Schermatura E Inverter

[agodoble]

Ciao a tutti

premetto che sono unovo del forum e so che quello che vi sottopongo è un problema ampiamente trattato.

Il fatto è che io mi devo laureare in ing. meccanica e ho un po' di confidenza con gli azionamenti, poca con schermature. E non riesco a finire la tesi!!!!!

Allora, c'è un banco di prova di un cambio CVT mosso da un motore elettrico (30 kW) e un inverter (37 kW),

ho scoperto che i cavi di alimentazione di motore e inverter non sono schermati, come invece richiesto dal manuale.

Ora, io ho montato un encoder con in uscita 3 segnali TTL, questi segnali li faccio passare in un cavo schermato a 4 poli (3 poli per i 3 segnali, lo schermo è il GND, ovvero il negativo, il riferimento del segnale)

Appena accendo il motore dall'encoder ho inesorabilmente zero.

Domande:

- dove reperire cavi schermati per alimentare i motori

- lo schermo del cavo dell'encoder deve essere il negativo del segnale (o il GND fa lo stesso) oppure deve essere messo a terra? per come sta ora, lo schermo va direttamente al piedino di GND di una scheda di acquisizione dati

spero mi sappiate dare una mano perchè io non so proprio dove sbattere la testa

grazie

[Livio Orsini]

Appena accendo il motore dall'encoder ho inesorabilmente zero.

Cosa significa?

Che tipo di uscita ha l'encoder? TTL è il livello, ma come è la topologia d'uscita? Line driver? PNP? o altro'.

...questi segnali li faccio passare in un cavo schermato a 4 poli (3 poli per i 3 segnali, lo schermo è il GND, ovvero il negativo, il riferimento del segnale)

Non va bene. Si deve usare cavo schermato con schermo a terra da entrambi i lati, avendo cura che le due terre siano equipotenziali, 3 conduttori per i 3 segnali (se non sono line driver), 1 per il comune dei segnali, 1 per l'alimentazione positivo e 1 per il comune.

Per i cavi di potenza da inverter a motore: 3 conduttori twistati e scermati, con lo schermo a terra da entrambi i lati; esternamente un cavo per il PE.

[agodoble]

Grazie sig. Orsini per avermi risposto, sto continuando a leggere le discussioni sul vostro forum.

a dire la verità non so qual è l'uscita dell'encoder (pnp, line driver) ,è un encoder Heidenhain per la misura di uno spostamento lineare, cosa intende?

quindi, se ho capito bene, del conduttore a 4 poli che possiedo, 3 li utilizzo per i segnali, 1 per il GND dei segnali e lo schermo lo collego a terra, giusto?

un'altra cosa: per il collegamento a terra dello schermo mi basta saldare ad esso 2 fili giallo-verde che trovo in laboratorio (e che sono tutti collegati a terra)?

[agodoble]

ps: il sensore lo alimento con una batteria (12V 7 AH)

[Livio Orsini]

...è un encoder Heidenhain per la misura di uno spostamento lineare......

Devi verificare sul data sheet del componente, se non ce l'hai vai sul sito Heidenhain e, con la sigla che trovi sulla targhetta, scarica il foglio tecnico. probabilmente trovi anche i dati realtivi all'alimentazione sulla targhetta.

ps: il sensore lo alimento con una batteria (12V 7 AH)

Mahaa, sei sicuro dei 12v? perchè contrasta con l'uscita TTL (5v).

In questo caso, comunque, il negativo della batteria dovrebbe essere connesso con il comune dei segnali. Verifica bene sul foglio tecnico: connessioni, livello del segnale, tensione di alimentazione. Verifica che i livelli siano compatibili con il tuo inverter.

...per il collegamento a terra dello schermo mi basta saldare ad esso 2 fili giallo-verde che trovo in laboratorio (e che sono tutti collegati a terra)?...

L'iedeale sarebbe avere un collegamento diretto con un dispersore. Collega i due conduttori al medesimo punto di terra.

[agodoble]

uso una batteria a 12 V per i seguenti motivi: l'alimentazione del sensore è a 5 V ma io ho inserito un LM7805 che mi stabilizza la tensione di ingresso (da 7.5 a 25 V) a 5 V appunto, inoltre la batteria mi consente di svincolarmi dall'alimentazione disturbata dalle armoniche dell'inverter.

