Log in

to access your courses, safety cards and other features.

Log in

to access your courses, safety cards and other features.

Frekvensomformer og motor

Frekvensomformer og motor

Johannes Egeland
Johannes Egeland

Har kontaktet et stort antall "eksperter" på frekvensomformer og kabling, samt et godt utvalg av andre utstyrsleverandører. Ingen har komme med et godt svar. Måten vi EMC skjermer kabler og motorer ved frekvensomformer drift gir ingen mening for meg:
Vi kobler til jord, og jorder skjermen på kabelen ved frekvensomformeren. så kommer vi til motoren, jorder den, og terminerer skjermen i en EMC nippel, som i praksis jorder skjermen! Dette forstår jeg ikke, vi burde etter min logikk klippet av skjermen der, og brukt vanlig plast nippel.
Grunnen til dette er at det kan, og vil genereres støy på jord også. Når jord er tilkoblet skjermen, vil hele skjermen fungere som en antenne. Det å ha en kabel med avskilt skjerm og jording gir ingen mening, så lenge det termineres slik.
Vi bruker i dag EMC nippler, å gjør som maskinleverandøren sier vi skal gjøre. Men det føles feil.

Re: Frekvensomformer og motor

Fred-Olav
Fred-Olav

Om du ser på skjermen som en del av et faraday's bur, bestående av frekvensomformerkapsling,   kabelskjerm og motor, så gir det mer mening.

Dette buret skal stenge inne støy fra utstyret.

Re: Frekvensomformer og motor

Re: Frekvensomformer og motor
Rune Øverland
Forumleder

Hei,

I utgangspunktet er det viktigste å følge montasjeanvisningene fra maskinleverandøren. Dette er beste strategi slik at man senere kan påstå at systemet (frekvensomformer, kabel og motor) er i samsvar med EMC-direktivt. Hvis man endrer montasjen, i strid med maskinleverandørens anvisninger, kan det være et scenario at man kan komme i konflikt med tilsynsmyndighetene (DSB/Petroleumstilsynet/Sjøfartsdirektoratet).

Det er absolutt en fin egenskap å stille spørsmål/utfordre informasjon som står i leverandørenes montasjeanvisninger.

Hvilken termineringsstrategi vi skal ha for skjermen i kabelen (her underforstått kabelens armering/ytre flettede skjold), avhenger av kvaliteten på jordingssystemet.

  • Under forutsetning at jordingspotensialet ved frekvensomformer er lik jordingspotensialet ved motor, vil beste strategi å jorde kabelarmeringen i begge ender.
  • Under forutsetning at jordingspotensialet ved frekvensomformer er ulik jordingspotensialet ved moto, vil beste strategi å jorde kabelarmeringen i en ende. Dette for å unngå sirkulerende strømmer i kabelarmeringen grunnet ulike jordpotensialer.

Johannes skriver ikke hvorledes motoren (jeg antar 3-fase motor) tilføres elektrisk kraft.

  • Dersom det brukes én kabel med tre ledere (U/V/W) og frekvensomformeren bruker PWM (spenningspulser) vil det alltid påstå et spenningsfelt fasene U/V/W og armeringen som er jordet (spiller ingen rolle om armeringen er jordet i den ene enden, eller i begge ender). Dette elektriske feltet setter opp en "Common Mode"-strøm i skjermen som søker seg med til et jordpotensial. Hvis så, er det lurt å ha to jordingspunkter på armeringen; En inne ved frekvensomformeren, og en ute ved motoren.
  • Det det brukes tre separate kabler; en for U, en for V og en kabel for W, vil beste strategi å jorde kabelarmeringene ute ved motoren, og la den "flyte" frekvensomformeren.

En metallstruktur (for eksempel kabelarmeringen) som er tilkoblet jord i den ene en del og "flyter" i det andre, har potensial til å fungere som en antenne. Det er derfor en risiko at "Common Mode"-strømmen vil føre til at kabel-armeringen vil fungere som en sterk sende-antenne, og sende ut sterke elektromagnetiske felt til omgivelsene.

