Vermeidung von Störsignalen

Eingestellt am 29.12.2015
Eingestellt von Hypertherm

Problem

Die Schneidmaschine zeigt in der Pilotphase des Plasmabrenners willkürliche Reaktionen: Die CNC kann sich „aufhängen“, bzw. der Brennerverfahrschlitten oder der Strahl könnten die Position verlieren und „weglaufen“. Die Bewegung der Maschine ist im Trockenlauf oder im manuellen Betrieb normal.

Hintergrund

Der in Plasmaanlagen für die Erzeugung eines Pilotlichtbogens erforderliche Hochspannungsfunken (3.000–10.000 VAC) erzeugt ein elektrisches Hochfrequenz-Störsignal. Dies kann den Betrieb von in der Nähe befindlichen elektrischen Geräten stören.

Lesen Sie alle sicherheitsrelevanten Informationen in Ihrem Betriebshandbuch, bevor Sie Geräte für die Pilotlichtbogen-Steuerung (PAC) in Betrieb nehmen oder reparieren. PAC-Systeme arbeiten mit Hochspannung und Gleichstrom (DC). Ein elektrischer Schlag kann tödlich sein.

Erdung vs. Störsignal-Ableitung

Obwohl diese Begriffe alternativ verwendet werden, verbergen sich dahinter zwei verschiedene Erdungsschemata. Die (Leistungs-)Erdung nutzt die Erde als leitenden Stromrückleitungspfad zum Punkt mit dem niedrigsten Potential einer Stromerzeugungsanlage. Eine echte Erdung, gemäß Definition durch den National Electric Code, besteht aus einem leitenden Erdungsstab oder Rohr (in der Regel aus Kupfer), der/das mindestens acht Fuß in die Erde getrieben wurde. Der Erdungsstab sollte einen Durchmesser von mindestens 7/8 Zoll haben, um eine ordnungsgemäße Erdung sicherzustellen.

Während der Erdungsleiter Elektrizität leitet, leitet der Störgeräusch-Schutzleiter elektrische HF-Störsignale in die Erde ab. HF-Störsignale breiten sich radial vom Kabel des Pilotlichtbogens im Leitungspaket aus. Ist keine ordnungsgemäße Abschirmung oder Erdung vorhanden, kann jede Komponente an der Schneidmaschine als Antenne fungieren, indem die Hochfrequenzen von den Plasmaleitungen empfangen und auf die elektronischen Geräte übertragen werden. Encoderdrähte, Motordrähte, THC-Kabel und CNC-Kabel sind besonders anfällig. Empfangen diese Kabel und Geräte Störsignale, können Fehlfunktionen auftreten und die Maschine willkürliche Reaktionen zeigen.

Das Werkstückkabel ist weder ein Erdungsleiter, noch eine Störsignal-Ableitung, obwohl es an der gleichen Klemmenleiste angeschlossen ist wie die Erdungsleiter und Störsignal-Ableiter (siehe Abb. 1). Das Werkstückkabel ist die positive (+) Leitung von der PAC-Stromquelle zum Werkstück. Dieses Kabel vervollständigt den Stromkreis vom Brenner zurück zur Stromquelle, und sorgt für den Gleichstromfluss während eines Schnittes. (PAC ist ein Verfahren mit negativer DC-Elektrode (DCEN), bei dem die Elektrode im Inneren des Brenners der Minuspol (–) und das Werkstück der Pluspol (+) ist.)

Diagramm

Empfehlungen zur Erdung

Installieren Sie nur einen Erdungsstab, diesen jedoch so tief wie erforderlich, um den korrekten Widerstandswert für Ihr spezielles Gebiet zu erhalten. Erdungsstäbe mit einer Länge von mehr als 200 Zoll sind bei einem trockenen, felsigen Untergrund keine Seltenheit. Je mehr Erdungsstäbe eingetrieben werden, desto höher die Kapazität des Systems. Dies könnte bei einem Stromausfall ein „Rückschlagen“ des elektrischen Stroms in die Schneidmaschine zur Folge haben.

Machen Sie alle Anschlüsse der Maschine in Parallelschaltung, und nicht in Serienschaltung. Wenn die Erdungsleiter in Serie geschaltet sind, wird das Störsignal von jedem Leiter zum nächsten Anschlusspunkt übertragen und dann in das Gerät geleitet. Beachten Sie, dass bei der Sternpunkterdung alle Anschlüsse parallel sind, wodurch das Risiko des Auftretens von Erdschleifen reduziert wird.

Jeder Erdungsstab muss geprüft werden; zeichnen Sie zudem die Anfangsmessergebnisse auf. Erdungsstäbe sollten regelmäßig überprüft werden, um sicherzustellen, dass sie noch ordnungsgemäß funktionieren. Wird erkannt, dass sich die Leitfähigkeit des Erdungsstabs mit der Zeit verringert hat, kann sogenanntes Bentonit (erhältlich von Brunnenbohrfirmen) mit Wasser vermischt und in die Bohrung für die Erdung eingefüllt werden. Dadurch wird die Verbindung zwischen Stab und Erde wiederhergestellt. VERWENDEN SIE KEIN SALZ, da dies Korrosion am Erdungsstab und einen vollständigen Ausfall der Erdung zur Folge haben könnte.

Wenn von einem einzelnen Erdungsstab keine korrekten Messergebnisse erhalten werden, machen Sie im Abstand von mindestens 25 Zoll zum ursprünglichen Erdungsstab einen neuen Erdungsstab. Verbinden Sie diese beiden Stäbe mit einem 4/0-Kabel. Prüfen Sie nun erneut jeden Erdungsstab und halten Sie die Veränderung fest. Es sollten jedoch nie mehr als 2 Erdungsstäbe für ein PAC-System installiert sein.

Empfehlungen zur Störsignal-Ableitung

Hochfrequenzgehäuse (RHF) entweder an der Sternpunkt-Erdungsklemme oder direkt am Erdungsstab. Dies sollte Kupferlitzendraht mit einem Durchmesser von 4–10 AWG sein. Verlegen Sie einen separaten Draht vom Maschinenträger, von jeder Schiene und vom Brennerverfahrschlitten entweder an die Sternpunkt-Erdungsklemme oder direkt an den Erdungsstab. Dies sollte wieder Kupferlitzendraht mit einem Durchmesser von 4–10 AWG sein. Verwenden Sie zum Abdecken der Brennerschlauchpakete eine Abschirmung aus Metallumflechtung. Die Abschirmung sollte von der Rückseite des Brennermontagerohrs zum Stromquellengehäuse verlaufen, das geerdet ist. Diese Abschirmung ist besonders wichtig für die Kontrolle von Störsignalen.

Treten Störsignalprobleme auf, prüfen Sie zunächst, ob der Erdungsleiter durchgehend ist; prüfen Sie dann alle Erdungsleiter-Anschlüsse auf lose Verbindungen oder Korrosion. PAC-Systeme verwenden bei ihren Verfahren Wassertische, und die Klemmenleiste für eine Sternpunkterdung befindet sich häufig in einem Bereich, der Feuchtigkeit und Wärme ausgesetzt ist. Korrosion an diesen Klemmleisten kann die Leitfähigkeit beeinträchtigen. Eine lockere Verbindung kann dazu führen, dass die Maschine ein Eigenleben entwickelt.

Eingestellt am 29.12.2015
Eingestellt von Hypertherm