Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einschalten einer Maschine erzeugt defekt an anderer Maschine ?


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von Rainer K. (metallbauer)


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Hallo Forianer,

Ich hoffe ihr könnt mit weiterhelfen. Elektronisch bin ich eher der 
Hobbybastler mit durchaus brauchbarem Grundwissen. Jedoch bin ich hier 
in diesem Fall etwas ratlos.

Es geht um Bearbeitungszentren für Metallbearbeitung. Folgendes hat sich 
ereignet:

(Es handelt sich bei beiden beteiligten Maschinen um Steuerungen / 
Elektronik von Heidenhain. Maschine 1 : iTNC 530 / 15 KW 
Antriebsleistung und Maschine 2 : iTNC 640 / 30 KW Antriebsleistung)

Maschine 1 steht angeschaltet (in Lageregelung der Achsmotoren) und 
bearbeitet im Moment nichts.

Die unbeteiligte Maschine 3 steht ebenso in Bereitschaft, hat jedoch 
einen großen Vorschalttransformator da es ein Japanisches Modell ist. 
(Ich nehme dies mal aus dem Vorgang da ein Trafo schnelle 
Spitzen/Unterspannung nicht so schnell weitergibt, so mein Gedanke)

Maschine 2 wird nun angeschaltet. In dem Moment wo der Hauptschalter das 
„klack“ für „EIN“ von sich gibt fliegen deutlich hörbar die Sicherungen 
auf 2 Phasen von Maschine 1.

Ein Blick in den Schaltschrank von Maschine 1 ergab ein abgerauchtes 
Invertermodul.

(Am: Eine Einheit die die 3 Phasen auf 600 V Zwischenkreisspannung 
wandelt für die Achsregeleinheiten sowie für die Spindel)

Wie kann sowas passieren?

Der Aufbau beider Maschinen ist Anschlußseitig fast gleich. 3 Phasen und 
PE zum Hauptschalter, dahinter ein Entstörfilter und dann direkt an den 
Inverter angeschlossen.

Bei Maschine 2 jedoch befindet sich noch ein ein Transformator (Baugröße 
gefühlte 300 Watt / 3-Phasen) und ein großer 3–Phasen Kondensator (ich 
vermute so was Ähnliches wie ein Y-Kondensator, da ich sowas noch nie 
gesehen habe) an der Zuleitung zum Invertermodul. Dieser hängt an 3 
Phasen, ob der Metallbecher innen mit PE verbunden ist kann ich nicht 
sagen, es ist zumindest kein PE dort angeklemmt.

Die Kapazität nach Aufdruck wäre 3x 32µF.

Ist es möglich das dieser durch das Einschalten zu einem ungünstigen 
Moment (Halbwelle zu 100% erwischt) eine Phase so in den Keller zieht 
das der Inverter der Maschine 1 aus dem Tritt kommt, das natürlich 
ausregeln will und Sekundenbruchteile später durch die wieder voll 
vorhandene Phasenspannung/Strom dann so das Zeitliche segnen kann?


Beschreibung des Anschlußumfeldes:

Erdkabel mit 120 mm² zum Hauptverteiler (5-Leiter-Alu).

Dort mit 3x 125A auf 90 mm ² (5-Leiter-Alu) zum Unterverteiler (ist für 
125 A ausgelegt)

Da hängt die betroffene Maschine 1 mit 3x63 A dran (HV 
Schmelzsicherungen) und ebenso die Maschine 2, die das Desaster 
ausgelöst hat mit 3x 80A
(Maschine 3 hat 3x 50A)

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Offensichtlich war der Inverter zu empfindlich gebaut, was 
Spannunsspitzen angeht. Und solche Spitzen sind normal.

von oszi40 (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Offensichtlich

Nullpunktverschiebung durch recht hohen, unsysmmetrischen 
Einschaltstrom? oder böse Abschaltspannung? Miß bitte selbst.

von Rainer K. (metallbauer)


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Mir gehts darum zu verstehen was genau passiert sein könnte um sowas mit 
geeigneten Maßnahmen in Zukunft zu verhindern.
So eine Einheit kostet letztendlich ca. 4k €, das überlässt man dann 
ungerne dem Zufall.

von Rainer K. (metallbauer)


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oszi40 schrieb:
> Stefan U. schrieb:
>> Offensichtlich
>
> Nullpunktverschiebung durch recht hohen, unsysmmetrischen
> Einschaltstrom? oder böse Abschaltspannung? Miß bitte selbst.

Ist ein "Netzmonitor" (erwähnte der Techniker) in der Lage solch kurze 
Spitzen/Absacker aufzuzeichnen, oder brauchts da anders Gerät? Eine 
Stromzange am Multimeter ist vermutlich recht ungeeignet da zu Träge.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Rainer K. schrieb:
> Die unbeteiligte Maschine 3 steht ebenso in Bereitschaft, hat jedoch
> einen großen Vorschalttransformator da es ein Japanisches Modell ist.
> (Ich nehme dies mal aus dem Vorgang da ein Trafo schnelle
> Spitzen/Unterspannung nicht so schnell weitergibt, so mein Gedanke)

Das spricht zumindest dafür, das es schnelle Transienten waren, die der 
dicke Trafo wg. seines begrenzten Frequenzganges nicht gut übertragen 
konnte und deswegen den Japaner geschützt hat.
Ein erster Anhaltspunkt ist die Messung der normalen Netzspannung bei 
verschiedenen Betriebszuständen. Wenn euer zentrales Alukabel nicht 
niederohmig genug ist, dann hast du im lokalen Netz grössere 
Abhängigkeiten zwischen den Drehstromanschlüssen und messbare 
Spannungsschwankungen. Es ist klar, das dann auch Transienten 
ungedämpfter zwischen den Maschinen hin- und herhüpfen können.

