Welche elektromagnetischen Störungen werden von einem Gleichstromschütz erzeugt?

Hallo! Als Lieferant von Gleichstromschützen habe ich eine Menge Fragen zu elektromagnetischen Störungen (EMI) erhalten, die von diesen raffinierten Geräten erzeugt werden. Deshalb dachte ich, ich würde mich eingehend damit befassen, was elektromagnetische Störungen sind, wie sie von Gleichstromschützen erzeugt werden und was wir dagegen tun können.

Beginnen wir mit den Grundlagen. Unter elektromagnetischen Störungen versteht man grundsätzlich jede Art von elektromagnetischem Rauschen, das den normalen Betrieb elektronischer Geräte stören kann. Es kann aus einer ganzen Reihe von Quellen stammen, wie zum Beispiel Stromleitungen, Radiowellen und sogar anderen elektronischen Geräten. Bei Gleichstromschützen entstehen elektromagnetische Störungen hauptsächlich während des Schaltvorgangs.

Ein Gleichstromschütz ist eine Art elektrischer Schalter, der zur Steuerung des Gleichstromflusses in einem Stromkreis verwendet wird. Es funktioniert, indem ein Elektromagnet zum Öffnen und Schließen einer Reihe von Kontakten verwendet wird. Wenn das Schütz mit Strom versorgt wird, zieht der Elektromagnet die Kontakte zusammen, sodass Strom durch den Stromkreis fließen kann. Wenn das Schütz stromlos ist, werden die Kontakte freigegeben und der Stromfluss stoppt.

Hier kommt nun die EMI ins Spiel. Wenn sich die Kontakte eines Gleichstromschützes öffnen oder schließen, kommt es zu einer plötzlichen Änderung des Stroms und der Spannung im Stromkreis. Diese plötzliche Änderung erzeugt ein hochfrequentes elektromagnetisches Feld, das vom Schütz ausgehen und andere elektronische Geräte in der Nähe stören kann.

Es gibt zwei Haupttypen von elektromagnetischen Störungen, die von Gleichstromschützen erzeugt werden: leitungsgebundene elektromagnetische Störungen und abgestrahlte elektromagnetische Störungen.

Durchgeführte EMI

Bei der leitungsgebundenen elektromagnetischen Interferenz handelt es sich um die Art der elektromagnetischen Interferenz, die sich über die mit dem Schütz verbundenen Strom- und Signalleitungen ausbreitet. Beim Öffnen oder Schließen der Kontakte kann es zu Spannungsspitzen und Stromstößen kommen. Diese Spitzen und Überspannungen können über die Stromversorgungsleitungen zurück in andere Teile des elektrischen Systems wandern und Probleme für andere Geräte verursachen, die ebenfalls an dieselbe Stromquelle angeschlossen sind.

Angenommen, Sie verfügen über ein Gleichstromschütz, das die Stromversorgung eines Motors steuert. Wenn das Schütz schaltet, können die Spannungsspitzen über die Stromkabel zur Stromversorgung und dann zu anderen elektronischen Komponenten im System gelangen. Dies kann zu Fehlfunktionen von Sensoren, Steuerungen oder anderen empfindlichen elektronischen Geräten führen.

Abgestrahlte EMI

Gestrahlte elektromagnetische Störungen hingegen sind elektromagnetische Störungen, die in Form elektromagnetischer Wellen an die Umgebungsluft abgegeben werden. Die beim Schalten des Schützes erzeugten hochfrequenten elektromagnetischen Felder können als Antenne wirken und elektromagnetische Wellen aussenden, die von in der Nähe befindlichen elektronischen Geräten empfangen werden können.

Dies ist besonders problematisch in Umgebungen, in denen sich viele empfindliche elektronische Geräte in unmittelbarer Nähe des Gleichstromschützes befinden. Beispielsweise kann in einer Schalttafel voller verschiedener Sensoren, Relais und Mikrocontroller die von einem Gleichstromschütz abgestrahlte elektromagnetische Strahlung dazu führen, dass in diesen Geräten falsche Signale erzeugt werden, was zu Fehlfunktionen führt.

Was können wir also tun, um die von Gleichstromschützen erzeugten elektromagnetischen Störungen zu reduzieren? Nun, es gibt ein paar Strategien.

Eine gängige Methode ist die Verwendung von Filterkomponenten. Um Spannungs- und Stromspitzen auszugleichen, können Kondensatoren und Induktivitäten in den Stromkreis eingebaut werden. Kondensatoren können elektrische Energie speichern und abgeben, was dazu beiträgt, die Stärke der Spannungsänderungen zu verringern. Induktivitäten hingegen widerstehen Stromänderungen und tragen so dazu bei, Stromstöße zu begrenzen.

Ein anderer Ansatz ist die Abschirmung. Indem wir das Gleichstromschütz in eine Metallabschirmung einschließen, können wir einen erheblichen Teil der abgestrahlten elektromagnetischen Störungen blockieren. Die Metallabschirmung fungiert als Faradayscher Käfig und verhindert, dass elektromagnetische Wellen entweichen und andere Geräte stören.

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Referenzen

• Hayes, J. (2008). Handbuch zur elektromagnetischen Verträglichkeit. McGraw - Hill.
• Ott, HW (2009). Rauschunterdrückungstechniken in elektronischen Systemen. Wiley.
• Chang, F. (2012). Elektromagnetische Störungen verstehen. Artech-Haus.