürzt)

====================

ich: "Welcher Unterschied besteht zwischen Störaussendung und 
Störleistung im Bezug auf Elektromagnetische Verträgliuchkeit ?"

ChatGPT
....

Zusammenfassung der Unterschiede

Störaussendung:

Bezieht sich auf die Emission von elektromagnetischen Wellen in die 
Umgebung.

Störleistung:

Bezieht sich auf die Menge der elektromagnetischen Energie, die über die 
Anschlüsse eines Geräts abgegeben wird.

Ich: "Welchen Frequenzen betreffen diese beiden Sachen? Ich nehme an, 
dass Störaussendung eher bzw nur hohe Frequenzen betrifft, Störleistung 
(also Kabelgebundene Störungen) eher nur niedrigere Frequenzen? "

ChatGPT
...

Zusammenfassung

Störaussendung:

Typischerweise höhere Frequenzen von etwa 30 kHz bis mehrere GHz.

Störleistung:

Typischerweise niedrigere Frequenzen von wenigen Hz bis mehrere MHz.
Relevant für leitungsgebundene Störungen, Netzstörungen und 
EMV-Kompatibilität über Kabel.

==============

Kurz: Das eine sind Störungen, welche über das Kabel ins Stromnetz 
gehen. Niedrige Frequenzen also. Das andere ist sozusagen Funk, also 
hohe Frequenzen. Die Grenze liegt IMO bei 30MHz. Es sind also zwei Paar 
Schuhe.

Ich denke, dein Gerät muss beide Prüfungen bestehen.

Gruß, Roland

von Purzel H. (hacky)


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Allenfalls waeren die Messdaten, dh vom Spektrumanalyzer mit den Balken 
interessant gewesen.
Wir wissen nicht mal um welchen Frequenzbereich es hier geht

von Marius (marius_s623)


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Es geht um die Störaussendung eines Prüflings im Frequenzbereich von 30 
MHz bis 1.000 MHz.

Da mein Gerät nur Taktfrequenzen (außer durch PLL erzeugte 
Taktfrequenzen innerhalb eines Mikrocontrollers) < 30 MHz enthält, kann 
das Messverfahren a) der Störleistung aus EN 55014-1 zur Beurteilung der 
Störaussendung herangezogen werden. Die Messung der Störleistung 
geschieht dann im Frequenzbereich von 30 MHz bis 300 MHz. Werden in 
diesem Frequenzbereich die geforderten Grenzwerte der Norm eingehalten, 
so erfolgt keine Messung im Frequenzbereich von 300 MHz bis 1.000 MHz.

Das Messverfahren b) der gestrahlten Störaussendung zur Beurteilung der 
Störaussendung muss angewandt werden, wenn Taktfrequenzen > 30 MHz 
vorliegen. Die Messung der gestrahlten Störaussendung geschieht dann im 
Frequenzbereich von 30 MHz bis 1.000 MHz.

Mich wundert es halt, dass meine Komponente 2 bei der gestrahlten 
Störaussendung bei etwas 60 MHz weit oberhalb des geforderten 
Grenzwertes lag. Allerdings die gleiche Komponente 2 bei dem 
Messverfahren der Störleistung alle Grenzwerte einhält. Da die Norm 
schon zwei Messverfahren bietet, müssen diese doch gegenüber zu stellen 
sein, dies scheint mir allerdings nicht so. Da wie bereits genannt die 
Komponente zum einen das Messverfahren a) besteht, aber nach 
Messverfahren b) durchfällt.

von Res (resmon)


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Die Frage wäre besser im HF-Forum aufgehoben.

Nach meinem Verständnis muss sowohl die Fachgrundnorm (IEC 61000-6) als 
auch die Produktnorm (EN IEC 55014) eingehalten werden.
https://www.demvt.de/publish/viewfull.cfm?objectid=a3ef7f0f%5Fb95c%5F4e24%5F929e3b7b3eee0093

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Marius schrieb:
> Mich wundert es halt, dass meine Komponente 2 bei der gestrahlten
> Störaussendung bei etwas 60 MHz weit oberhalb des geforderten
> Grenzwertes lag. Allerdings die gleiche Komponente 2 bei dem
> Messverfahren der Störleistung alle Grenzwerte einhält. Da die Norm
> schon zwei Messverfahren bietet, müssen diese doch gegenüber zu stellen
> sein, dies scheint mir allerdings nicht so. Da wie bereits genannt die
> Komponente zum einen das Messverfahren a) besteht, aber nach
> Messverfahren b) durchfällt.

Das kann durchaus sein... Wenn ich mich richtig erinnere, wird/wurde das 
Problem schonmal diskutiert in der CISPR.

Die generic standards (61000-6 Serie) soll nicht auf auf Produkte 
angewandt werden, falls es ein zutreffenderes gibt (steht so im scope).

Schonmal die 61800-3 angesehen? Dort sind eigentlich die FUs drinnen... 
Für dein Endprodukt kann das natürlich anders sein.

