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06 2022 28 www medicaldesign news Antriebstechnik EMV-Verträglichkeit Normprüfungen abgedeckt wie beispielsweise die Störfestigkeit gegen die Entladung statischer Elektrizität ESD sowie gegen hochfrequente elektromagnetische Felder von einem benachbarten Sender die Störfestigkeit gegen schnelle transiente elektrische Störgrößen Burst Stoßspannungen Surge z Bdurch Blitzschlag oder gegen HF-Gleichtaktstörungen auf längeren Sensorund Kommunikationsleitungen Eher für direkt am Netz betriebene Antriebe sind noch Prüfungen bezüglich kurzzeitiger Spannungseinbrüche definiert Die typischen Spannungsschwankungen von mehreren dynamischen Antrieben an einem DC-Netz dagegen sind nicht wirklich erfasst Zusätzliche Entstörmaßnahmen können hier gerade beim Kleinantrieb möglichst kurze Leitungen oder Schutzdioden auf der Versorgungsseite sein Zusätzlich sind Ferritfilter möglich wie sie z Bauch auf analogen PC-Monitoroder Kommunikationsleitungen üblich sind Bild 5 Bild 6 Das Buch informiert umfassend über die elektromag netische Verträglichkeit von Kleinantrieben ÜBer FaulhaBer Der Antriebsspezialist aus Schönaich ist spezialisiert auf Entwicklung Produktion und Einsatz von hochpräzisen Kleinund Kleinstantriebssystemen Servokomponenten und Steuerungen bis zu etwa 250 Watt Abgabeleistung Dazu zählt die Realisierung von kundenspezifischen Komplettlösungen ebenso wie ein umfangreiches Programm an Standardprodukten wie bürstenlose Motoren DC-Kleinstmotoren Encoder und Motion Controller Faulhaber steht weltweit für hohe Qualität und Zuverlässigkeit in komplexen und anspruchsvollen Anwendungsgebieten wie Medizintechnik Fabrikautomation Präzisionsoptik Telekommunikation Luftund Raumfahrt sowie Robotik Vom leistungsstarken DC-Motor mit 224 mNm Dauerdrehmoment bis zum filigranen Mikroantrieb mit 1 9 Millimetern Außendurchmesser umfasst das Standardportfolio mehr als 25 Millionen Möglichkeiten ein optimales Antriebssystem für eine Anwendung zusammenzustellen Dieser Technologiebaukasten ist zugleich die Basis für Modifikationen um auf besondere Kundenwünsche für Sonderausführungen eingehen zu können www faulhaber com Die Hauptherausforderung für die Störfestigkeit der Komponenten sind bei kompakten Antrieben die Encoder Sie müssen ebenfalls auf minimalem Bauraum untergebracht werden Selbst in kleinen Encodern kann jedoch ein ausreichender Schutz gegen ESD durch kompakte Schutzelemente erreicht werden Die für die Störfestigkeit angegebenen Feldstärken stellen in der Regel weder im HFnoch im Netzfrequenzbereich ein Problem dar Störfestigkeit gegen Bursts also schnelle Transienten erfordert Filter sowohl auf den Versorgungsanschlüssen als auch auf den Signalleitungen Das ist aber bereits auf den Versorgungsanschlüssen ein Problem da die Versorgungsspannung typischerweise direkt an die im Encoder integrierten Schaltkreise angeschlossen ist Ein wirksamer Schutz ist hier nur im Gesamtgerät möglich Ein vollständiger Schutz direkt in den Encodern gegen Normstörgrößen ist in der Regel nicht nötig Falls doch könnte eine Schutzdiode z Bin einer Adapterplatine verbaut werden Das Prüfsignal für leitungsgeführte HF-Störungen nach IEC 61000-4-6 ist größer als das Nutzsignal typischer Encoder Gleichtaktfilter in einem Encoder bei Motordurchmessern von lediglich noch 20 bis 22 mm sind jedoch nicht realisierbar Hier muss auf Geräteebene bewertet werden welche Störgrößen zu erwarten sind Gegebenenfalls lässt sich die Störfestigkeit mit extern aufgebrachten Ferriten verbessern Spannungseinbrüche an der Versorgung des Antriebssystems können zur Abschaltung des Systems führen Abhängig vom Puffer der Encoderversorgung im Motion Controller kann dann bei Spannungseinbrüchen auch der Encoder unterversorgt sein Inkrementale Encoder verlieren dabei die absolute Positionsinformation und müssen neu referenziert werden ■ ■ EMVgerechte Auslegung EMV bei Kleinantrieben ist in der medizintechnischen Entwicklung keineswegs trivial Die IEC 60601-1-2 regelt mit welchen elektromagnetischen Störungen Medizingeräte umgehen müssen in welchem Umfang Medizingeräte selbst elektromagnetische Strahlung senden dürfen wie die Anforderungen von der speziellen Umgebung und vom Produktrisiko abhängig sein können wie Hersteller und Prüflabore messen prüfen und dokumentieren müssen und wie die Hersteller das Produkt kennzeichnen sowie welche Informationen in der Gebrauchsanweisung stehen müssen In der aktuellen Version der IEC-Norm verdient der Anhang Fund die dortige enge Verzahnung mit dem Risikomanagement nach ISO 14971 besondere Beachtung Für Medizingerätehersteller welche Kleinantriebe in ihren Produkten verbauen stehen in den meisten Fällen die Antriebsexperten des jeweiligen Lieferanten mit Knowhow und umfassenden Dokumentationen bereit um den Anwender bei der Zertifizierung des Medizingeräts bestmöglich zu unterstützen uh ■ Bild 5 Typi sche Schutz maßnahmen zur erhöhung der Störfes tigkeit von Versorgungs Signal und Kommunikati onseingängen