ノイズの回避

投稿日 2016/11/16
投稿者 Hypertherm

状態

プラズマトーチのパイロットアーク点火中に切断装置の動作が不規則になる:CNC が動かなくなったり (ロックアップ)、トーチキャリッジやビームが位置から外れたり、「逸走」する。予行操作や手動操作では正常に動作する。

背景

プラズマシステムでパイロットアークを点火するために必要な高電圧スパーク (3,000~10,0000 VAC) は、無線周波数 (RF) の電気ノイズを発生します。このノイズが周辺の電気機器に干渉することがあります。

プラズマアーク切断 (PAC) 装置を操作したり修理する前に、取扱説明書の安全に関する説明を必ずお読みください。PAC システムは高圧直流 (DC) 電力を使用します。感電により負傷や死亡事故が発生する危険性があります。

アース接地対ノイズアース

これらの用語は区別されずに使用されますが、2 つの異なった体系を意味します。アース (または電気) 接地では、アースを発電システムの最も低い電位の地点への導電性のある帰還路として使用します。米国の National Electric Code に定義されるアース接地は、地中に少なくとも 8 フィートの深さまで地中に埋め込まれた導電性のある (通常は銅) 棒またはパイプで構成されます。適切な接地を行うためには、金属棒は直径が 7/8 インチ以上でなければなりません。

アース接地は電気を通しますが、ノイズアースは RF 電気「ノイズ」を地中に逃します。RF ノイズは、リードセット内のパイロットアークケーブルから放射状に放出されます。適切なシールドやアースを使用しないと、切断機のあらゆるコンポーネントがアンテナの役割を果たし、プラズマリードからの RF を拾って電子機器に伝達してしまいます。特に影響を受けやすいのは、エンコーダーワイヤー、モーターワイヤー、THCケーブル、および CNC ケーブルです。これらのケーブルや装置がノイズの影響を受けると、誤動作してマシン性能が不規則になる原因となります。

ワークケーブルはアース接地およびノイズアースと同じ端子ストリップに接続されていますが、アース接地でもノイズアースでもありません (図 1 を参照)。ワークケーブルは PAC の電源装置からワークピースへの正 (+) のリードです。このケーブルは、トーチから電源装置への回路を完成し、切断中の DC 電流フローを可能にします (PAC は、トーチ内の電極がマイナス (-)、材料がプラス (+) の DC 電極マイナス (DCEN) プロセスです)。

配線図

推奨されるアース接地

接地棒は 1 本のみが理想的ですが、該当するエリアに最適な抵抗測定値が得られるように、必要に応じた深さに設置する必要があります。乾燥した岩石の多い地面には、一般的に 200 インチを超える長さの接地棒は使用しません。接地棒が深いほど、静電容量がシステムに追加されます。これは、突発的な停電が発生した場合に切断機に電力が「フラッシュバック」される原因となることがあります。

切断機の接続はすべて直列ではなく並列接続にします。アース接地が並列接続されていると、各導体からのノイズが次の接続点に伝送され、その後装置内で消散されます。スターグラウンド設定ではすべての接続が並列接続になり、これもまた接地ループへ接触の可能性が低くなることに注意してください。

各接地棒をテストし、初期測定値を記録します。接地棒を定期的にテストし、正しく機能していることを確認する必要があります。時間の経過に伴って接地棒の導電性が減少したことが判明した場合は、ベントナイトと呼ばれる原料 (井戸掘削会社から入手可能) と水を混合し、接地穴に流し込みます。これにより、接地棒と地面を再び接続することができます。塩は接地棒材を腐食させ、接地の完全な故障の原因となるため使用しないでください。

一本の接地棒で正しい測定値が得られない場合は、最初の接地棒から 25 インチ離れた場所に別の接地棒を埋め込みます。これら 2 本の接地棒を 4/0 ケーブルで接続します。再びそれぞれの接地棒をテストし、測定値の改善を記録します。ただし、どの PAC システムにも 2 本を超える接地棒は使用しないでください。

推奨されるノイズアース

高周波数 (RHF) エンクロージャーをスターグラウンド バスストリップ、または接地棒に直接接続します。ワイヤーゲージは 4-10 AWG 標準銅線が必要です。機械本体、各レール、およびトーチキャリッジから、スターグラウンド・バスストリップまたは接地棒のどちらかに別のワイヤーを接続します。ここでも 4-10 AWG 標準銅線を使用します。トーチリードをワイヤーメッシュシールドで覆います。トーチ取付けチューブの背面から、接地されている電源装置キャビネットまでシールドで覆われるようにします。このシールドはノイズの制御に非常に重要です。

ノイズ問題が発生した場合は、まずアース接地が機能しているかどうかを確認し、次にすべてのノイズ接地接続部が緩んでいたり腐食していないかチェックします。PAC システムではプロセスでウォーターテーブルが使用されるため、スターグラウンド設定の端子ストリップが湿気や熱に曝される場所に設置されることがよくあります。これらの端子が腐食すると、優れた導電性が得られなくなることがあります。接続部がたった 1 箇所ゆるんでいても、切断機の動作に問題が生じることがあります。

投稿日 2016/11/16
投稿者 Hypertherm