EMV-Filter für Frequenzumrichter: Störungen wirksam beseitigen

Dein Frequenzumrichter schaltet die Zwischenkreisspannung sehr schnell und erzeugt dabei hochfrequente Störungen, die sich über Netz- und Motorleitung ausbreiten. Ein passender EMV-Filter am Eingang plus geschirmte Motorleitung und saubere Erdung bringen die Störungen fast immer weg.

Der EMV-Filter (Funkentstörfilter) sitzt zwischen Netz und Umrichter und dämpft die leitungsgebundenen Störungen im Bereich etwa 150 kHz bis 30 MHz. Er filtert sowohl Gegentakt- (zwischen den Phasen) als auch Gleichtaktstörungen (Phase gegen Erde) und verhindert, dass diese über das Netz zu anderen Geräten zurücklaufen. Ohne ihn strahlt vor allem die Motorleitung als Antenne ab.

1) EMV-Filter direkt am Umrichter-Eingang montieren, Leitung dazwischen kurz halten. 2) Filtergehäuse großflächig, blank auf blank, auf die Montageplatte erden — nicht nur über ein dünnes Kabel. 3) Geschirmte Motorleitung verwenden und den Schirm beidseitig 360° auflegen (an Umrichter und Motor). 4) Motorleitung so kurz wie möglich, getrennt von Steuer- und Signalleitungen verlegen. 5) Zentraler, sternförmiger HF-Erdungspunkt.

Die Norm EN 61800-3 teilt Umrichter in Kategorien C1 bis C4 ein. C1/C2 gelten für Wohn- und Mischgebiete (erste Umgebung) und brauchen stärkere Filter; C3/C4 sind für den Industriebereich (zweite Umgebung). Prüfe im Datenblatt, welche Kategorie dein Umrichter mit internem Filter erreicht — reicht das nicht, brauchst du einen externen Filter der nächsthöheren Klasse.

Ein EMV-Filter dämpft Hochfrequenz, aber nicht die niederfrequenten Oberschwingungen (Stromverzerrung) durch den Gleichrichter. Dafür ist eine Netzdrossel (Kommutierungsdrossel) am Eingang zuständig: Sie glättet den Stromverlauf, senkt die Oberschwingungen und schützt Filter und Zwischenkreis. Netzdrossel und EMV-Filter ergänzen sich also — sie ersetzen sich nicht.

Bei langen Motorleitungen entstehen durch die steilen Schaltflanken Spannungsspitzen, die die Motorwicklung belasten und Lagerströme verursachen. Ein du/dt-Filter flacht die Flanken ab, ein Sinusfilter formt daraus eine nahezu sinusförmige Spannung. Das schützt den Motor und reduziert zusätzlich die abgestrahlten Störungen — gerade bei Leitungen über einige zehn Meter sinnvoll.

Bleibt trotz Filter eine Störung, prüfe zuerst die Erdung und die Schirmauflage — schlechte HF-Anbindung ist die häufigste Ursache. Trenne betroffene Signalleitungen räumlich, verwende geschirmte Steuerleitungen und Ferrite. Erst wenn Schirmung und Erdung sauber sind, hilft ein stärkerer Filter; ein Filter kann eine schlechte Verlegung nie vollständig ausgleichen.

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