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计算机控制系统接地技术分析

计算机控制系统接地技术分析

点击数:7939 次   录入时间:03-04 11:47:04   整理:http://www.55dianzi.com   电工文摘
直流工作接地

    这里的直流地是指计算机控制系统中的直流电源的地线,就是计算机本身的逻辑参考地,即计算机控制系统中的数字电路的等电位地;放大器1采样/保持器以及A/D转换器输入信号的零电位(称为模拟地);传感器的地(称为信号地),目的是保证控制系统电路工作时有一个统一的基准电位,不致因零电位浮动而引起信号的误差,在具备统一的基准电位时,还可防止外界电磁场干扰。这个基准电位点(面)对整个系统来说是一个参考面,不一定就是大地零电位,本身可能带电,此等电位点又称“工作地”。这个“工作地”只是用来描述具有零伏电位的有关系统接到基准点、线或平面上,由于零电流接地故障和短路电流的短时出现,该零伏电位基准点、线或平面对远处的大地来讲,可能具有很高的电位,但对有关系统来说,仍然是零伏电位。

    (1)悬浮接地:当该“工作地”不直接地时,称为悬浮接地,当“工作地”与大地之间的绝缘电阻值大于1MΩ时,可以认为直流工作接地是悬浮的。其优点是可以避免电路之间产生导电性电磁干扰,这产生地环路和电气噪声。适用于:杂散分布电容耦合通路可忽略不计和频率较低的情况,作法见图1;

    (2)直接接地:当该“工作地”经一低阻抗通路接至大地时,称为直接接地。当悬浮接地不满足上述条件时,就必须采用其它的接地形式。通常采用直流直接接地的作法,直流地的接地电阻原则上越小越好,就目前国内外生产的计算机看,一般小于1Ω,对此处理主要有三种方法:

    ①串联接地:将计算机控制系统中各设备的直流工作接地以串联的方式接至“直流地”母线上。作法见图2;

    ②并联接地:将计算机控制系统中各设备的直流地并联接至“直流地”母线上,作法见图3;

    ③网络接地:就是利用一定面积的铜排,在活动地板下组成铜排网络。为了保证绝缘,铜排网下需垫2~3mm厚的绝缘橡皮或其它绝缘物体。各设备的直流工作接地接至网络,同时网络与接地体相连。当网络边长等于30MHz波长,0.5m时,对从直流到30MHz的所有频率,在接地网上任何两点之间几乎没有电位差,作法见图4。

    以上三种接地方式的采用,应根据机房面积、计算机的工作性质、干扰源的情况和计算机厂家安装要求等实际情况综合加以确定;

    (3)数字地和模拟地:在计算机控制系统中,数字地和模拟地都是直流工作地,但在系统内部必须分别接地。即使同一芯片上有两种地也要分别进行接地,然后仅在一点处把两种地连接起来。否则,数字回路通过模拟电路的地线再返回到数字电,将会对模拟信号产生影响,作法见图5。

    1.2.2 交流工作接地

    交流工作接地又称功率地,是控制系统中交流电源及交流大电流电路的接地,其性质和电力系统中的工作是一样的,实际上就是低压电力系统中,交流电力变压器地,它属于大电流系统的地,这样做的目的只有一个:安全。这个地有两个作用:

    (1)通过低阻抗导体把所有设备连接在一起,并把这个系统接到接地装置上去,于是,所有设备具有同样的电位,且此电位是地电位。这样,即使在故障状态下,任何两个暴露的非带电的金属之间或非带电金属与地之间,都不存在不安全的电位差;

    (2)设备接地为故障电流提供了一条安全的低阻抗返回通路,可以让过电流装置快速切除故障,使损坏减至最小。同时,又保证电路的干扰信号泄漏到大地中,不致干扰灵敏的信号电路或测量回路。对于直流地来说,它是噪声地。我国通用电气规程规定:交流工作地的接地电阻应小于4Ω。

    1.2.3 保护接地

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