Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Unterschiedliche Grounds verbinden oder nicht


von Anonymus B. (anonymus_bugmenot)


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Hallo zusammen,

ich steuere einen starken Motor über ein längeres Kabel an einem 
Umrichter an. der Umrichter bekommt von mir dazu ein analoges Signal 
(0-5V), welches ich mit einem DAC erzeuge. Dazu kommen noch zwei 
Richtungssignale 24V.

Damit ich mir durch das lange Kabel (geschirmt) und den Umrichter keine 
Störungen ins Board hole, möchte ich beide Schaltungen trennen - der 
Umrichter gibt mir dazu eine eigene Spannungsquelle. Auf dem Board 
benutze ich einen digitalen Isolator, um mit dem DAC zu sprechen und 
Optokoppler, um die Richtungssignale zu schalten.

Die Frage ist nun, ob ich die beiden unterschiedlichen Grounds z.B. über 
einen größeren Widerstand verbinde, damit sie sich angleichen, aber 
trotzdem keine höheren Ströme durchlassen. Der Gedanke dahinter ist zu 
verhindern, dass die unterschiedlichen Grounds so stark unterschiedliche 
Potentiale annehmen, dass der Isolator durchbricht (4kV).

von Dirk F. (dirkf)


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Hallo,
ich kann Deine Frage nicht beantworten.

Aber mir stellt sich eine ähniche Frage:
Ist es bei einem Elektronikgerät mit Metallgehäuse und isolierten 
Netzgerät üblich, GND und PE zu verbinden ?
Nein, Ja direkt, über einen Widerstand oder über inen C ?

von Stefan F. (Gast)


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Dirk F. schrieb:
> Nein, Ja direkt, über einen Widerstand oder über inen C ?

Alle Varianten sind üblich - kein Scherz.

Anonymus_bugmenot A. schrieb:
> Die Frage ist nun, ob ich die beiden unterschiedlichen Grounds z.B. über
> einen größeren Widerstand verbinde

Ich habe das einige male so gemacht, als ich genau so unsicher war wie 
du. Mit den Schaltungen gab es danach nie Probleme. Ich hatte 100Ω 
parallel zu 100nF genommen. Ob das eine gute Idee war, werden die die 
nächsten User sagen, die meine Antwort zerpflücken.

von Gustl B. (-gb-)


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Anonymus_bugmenot A. schrieb:
> Auf dem Board
> benutze ich einen digitalen Isolator, um mit dem DAC zu sprechen und
> Optokoppler, um die Richtungssignale zu schalten.

Wie darf ich das verstehen, du hast/willst eine Platine mit 
Digitalisolator und fragst jetzt ob du da die Massen verbinden sollst 
oder nicht?

Wenn schon Digitalisolator, dann würde ich auch die Massen trennen.
Ich hab das mit ADCs und SPI gemacht weil man über große Masseschleifen 
schnell Störungen bekommt. Gerade dann wenn die angeschlossenen Geräte 
auch noch an entfernten Steckdosen hängen.

von Dirk F. (dirkf)


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Gustl B. schrieb:
> Wenn schon Digitalisolator, dann würde ich auch die Massen trennen.

Das sehe ich auch so, sonst würde ja kein Isolator benötigt.
Also Massen trennen.
Auf 4 KV Potentialdifferenz wirst du wohl nicht kommen.

von Anonymus B. (anonymus_bugmenot)


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Gustl B. schrieb:
> weil man über große Masseschleifen
> schnell Störungen bekommt.

Deswegen überlege ich es ja mit einem großen Widerstand zu verbinden 
(10k z.B., vielleicht auch einige in Reihe geschaltet, um die 
Spannungsfestigkeit zu erhöhen), denn sonst besteht ja die Gefahr, dass 
die GNDs über 4kV auseinander liegen und der Isolator durchschlägt.

von Anonymus B. (anonymus_bugmenot)


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Hier gibts einen interessanten Artikel hierzu:
https://www.ti.com/lit/an/slyt298/slyt298.pdf

von Falk B. (falk)


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Anonymus_bugmenot A. schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> ich steuere einen starken Motor

Wie stark?