Johannes skriver helle rikke noe om motoren står i et eksplosjonsfarlig område eller ikke. Dette kan påvirke termineringsstrategien av kabelarmeringen.

Re: Frekvensomformer og motor

Fred-Olav
Fred-Olav

Jeg lurer litt på dette punktet.

  • Det det brukes tre separate kabler; en for U, en for V og en kabel for W, vil beste strategi å jorde kabelarmeringene ute ved motoren, og la den "flyte" frekvensomformeren.

Er dette en metode som brukes? Det må bli store kapasitive strømmer i hver skjerm når en ikke får noe felt utligning under hver skjerm.

Jeg trodde det var krav om å bruke parallellsymetrisk kabling ved større effekter. 

Re: Frekvensomformer og motor

Johannes Egeland
Johannes Egeland

Hei! Takk for flott svar! Det er snakk om små-motorer fra 0,25Kw-18Kw på land. Og det er tre-fasemotorer ja. Jeg har oftest brukt kabel med tre jordledere og skjerm, som denne: http://scankab.no/produkter//indu...ree-roz1-k-(as)-vfd-emc-06-1-(12)-kv

Jeg er ikke offshore, eller på båt. Men på normale installasjoner på land, som fabrikker, landbruk og oppdrettsanlegg. Det er ingen EX motorer eller lignende. Termineringen i frekvensomformeren, blir utført med medfølgende bøyle, til å terminere skjerm, eller EMC nippel i enkelte tilfeller. Motoren termineres med denne typen nippel oftest: http://www.eliselektro.no/vis_pdf...omforinger/niplermessing/1249260.pdf

Jeg ser det du skriver her, og det er nok absolutt riktig, men grunnen til at jeg lurer på om skjermen kun burde være terminert i en ende er dette:

Om en terminerer jord og skjerm ved frekvensomformeren, og isolerer skjerm ved motoren, vil alle jordfeilstrømmer og støy returnere i jordleder gå tilbake "inne i kabelen". Der en har en god skjerm som er jorda utfor alle ledere, og vil ta tilbake utstrålt støy fra faser og jordleder tilbake til frekvensomformer. Som igjen er tilkoblet hovedjordskinne.

Når en terminerer jord i begge ender, tenker jeg at like mye av jordfeilstrømmen og støy på jordleder vil returnere i skjermen, og skjermen vil da kunne stråle som en antenne.

Er det egentlig nødvendig med separert jording og skjerm, så lenge de termineres i begge ender. da kunne en vel likegodt brukt kabel med kun skjerm, og brukt den som jord?

Re: Frekvensomformer og motor

Re: Frekvensomformer og motor
Rune Øverland
Forumleder

Hei Fred-Olav,

Énlederkabel for motorer brukes typisk for høyspenningsmotorer hvor det føres (svært) høye motorstrømmer. Er en slik motor plassert i Ex-område, skal kabelarmeringen termineres ute ved motor, og "flyte" inne i sikkert område. 

Høyspenningsmotor Kabelarmering

Re: Frekvensomformer og motor

Re: Frekvensomformer og motor
Rune Øverland
Forumleder

Hei Johannes Egeland,

Tusen takk for at du deler informasjon (og linker til kabel og EMC-nippel). For meg nevner du en viktig detalj; at motorinstallasjonen du typisk holder på med gjelder på land (ikke offshore og ikke skip). På landanlegg kan kvaliteten på jordingsanlegget variere mer enn hva tilfellet kan være for offshore eller skip (for her er det mye godt stål å jorde i!)

I tillegg beskriver du størrelser på motoren; noe jeg vil omtale som relativt små motorstørrelser. Det høres derfor helt riktig å bruke den motorkabel som du linker til.

