¿Cómo vivir con ruido y bucles de tierra en un sistema con Electrónica, Electrónica de Potencia, Máquinas Eléctricas, Potencia Trifásica y varios cuadros?

Los esquemas de conexión a tierra pueden crear problemas, pero no siempre. Si tiene problemas con el ruido en su sistema, aquí hay dos configuraciones de conexión a tierra para verificar que van a causar problemas:

1) Bucles de tierra: si tiene un escudo, puede hacer un bucle gigante con los escudos y las tierras de los dispositivos. A veces es ventajoso romper el escudo en un extremo o en el otro para detener las corrientes. Otra forma es usar aisladores de señal para romper la conexión. También es posible colocar la conexión a tierra al lado del cable y eliminar el bucle de esa manera también.

2) Ruido de modo común El otro problema surge cuando hay una gran corriente que pasa por un fondo compartido por dos dispositivos. La gran corriente hará que la resistencia del cable cree un voltaje. (los cables suelen estar por debajo de un ohmio, por lo que para una corriente de 100 mA obtendrá una compensación de 50 mV de un cable de 0,5 Ω$V = I*R$)

Para combatir esto, no comparta terrenos, a veces las topologías en estrella son mejores. El uso de cables de menor resistencia también ayuda.

Si ve interferencias de CA en las líneas, puede bloquear las corrientes de CA con una abrazadera en una perla de ferrita. EMC es más un arte que una ciencia, la razón por la que digo esto es que hay tantos factores y cada sistema es diferente.

Hay pares de transmisor-receptor de señal de instrumentación que están hechos para entornos difíciles en fábricas, embarcaciones, etc. Úselos. Hay aisladores galvánicos que pueden romper los bucles.

No utilice la distribución de alimentación de CC GND como forma de señal. Al menos use señales balanceadas para sensores y controles de baja potencia.

Cables: El par trenzado evita que el campo magnético penetre entre los cables de señal balanceados. Si todos los cables de señal débiles pasan por un tubo de hierro grueso sin bucles, entonces los campos magnéticos no pueden causarles voltajes confusos. Esto significa: un dispositivo obtiene todos sus cables no aislados a lo largo de un tubo.

Lea el comentario (por skvery). Está lleno de detalles. Aprende algo serio sobre instrumentación industrial. Tener una consulta local.

Los cables trenzados CAT-6 (STP) son una excelente opción, pero no son buenos a menos que también use un PHY similar a Ethernet para lograr un CMRR muy alto o al menos un estrangulador de CM en el receptor.

1. Sugiero pares trenzados para todas las potencias y señales a fin de equilibrar y reducir las emisiones y la entrada en los cables de señal. Las señales diferenciales balanceadas son las mejores para la inmunidad y el estrangulador CM hace esto elevando la impedancia CM de ambos cables sin afectar la impedancia diferencial La solución simple es agregar grandes estranguladores de ferrita de mu adecuado para que coincida con el rango de frecuencia de interés Esto agrega un transformador CM al haz de cables para aumentar la impedancia de CM y, por lo tanto, reducir la corriente y el voltaje de ruido

2. Está aprendiendo por las malas que los problemas de EMC existen en la vida y debe planificar la inmunidad de manera más inteligente la próxima vez.

3. Si estudió las leyes de Ohm, Ampere, Lenz, Gauss y Ampere para darse cuenta de que debería poder entender cómo aplicarlas con cargas desequilibradas de alta impedancia (baja corriente) y campos de fuerza de línea magnética altos y campos eléctricos altos que irradian alrededor del habitación.

4. Simplemente tome cualquier sonda de alcance y use su cuerpo como antena para ver qué campo E tiene, luego haga un bucle grande y acorte la sonda para ver el campo H (con algunas vueltas puede ayudar) Incluso mida el voltaje entre la carcasa de una computadora portátil y la tierra tierra usando dos sondas en modo diferencial o un DMM. Es posible que se sorprenda al ver de 25 a 75 voltios en promedio.

Utilice un multímetro digital para medir el voltaje de CA del ruido de tierra y tenga en cuenta que puede ser de alta impedancia, que se puede desviar a la tierra de su instrumento común donde las señales analógicas se capturan con un límite de RF para que no se induzca la corriente de CA. (10nF)

• La mejor práctica es usar STP o pares trenzados blindados con blindaje terminado solo en la fuente. y use filtros de línea para reducir el ruido conducido y blindaje o manguitos de ferrita CM para cables de alta impedancia.

p.ej

Obtengo 25 Vac entre la carcasa de mi computadora portátil (flotante) y la conexión a tierra de CA y si uso mi dedo para generar más capacitancia en la carcasa de la computadora portátil con la sonda. Si uso mi cuerpo (los dedos en cada sonda) para desviar ese voltaje (seguro), estoy aplicando efectivamente una capacitancia de derivación de 1nF y el DMM cae a <1V y el zumbido del altavoz externo desaparece. Las computadoras portátiles son receptores de ruido notorios para el ruido SMPS flotante. porque el lado de CC está flotando por razones de corriente de falla a tierra. Pero cuando sabe que la señal de tierra de CA solo tiene alta impedancia o ruido de RF, unir estas tierras evitará fugas de CA en la frecuencia de la línea, pero suprimirá el zumbido de SMPS en frecuencias más altas.

Siempre aprenda a usar dos sondas 10:1 para medir el ruido y pruébelo conectándolos al mismo punto para obtener una línea plana AB, entonces sabrá que su método es limpio cuando mida el ruido de tierra diferencial. TAMBIÉN tenga en cuenta que la tierra de la sonda debe ser <1 cm si mide señales con un tiempo de subida <100 ns, ya que la tierra de la sonda L y el cable C resuenan cerca de 20 Mhz.

Este es un consejo improvisado de un ingeniero de pruebas con 40 años de experiencia.

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