Domande generali per progettare il quadro dell'elettronica

[tutù]

Salve ragazzi, devo capire come progettare il quadro che ospiterà l'elettronica della mia CNC ed è da qualche settimana che leggo topic in questa sezione del forum nel tentativo di mettere una pezza alla mia ignoranza, parecchi dubbi me li son tolti ma altri non riesco a colmarli per cui vi chiedo qualche compassionevole delucidazione:
1) in che materiale scegliere il box per l'elettronica?
Ho visto che in parecchi usano case di pc, altri box in metallo più specifici, altri vanno dal legno alla plastica e via dicendo... ora magari è ininfluente ma per quanto riguarda le possibili interferenze elettromagnetiche (cosa su cui so pochissimo) un box in metallo farebbe tipo da "gabbia di faraday" schermando i componenti da interferenze provenienti dall'esterno?
2) Mettere insieme la parte di potenza e quella di controllo o tenerle in box separati?
Ho visto che in moltissimi mettono nello stesso box sia i trasformatori/alimentatori che i driver che le schede di controllo usb/parallela quindi si suppone che non facciano interferenza l'uno con l'altro, invece l'inverter va messo ben lontano perchè le interferenze le fa eccome... davvero mettere tutta l'elettronica assieme non può dare problemi?
3) A quale/i componente/i riservare una messa a terra dedicata?
Da quel poco che ho capito ci sono pareri contrastanti tra datasheet, manuali, esperienze personali, buonsenso etc e l'unica cosa che mi è sembrata essere più unanime è non avere una messa a terra comune per l'elettromandrino (ed eventuale inverter) e il resto dell'elettronica, cosa per altro per me attualmente impossibile... qualcuno sarebbe così gentile da illuminare la mia buia ignoranza?

Di dubbi me ne verranno altri, poco ma sicuro, intanto vi ringrazio in anticipo e vi faccio vedere i componenti elettronici di cui per ora dispongo:
3 x Alimentatori switching Siemens Sitop 6EP1336 da 24v 20A che vorrei collegare in serie (LINK)
3x Driver Longs-motor D2HB882MB (http://www.longs-motor.com/productinfo/ ... 0_132.aspx)

[Zebrauno]

1) sempre e solo metallo a copertura integrale. In un'epoca dove sono piu' i cellulari che le persone non puoi permetterti di lasciare scoperto nemmeno un buco da 3mm...

2) se le separi e' meglio
3) qualsiasi cosa abbia il simbolo della terra va connessa a terra verso un unico punto di raccolta generale. Poi se ci sono problemi tra masse e terre a causa di ground loops nascosti lo dovrai scoprire e risolvere direttamente tu.

Il discorso non vale, a priori, sui tuoi alimentatori switching che metterai in serie...e' chiaro che se il loro GND e' a terra (per qualsiasi ragione) allora NON potrai collegarli a terra.

ciao

[tutù]

Grazie mille Zebrauno per la velocissima risposta! Io già mi stavo rallegrando per aver trovato in cantina un quadro enel in vetroresina vuoto, menomale che ho chiesto, dopo la tua spiegazione lo escludo all'istante!
Riguardo al separare le parti potrei fare in diversi modi: è bene che metta in un box gli alimentatori ed in un altro box i driver + controllo oppure in un box alimentatori + driver ed in un altro il solo controllo? Oppure li separo tutti e tre?
Ultima cosa, abbi pazienza, non riesco bene a capire quando dici "e' chiaro che se il loro GND e' a terra (per qualsiasi ragione) allora NON potrai collegarli a terra" ... stai intendendo che si verrebbe a creare uno di quei famigerati ground loop perchè chiuderei l'anello?

[walgri]

Comincia a ragionare su cosa ne è del collegamento in serie degli alimentatori se il loro GND (il morsetto -, per intenderci) è collegato alla terra (ad esempio sulla carcassa) e si collegano assieme tutte le carcasse tramite, appunto, la terra.

