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AntriebssystemeLichtblick im Stör-Nebel?

Neue EMV-Kategorien bei elektrischen Antrieben
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Antriebssysteme: Lichtblick im Stör-Nebel?
Der steigende Mikroprozessor-Einsatz in Antrieben und Steuerungen führt zwangsläufig zu weiteren hochfrequenten Störquellen in den Anlagen. Als Maschinenlieferant ist man daher gut beraten, noch stärker auf die einwandfreie Entstörung der eingesetzten Komponenten zu achten. Die überarbeitete EMV-Produktnorm für elektrische Antriebe EN 61800-3:2005-07 (verbindlich ab Juli 2007) definiert neue C-Kategorien. Je nach Entscheidung des Betreibers lassen sie für die Funkentstörung in der jeweiligen Umgebung auch höhere Grenzwerte als bisher zu.

Moderne Antriebsregler können sogar längst die strengen Grenzwerte für Wohnbereiche und den Betrieb am öffentlichen Netz einhalten, sofern die Regeln der Funkentstörung bei der Konstruktion beachtet wurden. Beschrieben werden diese Anforderungen in der allgemein bekannten Umgebungsnorm EN 55011(Stand: 08/2003) durch die Grenzwerte nach Klasse B (Wohnbereich), beziehungsweise Klasse A1 (Industriebereich).

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Zusätzlich existiert seit 1996 für elektrische Antriebe eine eigene EMV-Produktnorm (EN 61800-3), die die Hersteller/Importeure zur CE-Kennzeichnung in der EU zwingend anwenden müssen. In der ersten Fassung dieser Norm wurden die Grenzwerte für Störaussendung quasi in dieselben Klassen B beziehungsweise A1 wie in der Umgebungsnorm EN 55011 eingeteilt. Zusätzlich wurden in der EN 61800-3 relativ hohe Grenzwerte nach Klasse A2 für Industriebereiche mit eigener Einspeisung zugelassen. Das war problematisch, weil diese in der EN 55011 nur für spezielle Hochfrequenz-Anwendungen (keine elektrischen Antriebe) vorgesehen sind. In der Praxis konnte dies bei auftretenden EMV-Problemen dazu führen, dass der Lieferant der Antriebe gezwungen war, entsprechend nachzubessern, um die Anforderungen der EN 55011, Klasse A1, einzuhalten und damit die Störsicherheit in der Anlage wieder nachweislich herzustellen.

Zwischenzeitlich trat seit Sommer 2005 eine überarbeitete Version der EN 61800-3 in Kraft, die zum Juli 2007 verbindlich wird. In dieser Fassung werden die Kategorien C1 bis C4 definiert. Sie sind zwar bezüglich der Grenzwerte mit den bisherigen Klassen gleichzusetzen, lassen jedoch innerhalb der Produktnorm eine erweiterte Anwendung zu.

Während die Kategorie C1 mit den strengen Grenzwerten nach EN 55011, Klasse B, übereinstimmt und damit ohne Einschränkungen für den Betrieb an öffentlichen Netzen/Wohnbereichen (1. Umgebung) zulässig ist, überlässt die Produktnorm jetzt dem Betreiber die Entscheidung, ob er es in seiner Installation für ausreichend hält, auch elektrische Antriebe mit einer EMV-Entstörung nach Kategorie C2 zu betreiben. Die C2-Grenzwerte entsprechen denen der EN 55011, Klasse A1, die bisher nur für Industriebereiche zulässig waren.

Ähnlich verhält es sich mit Installationen in industrieller Umgebung. Hier gelten laut EN 55011 ganz klar die Grenzwerte nach Klasse A1 (Ausnahme: Spannungen über 1.000 Volt). Der Betreiber kann jedoch nach der neuen Produktnorm auch entscheiden, elektrische Antriebe, die nur die Grenzwerte nach Kategorie C3 erfüllen (entspricht EN 55011/Klasse A2), zuzulassen. In beiden geschilderten Fällen ist dann ein Warnhinweis in der Dokumentation vorzusehen, der auf die gesteigerte EMV-Problematik hinweist.

Verantwortung beim Betreiber

Auf den ersten Blick erscheint es positiv, dass zukünftig die EMV Anforderungen in der jeweiligen Umgebung auch mit geringeren Grenzwerten und damit deutlich reduzierten Entstörmaßnahmen zu erfüllen sind. Insbesondere Hersteller von Antriebssystemen dürfte das freuen, weil sie künftig – bei gleichem technischem Aufwand – ihre Produkte eventuell in einer höheren Umgebungsklasse anbieten können. Die Entscheidung über und damit die Verantwortung für diesen Einsatz obliegt jedoch laut Produktnorm explizit dem Maschinen- und Anlagenbetreiber. Das bedeutet, dass er bei auftretenden EMV-Problemen auf seine Kosten für deren Beseitigung zu sorgen hat. Anders ausgedrückt: der Hersteller des Antriebssystems gewährleistet nur die Einhaltung der Grenzwerte gemäß der angegebenen C-Kategorie. Für die Folgen, die das in der jeweiligen Umgebung hervorrufen kann, haften ausschließlich Anwender und Betreiber. Weil der Betreiber jedoch in den wenigsten Fällen Vorgaben in Bezug auf die Entstörung einzelner Komponenten gemacht haben wird, obliegt es dann der Verantwortung des Maschinenbauers, für das einwandfreie Funktionieren seiner Anlage zu sorgen. Besonders schwierig wird die Situation, wenn die Anlagenteile durch mehrere Lieferanten ausgestattet wurden. In solchen Streitfällen werden für EMV-Überprüfungen ohnehin die Grenzwerte nach der Umgebungsnorm herangezogen. Schließlich hilft es ja dann nicht weiter, wenn zwar eine Produktnorm eingehalten wird, andere Komponenten aber von der erhöhten Störaussendung beeinträchtigt werden.

Die immer umfangreicher werdenden SPS- und Feldbusfunktionalitäten in modernen Steuerungen und Antriebsreglern führen zu einer wachsenden Zahl von Mikroprozessoren mit steigenden Taktfrequenzen. Das resultiert zwangsläufig in weiteren, hochfrequenten Störquellen in den Anlagen. Der Maschinenlieferant ist also gut beraten, gerade zukünftig noch stärker auf die einwandfreie Entstörung der eingesetzten Komponenten zu achten.

Bei elektrischen Antrieben empfiehlt sich die Einhaltung gemäß Umgebungsnorm unter Beachtung der verwendeten Motorkabellänge. Das heißt im Industriebereich die Grenzwerte nach EN 55011, Klasse A1 (entspricht EN 61800-3, Kategorie C2) oder im Wohnbereich die Grenzwerte nach EN 55011, Klasse B (entspricht EN 61800-3, Kategorie C1). Nur so lässt sich eine funktionelle Beeinträchtigung anderer Komponenten sicher vermeiden.

Christan Mieslinger (gm)

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