73

von P. S. (namnyef)


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Eigentlich hat eine Produktnorm Vorrang gegenüber einer Fachgrundnorm. 
Wenn es also für ein Produkt eine Produktnorm gibt, muss i. d. R. nicht 
nach Fachgrundnorm gemessen werden. Die Fachgrundnormen gibt es ja nur 
für den Fall, dass es für ein Produkt keine Produktnorm gibt.

Was die einzelnen Komponenten machen ist i. d. R. auch nicht relevant 
(außer wenn z. B. eine Komponente vom Endanwender verbaut werden 
kann/soll). Relevant ist das Produkt als Ganzes. Und wenn ein Produkt 
ein Haushaltsgerät ist, dann ist die 55014-1 anzuwenden und nicht die 
Fachgrundnorm. Da dein Produkt ein "drehzahlveränderbares elektrisches 
Antriebssystem" zu sein scheint, würde ich aber als allerestes an die 
61800-3 denken.

Für die Konformität mit der EMV-Richtlinie ist zudem eine 
EMV-Risikoanalyse nötig. Bei der Risikoanalyse könnte beispielsweise 
herauskommen, dass man von den Vorgaben der anzuwendenen Norm abweichen 
muss (z. B. strengere Grenzwerte).

Marius schrieb:
> Jetzt stellt sich mir die Frage, ob eine Messung bezüglich der
> Störleistung nach EN 55014-1 für mein Gerät Sinn macht oder ob ich hier
> ebenfalls wie bei der gestrahlten Störaussendung durchfalle?
Naja, das erwartete Ergebnis ist ja nun kein Kriterium für die Auswahl 
der durchzuführenden Messungen. Das ist nicht gerade im Sinne des 
Erfinders ;)

Ich weiß jetzt nicht nach welcher Grundnorm die "Störleistungsmessung" 
aus der 55014-1 zu erfolgen hat. Aber vermutlich ist das eine 
leitungsgebundene Messung. Ursache für die Probleme bei der gestrahlten 
Störungaussendung sind mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit 
Gleichtaktströme auf dem Kabel, die bei einer leitungsgebundenen Messung 
vielleicht gar nicht zu Tage treten, weil das eben ein anderes Verfahren 
ist.

Aber wenn man schon weiß, dass man bei 60 MHz (gestrahlt) ein Problem 
hat, ist es halt Murks zu versuchen den Test wegzuargumentieren. Bei EMV 
bewegt man sich bis zu einem gewissen Grad zwar oft in solchen 
Graubereichen.

Aber wenn man sich ausgerechnet bei einer Motorsteuerung den Test der 
gestrahlten Störaussendung schenken will, kommt das beim Staatsanwalt 
und/oder beim vom Gericht bestellten Sachverständigen nicht so gut an, 
wenn der Worst-Case eintritt und dein Gerät durch EMV-Störungen einen 
Schaden verursacht hat ;)

: Bearbeitet durch User
von Roland D. (roland_d284)


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Moin,

Marius schrieb:

> Mich wundert es halt, dass meine Komponente 2 bei der gestrahlten
> Störaussendung

Also mit einer Antenne gemessen

> bei etwas 60 MHz weit oberhalb des geforderten
> Grenzwertes lag. Allerdings die gleiche Komponente 2 bei dem
> Messverfahren der Störleistung

Also irgendwie am Kabel gemessen

> alle Grenzwerte einhält. Da die Norm
> schon zwei Messverfahren bietet, müssen diese doch gegenüber zu stellen
> sein, dies scheint mir allerdings nicht so. Da wie bereits genannt die
> Komponente zum einen das Messverfahren a) besteht, aber nach
> Messverfahren b) durchfällt.

Ich würde sagen, dass man durchaus einen guten UKW-Piratensender bauen 
kann, der heftig sendet, aber einen so guten Netzfilter hat, dass von 
dem Signal nichts in die Netzleitung kommt.

Ich würde ja vermuten, dass das Gerät nach beiden Prüfverfahren für gut 
getestet werden muss.

Gruß, Roland

von Marius (marius_s623)


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Roland D. schrieb:
>> alle Grenzwerte einhält. Da die Norm
>> schon zwei Messverfahren bietet, müssen diese doch gegenüber zu stellen
>> sein, dies scheint mir allerdings nicht so. Da wie bereits genannt die
>> Komponente zum einen das Messverfahren a) besteht, aber nach
>> Messverfahren b) durchfällt.
>
> Ich würde sagen, dass man durchaus einen guten UKW-Piratensender bauen
> kann, der heftig sendet, aber einen so guten Netzfilter hat, dass von
> dem Signal nichts in die Netzleitung kommt.
>
> Ich würde ja vermuten, dass das Gerät nach beiden Prüfverfahren für gut
> getestet werden muss.

Durch den Netzfilter kann ich mir das ganze erklären. Die Norm schreibt 
allerdings exakt vor, dass nur die leitungsgebundene Störleistung 
gemessen werden muss. Natürlich unter Voraussetzung, dass Taktfrequenzen 
< 30 MHz und die vorgeschriebenen Grenzwerte eingehalten werden, 
anderenfalls muss mit einer Antenne gemessen werden.