Per quanto riguarda il meno della batteria, lei ha ragionissimo: esso è collegato al GND dei segnali, che fino ad oggi stava sullo schermo del cavo di uscita e che domani finirà in uno dei conduttori

Stavo pensando a una cosa: se lasciassi il GND sullo schermo e sull'isolante del cavo gli mettessi una treccia di rame da collegare a terra sarebbe meglio secondo lei?

[agodoble]

o forse farei un condensatore?

[Livio Orsini]

Stavo pensando a una cosa: se lasciassi il GND sullo schermo e sull'isolante del cavo gli mettessi una treccia di rame da collegare a terra sarebbe meglio secondo lei?

Assolutamente no! Sullo schermo non deve circolare corrente alcuna!

Attenzione anche a come colleghi la calza dello schermo. Non sto a ripetere quello che ho scritto parecchie volte, se no viene molto lunga , spulcia un poco le discussioni sull'argomento: ho già descritto in dettaglio come si deve collegare lo schermo.

PS sul forum ci si da del tu, indipendentemente dall'età, titolo e qaunt'altro; siamo tutti colleghi virtuali

[agodoble]

un'ultima cosa, mi sono accorto di un particolare

il cavo che utilizzo ha 4 conduttori ciascuno da 0.4 mm di diametro

il meno del circuito del sensore è collegato col comune dei segnali in uscita dal sensore, che, come detto, deve passare dallo schermo a uno dei poli. La corrente max nel circuito di alimentazione è di 300 mA, nel meno quindi potrebbero passare questi 300 mA, giusto?

ma secondo voi 0.4 mm di filo sono sufficienti per tale corrente?

spero di non aver detto cavolate

[pidds]

per la serie non spendo nulla e non funziona nulla... e poi chiedo consigli...

almeno quello che serve dovrebbe esserci ...

se servono 5 conduttori ne metto va bene?? noo

per cui cavo con numero di conduttori adeguato al sendore da collegare ...

almeno quellooooooooooo

ciao

[Livio Orsini]

ma secondo voi 0.4 mm di filo sono sufficienti per tale corrente?

Quel diametro corrisponde ad una sezione >0,12mm^2 che porta correnti >0,5A senza incrementi significativi di temperatura

[agodoble]

grazie ragazzi, grazie a voi e ai vostri consigli il mio professore si è convinto del fatto che non è colpa mia se il sensore non funziona

infatti ho schermato come mi avete detto voi i fili del sensore ma i cavi del motore e dell'inverter non sono schermati e ovviamente non ha funzionato

ora vorrei sapere se mi potete dare delle informazioni:

l'inverter è un Berges ACM D2 da 37 kW, oltre alla schermatura dei cavi voi utilizzate anche dei filtri?

cavi di potenza schermati non sono riuscito a reperirli a Bari, lo so che non dovrei chiederlo ma potete darmi qualche info su dove ordinarli?

va utilizzata una schermatura per le 3 fasi oppure ciascuna fase va schermata separatamente?

[Livio Orsini]

Vedi se riesci a trovare una calza schermo (si tratta di una specie di guaina fatta con fili di rame intrecciati, tipo manichetta dei pompieri). Intreccia i 3 cavi delle 3 fasi e li infili in questa calza, presumo che la lunghezza sia di pochi metri. La parte di filo fuori dallo schermo non dovrebbe suberare i 20mm-30mm. Applica due collari stringi cavo agli estremi della calza e collegali al medesimo punto di terra. Se non trovi una calza di adeguato diametro prova a realizzare la schermatura cavo per cavo, ma è meno efficace.

[agodoble]

purtroppo nella mia città non sono riuscito neanche a trovare la calza schermo, potete suggerirmi qualche rivenditore?

[puntalino]

dove abiti

[Livio Orsini]

Chiedi info a questa azienda, per esempio.

Però a parte la scheematura dei cavi di potenza il trasduttore dovrebbe funzionare comunque, magari con disturbi, ma dare segnali. Hai controllato con un oscilloscopio cosa esce dal trasduttore. Se i livelli dei segnali vanno a zero e rimangono fissi a zero non è un problema di cavi schermati c'è anche qaulche altra cosa. Dovresti provare andando per esclusione. Se il problema fossi dovuto solo ai disturbi generati dall'inverter dovresti vedere questi disturbi sovrapposti ai segnali dell'encoder.

