배선과 노이즈 2

 

전자기 유도에 의한 상용 주파수 노이즈

대형 모터와 같은 동력 기계는 구동에 큰 전류가 필요합니다. 전류가 흐르면 자기장이 발생하고, 자기장을 도선이 가로지르면 기전력을 발생시킨다.

트랜스와 모터는 코일에 전류를 흘려 자계를 발생시켜 2차측 코일에 전력을 보내는 것입니다만, 자계의 일부는 외부로 누설되어 근처에 배선되어 있는 신호선에 노이즈를 발생합니다.

동력선에 흐르는 대전류도 자계를 발생하고, 그것과 평행하게 배선되어 있는 신호선에 노이즈가 발생합니다.

이전에 언급한 정전 결합에 의한 노이즈가 전원의 전압에 기인하는 것인데 반해, 전자 유도에 의한 노이즈는 전류에 의한 것이고, 발생의 메카니즘이 다르기 때문에, 그 대책도 다릅니다.

 

전자기 유도 노이즈의 혼입을 막는 방법을 들자면

1. 모터, 대형 트랜스 등 전자기장을 발생하는 기기를 피하여 배선한다. 동력선과 신호선을 가능한 한 멀리 배선한다.

동력선과 신호선을 평행하게 배선할 필요가 있는 경우는, 신호선을 특제의 덕트 또는 콘지트 파이프에 넣고, 철로 주위를 둘러싸고 배선한다.

2. 케이블의 심선으로 트위스트 페어 케이블을 사용한다.

3. 실드선을 사용하는 경우에는, 케이블 상에 도전율이 높은 구리 테이프를 실시하고, 그 위에 더욱 투자율이 큰 철 테이프를 실시한 구조의 케이블이 우수한 차폐 효과를 갖는다. 구리 테이프만의 실드에서는 전자기 차폐 효과는 기대할 수 없다. 또한 전자기 차폐에는 양단 접지가 필요합니다. 외측의 철 테이프는 양단 접지하고 정전 결합 대책을 목적으로 하는 구리 테이프는 1점 접지로 한다.

 

스파이크 잡음

모터 등의 유도성 부하 회로의 개폐 접점을 OFF로 한 순간에 고전압의 역기전력이 발생합니다. 한편 콘덴서 부하의 경우에는 접점을 ON 했을 때에 큰 돌입 전류가 흐릅니다. 이러한 전압, 전류는 정전기 결합 및 전자기 유도에 의해 신호선에 대한 노이즈원이 됩니다. 또한 신호선에 포함된 릴레이 접점이나 코일에 의해 신호선이 노이즈원이 되는 경우도 있습니다. 이 노이즈는 고전압, 고전류, 고주파수를 포함하여 노이즈로 혼입되기 쉬운 조건을 가지고 있습니다.

대책으로서는, 전회 기술한 정전 결합, 전자 유도 대책이 적용되지만, 접점 보호도 가능하게 접점 보호 회로를 부가해, 노이즈의 발생을 차단하는 것이 가장 바람직한 방법입니다.

 

접지로 인한 소음

제1종 접지에서는 10Ω 이하, 제3종 접지에서는 100Ω 이하의 접지 저항이 인정되고 있습니다. 접지에 전류가 흐르면 접지 저항에 의해 접지 단자에 전압이 발생하여 노이즈 소스가됩니다. 동력용 접지에는 고전류가 흐를 수 있으므로 계장용과 동력용 접지는 별도로 설치해야 합니다. 또한 각 접지 막대는 간격을 충분히 비우고 매설해야합니다.

패널별로 한 줄로 접지 배선할 때는 다수 계기의 접지 전류를 고려하여 저항이 낮은 굵은 선을 사용한 배선이 필요합니다.

 

출처: 엠지 홈페이지 (구 엠시스템)