Elektromagnetne motnje se lahko v industrijskih sistemih pokažejo na različne načine: kot nestabilni signali, motnje v komunikaciji, nepravilno delovanje senzorjev ali občasne napake, ki jih je težko ponoviti in še težje diagnosticirati.
Vzrok ni vedno v sami napravi. Težava je lahko tudi v načinu, kako so kabli speljani, kako je izvedena povezava kabelskega oklopa, kako so med seboj povezani kovinski deli elektro omare ali kako blizu so občutljivi signalni vodi virom motenj.
Pri EMC zaščiti zato ni dovolj uporabiti oklopljen kabel ali dodati eno EMC komponento. Pomembna je celotna izvedba sistema.
1. Oklop kabla je priključen preko dolge ali ozke povezave
Pri oklopljenem kablu ni dovolj, da je oklop nekje električno povezan. Za učinkovito odvajanje visokofrekvenčnih motenj je pomembna predvsem kratka povezava z nizko impedanco in čim večjo kontaktno površino.
Pogosta napaka je, da se pleteni oklop kabla zvije v tanko žico oziroma t. i. pigtail in nato priključi na referenčni potencial.
Takšna povezava je lahko pri višjih frekvencah bistveno manj učinkovita, saj daljša in ozka povezava poveča impedanco.
Boljša rešitev je povezava oklopa na čim večji površini, na primer z ustrezno EMC objemko ali drugim za to namenjenim sistemom.
Pomembno je tudi, da je kontaktna površina dejansko prevodna. Barva, oksidacija, umazanija ali mehansko slab stik lahko zmanjšajo učinkovitost povezave.
2. Oklop je povezan predaleč od vstopa kabla v omaro
Tudi dobro izvedena povezava oklopa lahko izgubi del svojega učinka, če je nameščena daleč od mesta, kjer kabel vstopi v elektro omaro.
Če oklopljen kabel najprej poteka skozi del omare in se šele nato poveže z ustreznim referenčnim potencialom, lahko nezaščiten oziroma neustrezno zaključen del prispeva k širjenju elektromagnetnih motenj v notranjosti omare.
Zato se oklop praviloma zaključi čim bližje mestu vstopa kabla v ohišje.
Ena od možnosti so EMC kabelske uvodnice, ki omogočajo stik z oklopom že na prehodu skozi steno omare. Pri ustrezno izbrani uvodnici je lahko povezava z oklopom izvedena po celotnem obodu oziroma s 360° kontaktom.
Potrebujete ustrezno rešitev za vstop oklopljenih kablov v ohišje? Oglejte si našo ponudbo EMC kabelskih uvodnic za zaščito pred elektromagnetnimi motnjami.
Potrebujete ustrezno rešitev za vstop oklopljenih kablov v ohišje?
Oglejte si ponudbo EMC kabelskih uvodnic
3. Signalni in močnostni kabli so speljani skupaj
Na EMC lastnosti sistema ne vpliva samo izbira kabla, temveč tudi njegova pot.
Če so občutljivi signalni ali komunikacijski vodi dalj časa speljani neposredno ob močnostnih kablih, motornih vodih ali izhodih frekvenčnih pretvornikov, se poveča možnost elektromagnetnega sklapljanja.
Zato je pri načrtovanju omare smiselno različne skupine kablov med seboj ločevati.
Signalne in komunikacijske vode je praviloma bolje voditi ločeno od močnostnih in motornih kablov. Če se morajo različne skupine kablov križati, je ugodneje, da se križajo čim bolj pravokotno, namesto da dalj časa potekajo vzporedno.
Univerzalna razdalja, ki bi veljala za vsako aplikacijo, ne obstaja. Potrebna ločitev je odvisna od vrste opreme, moči, frekvence motenj, občutljivosti signalov in priporočil proizvajalcev.
4. Kovinski deli omare nimajo ustrezne električne povezave
Kovinsko ohišje samo po sebi še ne zagotavlja dobre EMC izvedbe.
Vrata, montažna plošča, stranske stene in drugi kovinski deli omare morajo biti vključeni v ustrezen koncept izenačitve potencialov in med seboj ustrezno električno povezani.
Težave lahko povzročajo predvsem:
- pobarvane ali drugače neprevodne kontaktne površine,
- korozija,
- dolge in ozke povezave,
- mehansko slabi spoji,
- neustrezna povezava vrat ali odstranljivih delov omare.
Pri visokofrekvenčnih motnjah je pomembna predvsem nizkoimpedančna povezava. Zato so lahko široki in kratki ozemljitveni oziroma povezovalni trakovi primernejši od dolgih tankih vodnikov.
