I. Was ist ein Filter?
Ein Filter ist ein elektronisches Bauteil, das bestimmte Frequenzanteile aus einem komplexen Signal herausfiltert oder unterdrückt.
II. Warum benötigen Servomotoren Filter?
Servoregler nutzen die Pulsweitenmodulation (PWM) zur Motorsteuerung und geben eine Spannung in Form einer Reihe hochfrequenter Schaltpulse aus. Daraus ergeben sich zwei wesentliche Probleme:
- Gleichtaktstörungen: Hochfrequente Störungen, die zwischen den Motorphasenleitungen und der Erdungsleitung entstehen.
- Gegentaktstörungen: Hochfrequente Störungen, die zwischen den Motorphasenleitungen selbst entstehen.
Diese Störarten können zu folgenden Problemen führen:
- Motor-Rastmoment, ungewöhnliche Geräusche und Überhitzung: Hochfrequente Störungen verursachen verzerrte Stromverläufe, wodurch der Motor leicht vibriert, anstatt gleichmäßig zu rotieren. Dies führt zu übermäßiger Wärmeentwicklung und hörbarem Pfeifen.
- Encoder-Störungen: Störungen können die präzisen Encoder-Rückmeldesignale beeinträchtigen, was zu Positionsfehlern führt und unter Umständen Alarmmeldungen des Reglers auslöst.
- Störungen anderer Geräte: Die vom Servosystem erzeugten hochfrequenten Störungen können sich über die Versorgungsleitungen ausbreiten oder über die Luft abgestrahlt werden und andere empfindliche Geräte (wie Sensoren und SPS) im selben Stromnetz beeinträchtigen.
III. Filterauswahl
Wie in der Abbildung dargestellt, handelt es sich bei dem mit unseren A6-Servomotoren kompatiblen Filter um einen eingangsseitigen Filter, der sowohl Gleichtakt- als auch Gegentaktstörungen unterdrückt. Seine Hauptfunktionen umfassen:
- Verhinderung, dass transiente Pulse und Störungen aus dem Stromnetz den normalen Betrieb des Reglers beeinträchtigen.
- Verhinderung, dass die vom Regler erzeugten hochfrequenten Schaltstörungen in das Stromnetz zurückgespeist werden, um so die Anforderungen der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) zu erfüllen.
Bei der Auswahl eines Filtermodells sind folgende Schlüsselparameter zu beachten:
- Nennspannung: Muss mit der Eingangsspannung des Reglers übereinstimmen.
- Nennstrom: Sollte größer oder gleich dem maximalen dauerhaften Eingangsstrom des Reglers sein.
- EMV-Konformitätsstufe: Wählen Sie eine Klasse, die den Normen des Zielmarktes entspricht.
- Anschlussart: Stellen Sie die Kompatibilität mit der Verdrahtung der Stromversorgung und des Reglers sicher.
Bei der Installation sollte der Filter zwischen der Stromversorgung und dem Regler platziert werden, möglichst nah an der Stromversorgung, um Störbeeinflussungen zu reduzieren und die spätere Wartung zu erleichtern. Bei Geräten, die eine Erdung erfordern, muss der Schutzleiter des Filters mit der Erdungsleitung des Geräts verbunden werden, um eine wirksame Erdverbindung sicherzustellen.