Pytanie:
Indukcja magnetyczna w liniach danych z linii prądu stałego
Nabeel Ahmad
2017-06-23 11:49:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Doświadczyłem awarii łączy RS-485 z powodu indukcji magnetycznej z linii zasilających akumulator ~ 52V biegnących równolegle bardzo blisko siebie. Standardowe ekranowanie wokół kabli RS-485 nie rozwiązało problemu, ale odstęp wynoszący 1 cal tak. Usterka prawdopodobnie wystąpiła, gdy wysoki prąd taki 90A został przerwany przez otwarcie przekaźnika lub wyłącznika. Mam następujące pytania dotyczące takich przypadków:

  1. Normy: czy są jakieś przyjęte wytyczne dotyczące odstępów w tym konkretnym scenariuszu? Zalecenia, które widziałem, są oparte na przypadkach okablowania domowego, w których istnieje szansa na zwarcie linii danych i linii energetycznych przechodzących przez ściany. Co więcej, sekcja 1.16 „Odstęp elektryczny” IPC-A-620B (2012) pozostawia odstępy między kablami zgodnie z projektem i podaje jedynie wytyczne oparte na napięciu. I chociaż testy IEC 61000-4-x wydają się być tutaj bardzo przydatne, najwyraźniej skupiałyby się na ochronie na poziomie transiwera.
  2. Obliczenia i symulacje: jakie jest zalecane podejście do obliczania indukowanego napięcia lub mocy w takich przypadkach? Jakie narzędzia są rozpowszechnione w branży do komputerowych symulacji takich scenariuszy? Czy po takich obliczeniach następują testy eksperymentalne?
  3. Zachowanie się prądu stałego podczas wyzwalania: to jest bardziej ogólne pytanie. W przypadku scenariuszy symulacyjnych, takich jak ten opisany, prawdopodobnie będę musiał przyjąć maksymalną wartość di / dt. Jak szybko iw jaki sposób prąd stały kończy się, gdy jego ścieżka zostaje przerwana przez wyłącznik kompaktowy lub przekaźnik zatrzaskowy? Czy zależy to od źródła i obciążenia? Czy w tym przypadku można zastosować przebiegi z innych przypadków, czy też będę musiał zebrać dane empiryczne dla mojego własnego systemu?
Dwa odpowiedzi:
Dmitry Grigoryev
2017-06-23 12:25:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nie mam żadnego szczególnego doświadczenia z taką symulacją, ale z empirycznego punktu widzenia sensowne jest dodanie koralika ferrytowego, aby ograniczyć skok prądu rozruchowego i / lub nasadki, która pochłonie skok napięcia, gdy prąd ustanie:

schematic

symuluj ten obwód - schemat utworzony przy użyciu CircuitLab

Szczególnie w twoim przypadku nasadka powinna być przydatna, ponieważ twoje kable już zapewniają wystarczającą indukcyjność, jeśli są wystarczająco długie.Dodanie nasadki spowoduje bocznikowanie większości skoku, który występuje, gdy prąd ustanie, zamiast pozwolić, aby skok ten wszedł do linii RS-485 przez pojemność pasożytniczą.Lub możesz zmniejszyć tę pojemność, zwiększając odstęp, jak już widzieliście.

Dziękuję za tę perspektywę.Mój wniosek był taki, że indukcja elektromagnetyczna jest zaangażowana w przypadku nieustalonych prądów, w przeciwieństwie do indukcji elektrostatycznej (tj. Sprzężenia indukcyjnego w przeciwieństwie do sprzężenia pojemnościowego).W związku z tym pasożytnicze C na schemacie będzie działać tylko wtedy, gdy wystąpi na nim skok napięcia, co, jak przypuszczałem, jest mało prawdopodobne, ale nie mogę być tego pewien.Twoje rozwiązanie może rozwiązać problem, podobnie jak zwiększenie wolnej przestrzeni.Jednak moim celem jest tutaj znalezienie pierwotnej przyczyny, a także ustalenie współczynnika bezpieczeństwa.
@nbl Jeśli podejrzewasz sprzężenie indukcyjne (i być może masz rację, znasz swój system lepiej niż ja), dodanie koralików ferrytowych może pomóc: zmniejszy to bieżącą szybkość zmian, a tym samym EMI w twoich liniach RS-485.Zapraszam do opublikowania ewentualnych ustaleń dotyczących pierwotnej przyczyny jako odpowiedzi. Z przyjemnością je przeczytam i zagłosuję.
Andy aka
2017-06-23 15:08:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Normy: czy istnieją jakieś przyjęte wytyczne dotyczące zezwolenia odległości w tym konkretnym scenariuszu?

Kiedy wychodzisz na zewnątrz w łagodny i pochmurny dzień, przykrywasz się, ponieważ wiesz, że słońce może nadal powodować oparzenia słoneczne, jeśli jest zbyt długo wystawione na słońce. Jest to równoważne z oddaleniem kabli od siebie (tak jak to zrobiłeś).

Jeśli zrobi się cieplej i jaśniej, załóż okulary przeciwsłoneczne i kapelusz. Jeszcze cieplej i nałożysz krem ​​z filtrem.

To samo dotyczy EMI do kabli do transmisji danych - podejmujesz odpowiednie i wygodne działanie. Jeśli oznacza to skrętkę, zrób to.

Jeśli oznacza to ekranowaną skrętkę, niech tak będzie. Jeśli musisz unikać prądów ziemnozwarciowych przedostających się przez kable danych, to kończysz solidnie tylko na jednym końcu, a może przez 10 nF na drugim końcu.

Jeśli napięcie indukowane w trybie wspólnym jest wystarczająco wysokie, aby potencjalnie wypchnąć odbiornik RS485 poza jego zakres wejściowy trybu wspólnego, należy użyć izolowanego odbiornika (blokada przeciwsłoneczna).

Innymi słowy, istnieją środki ostrożności i możesz wziąć je wszystkie, ale wiążą się one z kosztami i pewnymi ograniczeniami wydajności (czasami).

Obliczenia i symulacje: jakie jest zalecane podejście obliczanie indukowanego napięcia lub mocy w takich przypadkach?

Prawo indukcji Faradaya jest dobrym punktem wyjścia, ale oszacowanie poziomów indukcji szybko staje się trudne, gdy przewody są skręcone, a źródło zakłócające znajduje się blisko (pole bliskie). Dlatego podejmujesz środki ostrożności, na które Cię stać, i radzisz instalatorom, aby nie robili „tego” i „tamtego”.

Zachowanie się prądu stałego podczas wyzwalania

Możesz spróbować i wymodelować to. Znasz typ kabla, dzięki czemu możesz sprawdzić lub oszacować indukcyjność i pojemność. Możesz modelować to jak linię transmisyjną i zobaczyć, jaki uzyskasz di / dt. Robi to wiele symulatorów. Dopiero wczoraj używałem modelu t-line do podobnej rzeczy.

To jest pomocne.Czy w przypadku symulacji sprzężenia kabli jest jakaś korzyść ze stosowania symulatorów EM, takich jak narzędzia do analizy obwodów FEKO, takie jak LTSpice?
Nie używam takich narzędzi, szacuję sprzężenie i używam standardowego sima.


ⓘ
To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...