: Bearbeitet durch User
von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Also ich hab den Text heute überflogen. So wie sich das liest, darfst du 
eigentlich nur einen Netzanschluss haben, wenn du die Störleistung 
bewertest. Natürlich mit Ausnahmen...

Da ist das dann in der Tat unwahrscheinlich, dass du gestrahlt 
durchfällst... Hast du schonmal mit einer hf-stromzange den CM Strom 
gemessen?

Wie viel warst du dann gestrahlt drüber?

Im übrigen... Ich würde von der Störleistungsmessung Abstand nehmen. Das 
ist eher als historisches Verfahren zu sehen... Damals war eine saubere 
Messung in einer Halle wesentlich schwieriger zu organisieren wie Heute.

73

von Marius (marius_s623)


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Hans W. schrieb:
> Also ich hab den Text heute überflogen. So wie sich das liest, darfst du
> eigentlich nur einen Netzanschluss haben, wenn du die Störleistung
> bewertest. Natürlich mit Ausnahmen...
>
> Da ist das dann in der Tat unwahrscheinlich, dass du gestrahlt
> durchfällst... Hast du schonmal mit einer hf-stromzange den CM Strom
> gemessen?
>
> Wie viel warst du dann gestrahlt drüber?

Gestrahlt lag ich bei 43 dB(µV/m), also oberhalb der Grenzwerte für 
Wohngebäude (EN 61000-6-3) und sogar oberhalb der Grenzwerte für 
Industrie (EN 61000-6-4). Mit 2 Klappferriten an der Versorgungsleitung 
(Leitung zwischen Motor und meiner Steuerung) von Komponente 2 und nahe 
des Motors angebracht, lag der Messwert unterhalb des Grenzwertes für 
Industrie (> 30 dB(µV/m) und < 40 dB(µV/m)).

Jetzt wäre noch eine Möglichkeit die Leitung zwischen Motor und 
Steuerung geschirmt auszulegen. Wäre hier eine einseitige oder 
beidseitige Schirmung besser? Ist die Schirmung effektiver wie 2 
Klappferrite, um unterhalb 30 dB(µV/m) zu kommen?

von Zero V. (Firma: Freelancer) (gnd)


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Marius schrieb:
> mein Gerät nur Taktfrequenzen (außer durch PLL erzeugte
> Taktfrequenzen innerhalb eines Mikrocontrollers) < 30 MHz enthält

Marius schrieb:
> Natürlich unter Voraussetzung, dass Taktfrequenzen
> < 30 MHz

Dann erfüllst du doch nicht die Voraussetzungen für < 30MHz, oder?
Deine internen z.B. 100MHz können doch abgestrahlt werden.

: Bearbeitet durch User
von Marius (marius_s623)


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Zero V. schrieb:
> Marius schrieb:
>> mein Gerät nur Taktfrequenzen (außer durch PLL erzeugte
>> Taktfrequenzen innerhalb eines Mikrocontrollers) < 30 MHz enthält
>
> Marius schrieb:
>> Natürlich unter Voraussetzung, dass Taktfrequenzen
>> < 30 MHz
>
> Dann erfüllst du doch nicht die Voraussetzungen für < 30MHz, oder?
> Deine internen z.B. 100MHz können doch abgestrahlt werden.

In der Steuerung ist ein Quarz mit 12 MHz, daraus wird im 
Mikrocontroller durch PLL 100 MHz  erzeugt. In der Norm EN 55014-1 steht 
unter Bedeutung der Taktfrequenz, dass alle Signale außer solche durch 
PLL erzeugten Signale als Taktfrequenzen gelten.

: Bearbeitet durch User
von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Marius schrieb:
> Jetzt wäre noch eine Möglichkeit die Leitung zwischen Motor und
> Steuerung geschirmt auszulegen.

Wenn du mehrere Kabel hast, bin ich mir gar nicht sicher ob du überhaupt 
die Leistungsmessung heranziehen kannst. Wie gesagt, ich bin das nur 
überflogen und im Hauptteil steht eigentlich, dass man das nur darf, 
wenn du nur einen Netzanschluss hast und keine weiteren Kabel... In den 
Anhängen gab's davon aber anscheinend Ausnahmen.

Wenn die Kabel innerhalb deines Gerätes sind, ist das dann natürlich 
wieder anders...

Ansonsten geb ich zero v Recht. PLL mit CLK über 30MHz wäre für mich ein 
Problem... Wobei ich mir nicht sicher bin, ob die CISPR14 on-chip 
Signale noch ausschließt. Du darfst aber davon ausgehen, dass sich das 
harmonisieren wird und über kurz oder lang jeglicher Takt berücksichtigt 
werden wird.

Den Schirm wirst du mit aller Wahrscheinlichkeit mit dem Motorgehäuse 
verbinden müssen, damit das besser wird. FUs haben oft keinerlei 
Filter... Ich würde Mal die Herstellerdoku durchsehen. Zumindest wenn 
die 61800-3 berücksichtigt wurde, müssen die dir eigentlich sagen wie du 
beispielhaft die Grenzwerte einhältst. Oft musst du dann aber noch AC 
und Motor Filter dazu kaufen.

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