隔離器的設(shè)計及工作原理

多臺隔離器同時連接的系統(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)這個原理，在系統(tǒng)里，輸入信號、輸出信號以及電源只要有獨立的電源回路，回路電流就不會流進(jìn)大地或者PLC的參考點， 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)很長的導(dǎo)線連接, 也不會累積起地線誤差電位因為流進(jìn)參考點的電流為零，所以地電平才能真正做到零電位。

在隔離器中，這個獨立的電源由電源變壓器付邊繞組產(chǎn)生，隔離器中每個功能回路，如輸入回路輸出回路等，都需配置一個這樣的獨立電源，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產(chǎn)生多大的地線誤差電位？以下圖進(jìn)行說明。

假設(shè)現(xiàn)場有100個4～20mA信號，如果信號都是20mA，100乘以20mA就是2A，如果100臺表地線電阻為0.5Ω,地電位就上翹1V，這對于250Ω取樣PLC卡件，影響是量程的25％,對于25Ω取樣的PLC卡件來說，影響已達(dá)到量程的250％了。

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

上述隔離模式原理清楚，簡單易行，但要素必須完備。