Een frequentieregelaar zet de netspanning om naar een regelbare uitgangsspanning met behulp van snelle vermogenshalfgeleiders (IGBT’s of SiC-transistoren). Deze schakelen duizenden keren per seconde.
Hierdoor ontstaan:
- zeer steile spanningsflanken (hoge dV/dt)
- hoogfrequente stromen
- common-mode spanningen
- elektromagnetische emissie (EMI)
Deze hoogfrequente energie zoekt altijd de weg van de minste impedantie terug naar de frequentieregelaar. Wanneer hiervoor geen goede retourweg aanwezig is, verspreiden de storingen zich via kabels, metalen constructies en aardverbindingen door de gehele installatie.
Een EMC-motorkabel verschilt wezenlijk van een standaard voedingskabel.
Een kwalitatieve EMC-kabel beschikt over:
- een 360° (vertinde) koperen afscherming (vlechtwerk of combinatie folie/vlecht)
- een afscherming die minstens 85% van het kabeloppervlakte is
- lage overdrachtsimpedantie voor HF-signalen
- symmetrische opbouw
- geschikte isolatie voor PWM-uitgangsspanningen
- goede eigenschappen voor hoogfrequente signalen
De afscherming werkt als een kooi van Faraday. De hoogfrequente storingen blijven binnen de kabel en worden gecontroleerd afgevoerd. Hierdoor worden storingen op bijvoorbeeld PLC’s, sensoren, veldbussen en meetapparatuur aanzienlijk verminderd.
Wanneer slechts één zijde wordt aangesloten:
- ontstaat geen gesloten HF-retourpad;
- neemt de afschermende werking sterk af;
- zoekt de storing alternatieve routes;
- stijgt de uitgestraalde EMC-emissie;
- neemt de kans op storingen toe.
De afscherming moet daarom over 360° contact maken met:
- de EMC-klem van de frequentieregelaar (plaats zelf een EMC-beugel onder de aansluitklemmen als de frequentieregelaar geen EMC-klem heeft);
- de metalen motorklemmenkast of motorbehuizing (bij voorkeur met een EMC-wartel).
EMC-wartel →
EMC-wartel
Een onjuist aangesloten motorkabel kan leiden tot uiteenlopende problemen, zoals:
- storingen op PLC- en I/O-systemen;
- uitval van Ethernet-, Profinet- of EtherCAT-communicatie;
- storingen in encoders en meetapparatuur;
- ongewenste uitschakeling van aardlekschakelaars;
- verhoogde lagerstromen;
- versnelde lagerslijtage;
- hogere elektromagnetische emissie;
- problemen bij EMC-keuringen;
- onverklaarbare storingen die moeilijk reproduceerbaar zijn;
- Storingen op RFID-systemen (zoals koe-identificatiesystemen).
Vaak worden deze verschijnselen niet direct gekoppeld aan de motorkabel, waardoor het oplossen van de storing onnodig veel tijd kost.
Storing op koe-identificatiesysteem →
Storing op koeidentificatiesysteem
Een EMC-beugel is niet bedoeld als mechanische kabelbevestiging, maar zorgt ervoor dat de afscherming rondom volledig contact maakt met de metalen montageplaat.
Belangrijke aandachtspunten:
- verwijder de buitenmantel alleen over de noodzakelijke lengte;
- laat de afscherming intact;
- klem de afscherming direct onder de EMC-beugel;
- voorkom lange ongeaarde stukken kabel;
- houd de motorkabel zo kort mogelijk;
- scheid motorbekabeling van signaal- en datakabels.
Zo moet het dus niet! →
Zo moet het dus niet!
Voor vrijwel iedere frequentieregelaar geldt dat de fabrikant het gebruik van een afgeschermde motorkabel voorschrijft om te voldoen aan de EMC-richtlijn, behalve bij sinus-frequentieregelaars.
De Sinus-frequentieregelaars van NFO Drives vormen een innovatieve oplossing voor het aansturen van asynchrone elektromotoren. In tegenstelling tot traditionele frequentieregelaars, die werken met pulsbreedtemodulatie (PWM), genereert een NFO Sinus-regelaar een echte sinusvormige uitgangsspanning. Hierdoor wordt elektromagnetische interferentie (EMI) geminimaliseerd en de levensduur van motoren en kabels aanzienlijk verlengd.
Sinus-frequentieregelaars hebben geen EMC-kabel nodig.