Potresti anche cercare di minimizzare i disturbi twistando i cavi di potenza e cercando un percorso che sia ortogonale al cavo encoder.

Un Inverter da 37 kW se è di buona qualità, e se è stato montato in modo corretto, non dovrebbe generare disturbi tali da azzerare i segnali dell'encoder.

[agodoble]

ciao Livio,

io abito a Bari

[Livio Orsini]

Non ho molte conoscenze a Bari, però ricordo che ai tempi SIEI c'era un agente - quadrista, tal Primiceri. Potresti provare a vedere se l'azienda è ancora operativa e, visto che sei un universitario, chiedere come favore qaulche spezzone di cavo schermato per collegare inverter e motore.

[agodoble]

grazie a tutti ragazzi

scusate se rispondo solo ora ma è successo un po' di tutto

allora: l'inverter azzera i segnali dell'encoder nel senso che l'encoder emette 3 segnali, 2 solo quando si sposta, la terza solo quando, spostandosi, attraversa un finecorsa che da il segnale di azzeramento

quando si accende l'inverter avviene che ci sono dei valori di tensione su tutti e 3 i cavi dei 3 segnali, quindi c'è anche un segnale di zero che viene emesso, quando in realtà non dovrebbe esserci e la daq lo interpreta come tale

Alla fine hanno optato per i cavi e non la calza schermo speriamo che sta storia finisca subito!

Vi pongo delle domande:

i cavi delle 3 fasi devono essere singolarmente schermati o tutti e 3?

la terra deve essere schermata o compresa nello schermo?

La terra sarebbe il "PE"?

spero vogliate avere pazienza

[puntalino]

ti ha gia risposto livio nel suo primo intervento

[STEU]

So benissimo che di schermature se ne è parlato moltissimo , ma abdate a vedere i seguenti link1 a pagina 26 e 27 oppure il link in inglese link2 a pagina 30 e 31 , dicono di non usare i cavi schermati tra motore ed inverter.

Questa soluzione la stiamo adottando in ditta da noi per laprima volta in questi giorni e non posso dire di poter essere sicuro che non avro' problemi in quanto non ho atrezzature per verificare gli eventuali disturbi .In compenso ho visto la soluzione adottata da altre aziende tedesche ed i loro clienti , che sono anche i nostri , sono contentissimi. I questo modo , con il toroide tra motore ed inverter , si risparmia parecchio senza cavi schermati.

Vorrei sentire la vostra opinione e saper cosa ne pensate , o se gia' avete utilizzato questa soluzione se avete avuto dei problemi.

[Livio Orsini]

Vorrei sentire la vostra opinione e saper cosa ne pensate , o se gia' avete utilizzato questa soluzione se avete avuto dei problemi.

Sono andato a leggere i links che hai citato.

Non è che dicano solo di non usare cavi schermati per collegare motore - inverter ma, in alternativa, suggeriscono altri due metodi.

Io la schermatura la usavo solo se richiesta dalcliente o in casi particolari. Però curavo il cablaggio in modo particolare.

- Separazione fisica dei cavi di potenza del motore dagli altri cablaggi

- Eventuali chokes (toroidi) in serie al motore

- Schermatura dei cavi di segnale (analogiche, encoders et similia)

- Particolare cura nel percorso cavi all'interno del quadro.

I risultati sono stati sempre soddisfacienti, anzi non ho mai avuto problemi legati ai disturbi generati dall'inverter.

I questo modo , con il toroide tra motore ed inverter , si risparmia parecchio senza cavi schermati.

Tieni però presente che l'introduzione di induttori (toroidi) in serie ai cavi ed al motore comporta alti problemi: il primo dei quali è un assorbimento di potenza non trascurabile, anche se poco visibile perchè è maggiore sulle armoniche elevate.