[tutù]

Se il negativo dell'output a 24 volt di ogni alimentatore fosse collegato alla messa a terra manderei in cortocircuito ogni alimentatore con mio sommo disappunto! Nella mia ignoranza pensavo che la linea a 220v soltanto fosse da collegare alla messa a terra, non anche l'output DC a 24v Intanto ho scaricato lo schema elettrico dell'alimentatore dal sito della siemens, appena trovo un programma per aprirlo approfondisco. Sul sito della siemens ho trovato una interessante faq sul collegamento in serie degli alimentatori e parla proprio di dove mettere la messa a terra in uscita tra 2 alimentatori scegliendo tra 3 diversi punti del circuito, mi viene da pensare/sperare che quindi il polo output negativo non sia già collegato alla messa a terra giusto? O non ci ho capito nulla? vi allego l'immagine dell'originale ed il link della pagina tradotta: https://eb.automation.siemens.com/mall/ ... ts/7010111

[Zebrauno]

Lato 220V hai sicuramente la messa a terra. E questa e' collegata allo scafandro, con grandi probabilita'.

Quello che devi verificare e' che il GND in uscita NON sia collegato a terra internamente.

Nemmeno sto a dirti che tu ovviamente NON dovrai collegarlo a terra in nessun punto, nemmeno nelle apparecchiature a valle, se non vorrai fare un botto.

[ema_72]

Vi seguo con interesse perché mi interessa anche a me, ma finora sarò sincero non ho capito cosa intendono zebra e walgri

[Franco99]

(Vedi immagine allegata).

I tuoi Sitop 6EP1336 possono essere collegati in serie.

Nel datasheet del link del tuo primo messaggio c'è scritto:

Output: Controlled, isolated DC voltage.

Come spiegato nell'altro tuo link, se metti in serie le uscite dei due alimentatori
devi aggiungere due diodi Schottky che avranno questa funzione:

I diodi V1 e V2 servono allo scopo di proteggere i condensatori elettrolitici
contenuti negli alimentatori da tensioni inverse > 1 V. A causa della fase di
avvio a regime, che non può essere assolutamente contemporanea (anche all'inserzione
con interruttore di rete comune si hanno normalmente differenze di alcuni 10 ms nel
ritardo all’avvio), l'alimentatore più veloce fornisce corrente nell'uscita "-"
dell'alimentatore più lento, il cui condensatore di uscita risulterebbe così caricato
al contrario in modo non consentito.
Resto del testo: LINK

Diodi Schottky da 8A tipo SB860 li trovi alla distrelec.it con il numero di articolo 600689.
Datasheet del diodo Schottky SB860: LINK

Saluti,

Franco

[Franco99]

(Dimenticato nel messaggio precedente).

Se l'asse della CNC è pesante, in fase di decelerazione il motore passo-passo
si comporta come un generatore e questo fa aumentare la tensione presente
all'uscita dell'alimentatore. Nel datasheet del link del primo messaggio del thread
c'è scritto che l'alimentatore ha una protezione contro le sovratensioni.
(Protection and monitoring / Output overvoltage protection < 35 V).
Nella pratica bisognerà vedere cosa succede quando interviene questa
protezione. (Se metti in serie due alimentatori la tensione massima di
intervento della protezione si raddoppia). La tensione d'uscita dell'alimentatore
è regolabile da 24V a 28,8V, ci si deve aspettare che la protezione contro le sovratensioni
si attiverà sopra i 30V, senza mai superare i 35V come scritto nel datasheet.

Saluti,

Franco

[tutù]

Grazie Zebrauno per la pazienza e per volermi evitare il botto, e grazie Franco99 per la spiegazione, il link e le considerazioni che io non avevo assolutamente fatto, ho però qualche piccolo dubbio:
1) nell'esempio sul sito della Siemens i due alimentatori sono da 10A e consiglia diodi da 8A, i miei alimentatori invece sono da 20A e sono 3, quindi mi ci vuole un diodo da 20A e... quanti volt? Non inferiore a 24, 48 o 72v? Nella mia ignoranza direi che al momento dell'accensione di 3 alimentatori in serie (che per l'appunto non può avvenire nella pratica nello stesso istante per tutti, sennò il diodo non serviva) ogni singolo alimentatore può per una frazione di secondo ritrovarsi una "controcorrente" al suo output pari o a quella di uno solo o massimo di entrambi gli alimentatori suoi compari, dipende dal fatto che lui sia il secondo o il terzo ad accendersi, quindi massimo 48v giusto?
2) nel datasheet dell'alimentatore la Siemens consiglia di mettere un magnetotermico prima dell'alimentatore, con tanto di modello preciso (vedasi la seguente immagine presa dalla pagina 2 del LINK del datasheet), ho da supporre che per tre alimentatori dovrò comunque utilizzare un solo magnetotermico per tutti (col triplo delle ampere) e non uno per ciascuno, giusto?
3) Tra l'altro il magnetotermico che la Siemens consiglia a me sembra trifase stando al datasheet (ecco il LINK) o sbaglio? Mi cambia qualcosa a conti fatti?
Abbiate pazienza, sono parecchio ignorante in materia