Pri tem je treba razlikovati med zaščitno ozemljitvijo zaradi električne varnosti in ukrepi, ki so potrebni za dobro EMC obnašanje sistema. Oboje mora biti pravilno izvedeno, vendar namen ni povsem enak.
5. Motnje poskušamo reševati samo na kablih
Pri težavah z elektromagnetnimi motnjami se pogosto najprej osredotočimo na oklopljene kable, EMC uvodnice in objemke.
To je pomemben del rešitve, vendar je smiselno razmišljati tudi o izvoru motenj.
V elektro omari lahko motnje nastajajo na primer pri kontaktorjih, relejih, elektromagnetnih ventilih, motorjih in frekvenčnih pretvornikih.
Pri določenih induktivnih bremenih se lahko za zmanjšanje prehodnih pojavov uporabljajo ustrezni elementi za dušenje, na primer diode, varistorji ali RC členi. Izbira je odvisna od vrste napajanja, bremena in navodil proizvajalca naprave.
Cilj dobre EMC zasnove zato ni samo preprečevanje širjenja motenj, ampak tudi njihovo zmanjšanje čim bližje mestu nastanka.
6. Za vse oklopljene kable uporabimo isto pravilo
Pri priključevanju kabelskega oklopa se pogosto pojavljata dve poenostavljeni pravili:
»Oklop vedno priključimo samo na enem koncu.«
ali
»Oklop vedno priključimo na obeh koncih.«
Nobeno od teh pravil ni univerzalno.
Ustrezna izvedba je odvisna od vrste signala, frekvenčnega območja, razlik potencialov, topologije sistema, načina izenačitve potencialov in zahtev priključene opreme.
Zato je pri odločanju o priklopu oklopa treba upoštevati predvsem EMC navodila proizvajalca konkretne naprave in zasnovo celotnega sistema.
Pri občutljivih aplikacijah lahko napačno uporabljeno splošno pravilo povzroči ravno nasproten učinek od želenega.
7. Pričakujemo, da bo ena EMC komponenta rešila celoten problem
Kakovostna EMC kabelska uvodnica, objemka ali oklopljen kabel lahko pomembno prispevajo k zmanjšanju elektromagnetnih motenj.
Vendar nobena od teh komponent sama po sebi ne zagotavlja dobre EMC izvedbe celotnega sistema.
Na rezultat vplivajo izbira in pot kablov, razporeditev komponent v elektro omari, ločevanje močnostnih in signalnih vodov, povezovanje kovinskih delov, izenačitev potencialov, zaključevanje kabelskih oklopov in ukrepi za zmanjševanje motenj pri njihovem izvoru.
EMC zaščita je sistemski ukrep, ne ena sama komponenta.
EMC uvodnica ali EMC objemka?
Če v elektro omaro vstopajo oklopljeni kabli, mora biti njihov oklop ustrezno vključen v EMC koncept sistema.
Dve pogosti možnosti sta EMC kabelska uvodnica in EMC objemka za oklop.
EMC kabelska uvodnica omogoča povezavo z oklopom že na mestu, kjer kabel vstopa skozi steno ohišja. Pri izvedbah s 360° kontaktom se oklop poveže po celotnem obodu.
EMC objemke pa omogočajo veliko kontaktno površino med pletenim oklopom kabla in ustreznim nosilcem oziroma referenčnim potencialom v omari.
Katera rešitev je primernejša, je odvisno od mesta vstopa kabla, konstrukcije omare, vrste kabla in zasnove celotnega sistema. V posamezni aplikaciji se lahko uporabljata tudi obe rešitvi.
Pred priklopom preverite celotno pot motnje
Ko se v sistemu pojavijo elektromagnetne motnje, vprašanje ni samo, katero komponento zamenjati.
Smiselno je preveriti celotno pot:
Kje motnja nastane → kako se širi → kateri vodi ali naprave so nanjo občutljivi → kako jo lahko omejimo.
Oklopljen kabel z neustrezno zaključenim oklopom lahko izgubi velik del svojega učinka. Enako velja za kakovostno EMC uvodnico, če so signalni vodi speljani ob močnem viru motenj ali če kovinski deli omare niso ustrezno povezani.
Pri načrtovanju ali odpravljanju težav zato preverite tako vir motenj kot njihovo pot in občutljivost opreme.
Šele nato izberite ustrezno kombinacijo ukrepov: oklopljene kable, EMC kabelske uvodnice in objemke, ustrezno vodenje kablov, izenačitev potencialov ter po potrebi ukrepe za zmanjšanje motenj pri njihovem izvoru.
Potrebujete komponente za EMC zaščito elektro omare?
V naši ponudbi najdete EMC kabelske uvodnice in druge rešitve za upravljanje ter priključevanje kablov v industrijskih aplikacijah.