> über ein längeres Kabel an einem
> Umrichter an.

Also an 230/400VAC.

> der Umrichter bekommt von mir dazu ein analoges Signal
> (0-5V), welches ich mit einem DAC erzeuge. Dazu kommen noch zwei
> Richtungssignale 24V.

Hmm.

> Damit ich mir durch das lange Kabel (geschirmt) und den Umrichter keine
> Störungen ins Board hole,

Komischer Satz. Wenn das lange Kabel (wie lang?) geschirmt ist, und der 
Schirm sowohl am Umrichter als auch Motor HF-tauglich angeschlossen ist, 
werden das nur sehr wenige Störungen erzeugt. Das ist ja der Sinn der 
Schirmung!

> möchte ich beide Schaltungen trennen

Jaja, der galvanische Trennungsfetisch. Was haben die armen Leute nur 
vor 20-30 Jahren gemacht, das das noch nicht so der Trend war?

> Die Frage ist nun, ob ich die beiden unterschiedlichen Grounds z.B. über
> einen größeren Widerstand verbinde, damit sie sich angleichen,

Was? Warum sollten sie denn das tun müssen? Entweder habe ich eine 
galvanische Trennung und lasse auch einen entsprechenden 
Potentialversatz zu, auch wenn der hier bestenfalls AC Anteile hat. Oder 
ich lass es mit der galvanischen Trennung.

> aber
> trotzdem keine höheren Ströme durchlassen. Der Gedanke dahinter ist zu
> verhindern, dass die unterschiedlichen Grounds so stark unterschiedliche
> Potentiale annehmen, dass der Isolator durchbricht (4kV).

Angststörung.de hilt dir vielleicht.
Im Ernst. Was soll das? Du hast einen 08/15 Umrichter. Der hängt am Netz 
und ist geerdet. Die Steuersignale haben PE-Bezug. Wo zu Geier sollen da 
4kV herkommen? Und selbst wenn, wird das ein hochomiger Widerstand nicht 
verhindern. Und ein niederphmiger schließt dir deine galvanische 
Trennung kurz. Also was nun?

Die galvanische Trennung ist nicht nötig und so sinnvoll wie eine 
C-Impfung! Kann man machen, ist aber mehr Placebo als realer Wirkstoff, 
mit Zusatzzahl, ähhh, Nebenwirkungen bei jedem 1000 Schuß!

P S Die galvanische Trennung hast du schon, nämlich IM Umrichter. Dort 
ist der Leistungspfad von der Steuerelektronik galvanisch getrennt. Du 
musst nur dafür sorgen, daß du dir nicht unnötige Störungen mit dem 
Kabel zum Umrichter einfängst. Das ist aber ein lösbares Problem. 
Geschirmte Kabel sind schon erfunden, im Extremfall sogar Koaxialkabel.

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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[ ] ja
[ ] nein
[ ] vielleicht

immer was gebraucht wird!

von diepoetteringdie (Gast)


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[ ] ja
[ ] nein
[ ] vielleicht
[ ] ich weiss nicht

So muss das!

von A. S. (Gast)


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Mal Dir Deine Schaltung und deren Potentialbezug auf.

Wenn Du nur galvanisch ungebundene Netzteile hast, was passiert, wenn Du 
sie verbindest. Nimm X Ohm als Leitungswiderstand an und schau wo was 
passieren kann.