[Franco99]

I diodi Schottky da 8A tipo SB860 tengono correnti di picco superiori a 100A.
Nei diodi passa corrente solo eventualmente durante la fase di accensione
degli alimentatori che dura pochi millisecondi. (Vedi spiegazione nei messaggi
precedenti). La corrente di picco che tengono i diodi SB860 è almeno 5x superiore
alla corrente fornita dagli alimentatori in fase di accensione.

I diodi SB860 tengono una tensione inversa di 60 volt. Durante il normale
funzionamento (come da schema allegato sotto) saranno esposti ad una tensione
inversa massima di 28,8V. Durante la fase di accensione degli alimentatori
i diodi andranno eventualmente in conduzione e la tensione diretta ai loro
terminali sarà inferiore a 0,6V, tensione (inversa) non pericolosa per i
condensatori presenti negli alimentatori.

La Siemens nel loro esempio dei due alimentatori da 10A 24V consigliavano
un diodo Schottky SB340 da 3A che tiene un tensione inversa di 40 volt.

* * *

Usa un magnetotermico da 10A con caratteristica d'intervento "C".
(Un magnetotermico per tre alimentatori). Se metti magnetotermici
separati per ogni alimentatore rischi di disinserire per errore uno o
più alimentatori cosa che non farà piacere ai diodi da 8A.

Il tuo alimentatore è fornibile anche in versione trifase, per questo
motivo il fabbricante consigliava un magnetotermico a tre poli.

Saluti,

Franco

[tutù]

Grazie mille per la disponibilità Franco, troppo gentile! Seguirò pedissequamente le tue istruzioni!
Ho un altro dubbio (tanto per cambiare eh?) e riguarda il filtro di rete: da quel che ho letto qui sul forum e altrove su internet mi è sembrato di capire che sia un componente alquanto utile ma non riesco a capire bene quali parametri valutare nella sua scelta visto che, oltre a Volt e Ampere, se uno va a vedere i datasheet ci sono anche i dB di attenuazione, il range di frequenza, nonchè altre sigle per me incomprensibili... Quali parametri oltre Volt e Ampere devo prendermi la briga di leggere nel datasheet per sapere se il filtro fa al caso mio?

[Franco99]

I tuoi tre alimentatori hanno già i filtri EMC integrati.
Emitted interference: EN 55022 Class B

* * *

Se vuoi diodi Schottky SBX2050 da 20A 50V li trovi alla distrelec.it con il numero articolo 603852.

Con un diodo da 20A non c'è problema anche se un alimentatore si spegne dato che la corrente
fornita dagli altri alimentatori ancora accesi passerà attraverso il diodo senza danneggiarlo.
Purtroppo non sappiamo ancora come si comporteranno gli alimentatori quando, in fase di
decelerazione, il motore passo-passo farà aumentare la tensione. Non si può escludere che
quando si verifica una sovratensione un alimentatore o più alimentatori facciano un shutdown.

Saluti,

Franco

[tutù]

Grazie mille Franco, neanche avevo capito che quell "Emitted interference: EN 55022 Class B" fosse riferito ai filtri! Per quanto riguarda il discorso della frenatura e dei possibili problemi... incrocio le dita per ora, mi spiacerebbe davvero dover sostituire questi alimentatori. Cosa potrei fare in linea generale per limitare questa possibilità? Quanto meno evitare di sovradimensionare i motori? Grazie ancora

[Zebrauno]

Il tuo quadro in vetroresina potresti usarlo ugualmente, basta che ti procuri la vernice a base di grafite da spruzzare al suo interno per creare un velo conduttivo.
Poi, se ne trovi a buon prezzo, applichi del nastro in rame adesivo su tutta la superficie interna, sportello incluso, sovrapponendolo almeno 5mm tra due strisce.
Io uso quello largo 50mm, ho schermato molte cose in questo modo...bisogna assicurarsi che le sovrapposizioni siano ben pressate in modo da ripristinare al massimo la conduttivita'.

ciao