Ursachen für Störungen

Abbild Störquelle

Bild 2: Störquelle (Quelle: Murrelektronik)

Induktive Verbraucher, zum Beispiel Schütze, Ventile und Motoren, erzeugen beim Abschalten des Stromkreislaufes Überspannungen. Die Auswirkungen der Lenz’schen Regel sind bekannt: Induktionsspannungsspitzen im Abschaltmoment sorgen für Windungskurzschlüsse. Dabei können Wicklungen durchschlagen, was auf Dauer das Bauelement zerstört (Bild 1). An Schaltgeräten brennen Kontakte ab; sie werden schwarz, die elektrische Leitfähigkeit wird reduziert, über kurz oder lang funktionieren die Schaltgeräte nicht mehr. Elektromagnetische Störungen haben massive Auswirkungen: Es besteht die große Gefahr, dass sich Störstrahlungen entwickeln. Diese können sich auf benachbarte Leitungen auswirken; besonders bei parallel verlegten Leitungen geschieht dies häufig. Handelt es sich bei der beeinflussten Leitung um Steuer-, Feldbus- oder Datenleitungen, kann das zu unerwünschten Effekten führen. Ergeben sich unbeabsichtigte Erdschleifen, kann dies bei niederfrequenten Störströmen einen Spannungsabfall verursachen. Das Störsignal addiert sich zum Nutzsignal und verfälscht dieses. Gefährlich ist außerdem die falsche Dimensionierung von Leitungsquerschnitten, die oft Ursache einer ungewollten Wärmeentwicklung ist. Die Ziele aller auf EMV ausgerichteten Maßnahmen in Maschinen und Anlagen bestehen darin, die Störsicherheit zu erhöhen und die Betriebssicherheit sicherzustellen. Unterm Strich soll dies zu einer höheren Anlagenverfügbarkeit führen sowie Material- und Wartungskosten reduzieren. Außerdem soll gewährleistet sein, dass die gesetzlichen Vorgaben (EMV-Richtlinien) eingehalten werden; hierzu müssen über einen Punktekatalog ausreichend Punkte gesammelt werden.

Lösungsansätze mit Entstörmodulen

Ein grundlegender Gedanke besteht darin, Störungen möglichst schon an der Störquelle zu beseitigen. Das Ziel ist es, Überspannungen weitestgehend zu unterdrücken und die gespeicherte magnetische Energie in der Induktivität so schnell wie möglich abzubauen (Bild 2). Im Falle von induktiven Verbrauchern, wie Ventilen, Schützen und Motoren, werden dafür meist Entstörmodule parallel zur Störquelle angebracht. Für solche Anwendungsgebiete bietet Murrelektronik sowohl standardisierte als auch kundenspezifische Entstörbeschaltungen an. Lösungen auf der Basis von Dioden arbeiten mit Gleichstrom. Die Dimensionierung erweist sich hier als unkritisch. Sie arbeiten nicht nur einfach und zuverlässig, sondern benötigen auch nur wenig Platz. Entstörmodule, die mit Diodenkombinationen (Zener- und Suppressordioden) arbeiten, begrenzen positive und negative Spannungen. Sie sorgen für eine besonders hohe Bedämpfung, haben allerdings eine eher geringe Abfallverzögerung. Muss hingegen viel Energie in kurzer Zeit abgebaut werden, dann eignen sich Entstörmodule auf der Basis von Varistoren. RC-Glieder ermöglichen eine sofortige Abschaltbegrenzung. Sie entfalten bei Wechselstrom eine hervorragende Entstörwirkung und ermöglichen HF-Dämpfung durch Energiespeicherung. Sie müssen allerdings besonders sorgsam mit Blick auf die Applikation dimensioniert sein. Eine zusätzliche Alternative stellen Variationen aus Varistoren und RC-Gliedern da, die die Vorteile beider Technologien vereinen. Oft sind Entstörmodule mit LED ausgestattet, die anzeigen, ob im Betrieb auch Spannung anliegt.

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