Rainer K. schrieb:
> ei Maschine 2 jedoch befindet sich noch ein ein Transformator (Baugröße
> gefühlte 300 Watt / 3-Phasen) und ein großer 3–Phasen Kondensator

Denkbar wäre folgendes Szenario: Der Drehstromschütz in Maschine 2 hat 
nicht alle Phasen gleichzeitig aufgelegt, so das sich über den 
Trafo/Kondensator eine Induktionsspannung aufgebaut hat, die auf den 
beiden Phasen Überspannung erzeugt hat, den Umrichter gekillt und dann 
bei Maschine 1 die Sicherungen hat fliegen lassen. Ist natürlich alles 
blanke Vermutung...

: Bearbeitet durch User
von Cyborg (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Trafo/Kondensator eine Induktionsspannung aufgebaut hat,

Beim Einschalten? Da würde ich eher an einen Spannungseinbruch
denken. Beim Abschalten käme dann die Induktivität zum Tragen.
Vermutlich ist einer der Y-Kondensatoren defekt.

Rainer K. schrieb:
> Maschine 2 wird nun angeschaltet. In dem Moment wo der Hauptschalter das
> „klack“ für „EIN“ von sich gibt fliegen deutlich hörbar die Sicherungen
> auf 2 Phasen von Maschine 1.

Es fehlenden da ein paar Hinweise zur Historie der Maschinen,
also wie lange die schon vor Ort stehen und in zusammen in
Gebrauch sind. Welche Sicherungen (Typ und Wert)sind das?

von Olaf (Gast)


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> Mir gehts darum zu verstehen was genau passiert sein könnte um sowas mit
> geeigneten Maßnahmen in Zukunft zu verhindern.

Grundsaetzlich waere es denkbar das die eine Maschine zuviel EMV abgibt 
und/oder die andere zu empfindlich ist. Jetzt sind aber beide von einem 
renomierten Hersteller der wissen sollte was er da macht und der sich 
auch darueber im klaren ist das seine Maschinen in einer rauhen 
Werkshalle stehen. Daher wuerde ich zuerst mal einen guten/erfahrenen 
Elektromeister suchen der mal die Elektrik/Verkabellung genau anschaut. 
Vielleicht wurde da ein Fehler gemacht oder eine Klemme ist locker oder 
sowas...

Olaf

von F. F. (foldi)


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Matthias S. schrieb:
> Ist natürlich alles blanke Vermutung...

... dem stimme ich aber voll zu.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Cyborg schrieb:
> Beim Einschalten? Da würde ich eher an einen Spannungseinbruch
> denken.

Stimmt schon, aber es könnte z.B. sein, das der 3-Phasen Schütz in 
Maschine 2 auf einer Phase Kontaktprobleme hat. Wie gesagt, blanke 
Vermutung, aber ein mögliches Szenario. Bratzelkontakt ruft im Trafo 
Gegen-EMK hervor, Y-Kondensator ist putt oder überfordert, Gegen-EMK 
geht ins Netz.
Das interessante dabei ist ja, das bei zwei Phasen in Maschine 1 die 
Sicherungen flogen und nicht nur bei einer.

Und dann noch Alukabel als zentrale Speisung...

: Bearbeitet durch User
von oszi40 (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Das interessante dabei ist ja, das bei zwei Phasen in Maschine 1 die
> Sicherungen flogen und nicht nur bei einer.

... und diese eine Phase wurde dann recht hoch belastet, was wohl den 
Nullpunkt etwas verschoben haben könnte, wodurch es einem Invertermodul 
durch erhöhte Spannung etwas ungemütlich wurde? Gibt es ein Foto vom 
kranken Invertermodul?

von Dieter W. (dds5)


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oszi40 schrieb:
> ... und diese eine Phase wurde dann recht hoch belastet,

Muss nicht unbedingt sein.
Viele Maschinen/Geräte dieser Leistungsklasse haben keinen N-Anschluss 
sondern erzeugen 230V und andere Steuerspannungen über Trafo(s) aus 
400V.

von oszi40 (Gast)


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Dieter W. schrieb:
> andere Steuerspannungen über Trafo(s) aus 400V.

Das kann durchaus sein. Aber bisher wissen wir nicht ob es "etwas" mehr 
als 400V~ waren und was eigentlich kaputtgegengen ist. Daher gestern 
mein Wunsch nach Inverter-Foto. Evtl. kennt einer den Typ genauer? Es 
könnte auch z.B. eine Resonanz auf der Leitung ein Wunder vollbraucht 
haben. Bisher stochern wir nur im Nebel und der nächste Versuch wird 
wieder einen Inverter kosten...

von Rainer K. (metallbauer)


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Erstmal vielen Dank für die Anregungen.
Ich mache einige Fotos der Typenschilder der verbauten Inverter und 
suche Details der Eingangskonfiguration zusammen um welchen "PhaseCap" 
es sich genau handelt bei Maschine 2.

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