Wenn 4000V da entstehen können, dann solltest Du Dir um ESD etc Gedanken 
machen. Deine Optokoppler und Isolatoren sind vermutlich weniger 
problematisch als Netzteile, Kabel und Isolationsabstände. Und 10k eher 
Voodoo.

von PC-Freak (Gast)


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Anonymus_bugmenot A. schrieb:
> ich steuere einen starken Motor über ein längeres Kabel an einem
> Umrichter an. der Umrichter bekommt von mir dazu ein analoges Signal
> (0-5V), welches ich mit einem DAC erzeuge. Dazu kommen noch zwei
> Richtungssignale 24V.

Welches ist denn nun das 'lange' Kabel?

Stefan F. schrieb:
> Ich habe das einige male so gemacht, als ich genau so unsicher war wie
> du. Mit den Schaltungen gab es danach nie Probleme. Ich hatte 100Ω
> parallel zu 100nF genommen. Ob das eine gute Idee war, werden die die
> nächsten User sagen, die meine Antwort zerpflücken.

>>  meine Antwort zerpflücken.

Das kannst Du glauben. Was soll der Quatsch mit 100Ω in der 
Masse-Leitung?
Damit verfälscht Du mit jedem Spannungs-Hub auf der GND-Leitung Dein 
Signal!

Wenn das beim Netzteil, beim Umrichter und bei der Steuerung - sei es 
SPS, oder sonstwas Grounds gibt, die es ja geben muss, und ich das eine 
Gerät mit dem anderen verbinden muss, dann sind die Ground's mein Bezug, 
und dann gehört da kein Widerstand in die Gnd-Leitung.

Was soll der Quatsch Stefan?
Wenn Du schon eine Elektronikseite betreibst, dann solltest Du hier 
nicht solche Aussagen treffen.

Nochmal:
Wenn ich von verschiedenen Anlageteilen einen Bezugspunkt brauche, und 
dies dann der Gnd ist, dann gehört der auch mit einem entsprechenden 
Querschnitt verbunden.
In meinen Anlagen mit SPS, ect. sind solche Potentiale je nach Last mit 
1,5mm oder besser 2,5 mm ausgeführt. - je nach Länge, oder Belastung. 
Damit hier keine Verschiebung auftritt.

von Falk B. (falk)


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PC-Freak schrieb:
> Wenn ich von verschiedenen Anlageteilen einen Bezugspunkt brauche, und
> dies dann der Gnd ist, dann gehört der auch mit einem entsprechenden
> Querschnitt verbunden.
> In meinen Anlagen mit SPS, ect. sind solche Potentiale je nach Last mit
> 1,5mm oder besser 2,5 mm ausgeführt. - je nach Länge, oder Belastung.
> Damit hier keine Verschiebung auftritt.

Jain. Diese Betrachtung gilt nur für Gleichstrom und sehr niedrige 
Frequenzen. Sobald es deutlich mehr als 50 Hz sind, wirkt auch eine 
Masseleitung induktiv und kann zu entsprechenden Potentialdifferenzen 
führen. Das gleiche gilt für eingekoppelte Störungen. Trotzdem hast du 
natürlich Recht, eine Masseleitung sollte relativ niederohmig sein.

von Falk B. (falk)


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Stefan F. schrieb:
>> Die Frage ist nun, ob ich die beiden unterschiedlichen Grounds z.B. über
>> einen größeren Widerstand verbinde
>
> Ich habe das einige male so gemacht, als ich genau so unsicher war wie
> du. Mit den Schaltungen gab es danach nie Probleme. Ich hatte 100Ω
> parallel zu 100nF genommen. Ob das eine gute Idee war, werden die die
> nächsten User sagen, die meine Antwort zerpflücken.

Soso. Du verbindest also die Massen in einer galvanisch getrennten 
Schnittstelle mit 100 Ohm // 100nF. Welches Voodoo soll das bewirken? 
Welchen Sinn hat die galvanische Trennung dann noch?

von PC-Freak (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Jain. Diese Betrachtung gilt nur für Gleichstrom und sehr niedrige
> Frequenzen.

'Gnd' gibt es nur bei Gleichspannung.

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