In particolare, in ordine al problema che ha originato la discussione, non credo che la sola mancanza di schermatura dei cavi di potenza generi tutti quei guai descritti. Anzi, leggendo l'ultimo post di agodoble, sono convinto che converrebbe verificare tutto il layout, le connessioni e le alimentazioni, specialmente i comuni. Purtroppo agodoble, come da sua ammissione, non sembra in grado di dominare molto i problemi elettrici. Non è neanche una sua manchevolezza, asserisce di essere uno studente di ingegneria meccanica. Sarebbe corretto che gli venisse affiancato un assistente in grado di consigliarlo e di guidarlo sui problemi elettrici, ma tantè questa è la scuola italiana.....

Modificato: 1 dicembre 2006 da Livio Orsini

[agodoble]

Ciao ragazzi,

riguardo alle ultime risposte volevo solo dire questo

il sensore che ho montato presenta disturbi solo in concomitanza col funzionamento di motore elettrico e inverter. mi sono letto il manuale dell'inverter e c'è scritto che affinchè l'inverter rispetti la compatibilità EMC di classe A è necessario utilizzare cavi schermati e messi a terra da ambo i lati. il cavo del sensore è comunque schermato

riguardo alle induttanze, esse costituiscono dei filtri passa-basso che non solo sono difficili da dimensionare ma, parlando con ingegneri elettronici, sono suscetibili di rotture abbastanza frequenti

grazie ancora per i vostri consigli. purtroppo Livio ha ragione, io non sono padrone della materia ma, credete a me, è difficile trovare gente che abbia affrontato problemi simili. P. es. prima di scrivere a questo forum sono andato al laboratorio di elettronica di potenza (chi meglio di loro!) a esporre il mio problema.

Sapete qual' è stata la risposta? "noi non abbiamo problemi simili perchè utilizziamo apparecchi già acquistati" senza dare alcuna indicazione su schermature ecc., e dire che loro mi hanno interrogato all'esame di azionamenti elettrici (inverter, chopper, ecc.)!

comunque, grazie ancora per i vostri consigli, continuo a leggere le discussioni sul vostro forum e sono molto istruttive

già che ci sono : potete darmi indicazioni su come realizzare il quadro elettrico per inverter (piastra zincata? messa a terra?) ?

[Livio Orsini]

... parlando con ingegneri elettronici, sono suscetibili di rotture abbastanza frequenti ....

Scusa ma ho molti dubbi sulla competenza di questi "ingegneri". Se parliamo di componenti di buona qualità e, soprattutto, dimensionati in modo corretto il numero di guasti per le induttanze post inverter è praticamente nullo, come lo è per quelle di rete. Certo se si usano componenti scadenti o mal dimensionati...Ma questo ha a che vedere unicamente con la qualità e/o con le capacità progettuali.

già che ci sono : potete darmi indicazioni su come realizzare il quadro elettrico per inverter (piastra zincata? messa a terra?) ?

La piastra deve essere di tipo zincato, messa a terra in unico punto tramite apposto "bullone" di bronzo ramato, dotato di ranelle zigrinate per assicurare un miglior contatto. Al bullone dovrà esserecollegato, tramite capocorda di dimensioni adeguate, la corda di rame isolato che collegherà la piastra di fondo al dispersore o puntazza, oppure alla barra di terra del laboratorio.

Poi segui il consiglio di chi ha oramai, purtroppo, parecchi capelli grigi: verifica bene il circuito dei comuni e delle alimentazioni del trasduttore. Secondo il mio nasometro c'è qualche cosa che non quadra.

[agodoble]

mà, non lo so Livio.

Io ho seguito le indicazioni della casa costruttrice dell'encoder, il sensore dà segnali corretti anche quando p. es. si accende un alimentatore switching. è solo con l'inverter che dà problemi

per quanto riguarda il quadro, ora l'inverter è collegato con viti a due montanti verticali di un quadro Gewiss senza piastra. io, se ho capito bene, devo avvitare l'inverter sulla piastra zincata e questa successivamente fissarla ai due montanti verticali, giusto?

poi alla piastra devo collegare lo schermo del cavo inverter con un collare pressa cavo e , con un filo giallo verde, anche il connettore PE dell'inverter alla stessa piastra.

poi la piastra la collego, sempre con un filo giallo verde, alla puntazza, giusto?

e se la puntazza è molto lontana? va bene anche un filo molto lungo?

perdonami se sono proprio terra-terra nel linguaggio