隔離器的設(shè)計(jì)及工作原理

多臺(tái)隔離器同時(shí)連接的系統(tǒng)電路示意圖

在上圖中，I4=I1+I2+I3 ，I5=0，I6=0，I7=0，I8=0，I9=0，I10=0，I11=0，為什么I5～I(xiàn)11電流為零？

回路電流定理：在獨(dú)立的電源回路中，流出電源正極的電流等于流回電源負(fù)極的電流，這個(gè)結(jié)論基于能量守恒原則，流進(jìn)和流出電流兩者完全相等，如圖。

根據(jù)這個(gè)原理，在系統(tǒng)里，輸入信號(hào)、輸出信號(hào)以及電源只要有獨(dú)立的電源回路，回路電流就不會(huì)流進(jìn)大地或者PLC的參考點(diǎn)， 產(chǎn)生共模電壓誤差，只是浮置在地電平上。即使電源和大地兩者之間用很細(xì)很長(zhǎng)的導(dǎo)線連接, 也不會(huì)累積起地線誤差電位因?yàn)榱鬟M(jìn)參考點(diǎn)的電流為零，所以地電平才能真正做到零電位。

在隔離器中，這個(gè)獨(dú)立的電源由電源變壓器付邊繞組產(chǎn)生，隔離器中每個(gè)功能回路，如輸入回路輸出回路等，都需配置一個(gè)這樣的獨(dú)立電源，如圖。

如果儀表的輸入回路、輸出回路都不使用隔離的電源會(huì)產(chǎn)生多大的地線誤差電位？以下圖進(jìn)行說(shuō)明。

假設(shè)現(xiàn)場(chǎng)有100個(gè)4～20mA信號(hào)，如果信號(hào)都是20mA，100乘以20mA就是2A，如果100臺(tái)表地線電阻為0.5Ω,地電位就上翹1V，這對(duì)于250Ω取樣PLC卡件，影響是量程的25％,對(duì)于25Ω取樣的PLC卡件來(lái)說(shuō)，影響已達(dá)到量程的250％了。

實(shí)際使用中,100臺(tái)儀表的地線連接電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.5Ω，每臺(tái)表的輸出是不停地在4～20mA內(nèi)變化，所以不加隔離，采用銅排來(lái)降低地線電阻，是不可能將系統(tǒng)穩(wěn)定下來(lái)的。

上述隔離模式原理清楚，簡(jiǎn)單易行，但要素必須完備。