EMC Motorkabel

Denne kabelen, har én felles EMC-skjerm for de tre motorfasene samt en utvendig flettet armering. 

Eneste utfordring med denne kabelen er at det til enhver tid inne i kabelen er et elektrisk felt mellom lederne (U/V/W) og EMC-skjerm. Dette elektriske feltet kalles for 'Common Mode'-spenning. 

Common Mode

Denne energien (det elektriske feltet/Common Mode-spenning) vil søke seg til et jordpotensial. 

Så, under forutsetning at både frekvensomformer og motor jordes; ville jeg i et landanlegg terminere EMC-skjerm i begge ender?

  • Nei. Hvorfor; Er det fare for at jordingspotensialene ikke er like ved motor og frekvensomformer, vil det gå jordstrømmer i installasjonen. Disse jordingsstrømmene kan være så sterke at de overgår fordelene ved å terminere EMC-skjerm i begge ender for å "drenere" Common Mode-energien til nærmeste jordingspunkt.

Re: Frekvensomformer og motor

Johannes Egeland
Johannes Egeland

Fantastisk! Takk for godt svar!

Re: Frekvensomformer og motor

Mathias
Mathias
Sitat
Fred-Olav skrev:

Om du ser på skjermen som en del av et faraday's bur, bestående av frekvensomformerkapsling,   kabelskjerm og motor, så gir det mer mening.

Dette buret skal stenge inne støy fra utstyret.

a)      Hvorfor bruker man vanligvis skjermet kabel mellom frekvensomformer og motor?

Re: Frekvensomformer og motor

Re: Frekvensomformer og motor
Rune Øverland
Forumleder

Hei Mathias,

Tusen takk for spørsmålet ditt, og din nysgjerrighet om motorkabel!

Det er slik at frekvensomformere sender ut spenningspulser (PWM - "Pulse Width Modulation") på motorkabelen. Basert på mønsteret på firkantpulsene, dannes det en tilnærmet 'analog' sinusformet strømfrekvens; det som blir turtallet på motoren.

Uheldigvis er det slik at disse spenningsfirkantpulsene (PWM) kan beskrives av en sum en spenningssinuser med ulike frekvenser og amplituder.

PWM

Og, disse 'super'-overharmoniske støyfrekvensene (som kan være i megahertz området) kan være så sterke (amplitude målt i volt) at de kan forstyrre nærliggende annet elektroniske utstyr. Hvis så, da har man ElectroMagnetic Interference (EMI), det vil si elektromagnetiske forstyrrelser. 

Da skal man gjøre tiltak når EMI, slik at utstyret har sameksistens (EMC Electromagnetic Compatibility). Et tiltak er å hindre at det elektriske støyfeltet, som skapes av PWM, forstyrrelser annet elektronisk utstyr. Og, bruk av skjermet, jordet kabel er et billig, effektivt skjermingstiltak. Prinsippet kalles Faradays bur.

Digital security (E-Learning)

In our digital everyday life, it is important that everyone has conscious use of the internet, PC and mobile phone. Learn how to protect yourself from fraud and loss of sensitive information.

Read more

FSE Low-voltage (E-Learning)

Increase safety for all who work with electric installations, providing a safe, accident-free working environment, for you and your colleagues.

Read more

EKOM – Fibre Optic Installations (Classroom)

Courses for personnel working with fiber optic installations covered by the National Communications Authority's (Nkom) authorization regulations.

Read more

EKOM – NEK 700: Calibration Systems and Communication Networks (Classroom)

Courses for personnel working with electronic communications networks covered by the National Communications Authority's (Nkom) authorization regulations.

Read more

Electromagnetic compatibility - Basic (Classroom)

Basic course on noise sources, grounding and regulations for electricians, automation technicians, project and operational engineers.

Read more

Earthing in offshore electrical installations (Classroom)

Earth methods in electrical installations offshore.

Read more
eng