Podrobný Popis
Výhoda jednokabelového řešení
Tradiční připojení servomotoru používá dva samostatné kabely:
- Napájecí kabel: 4 žíly (3P+PE), 1,5–35 mm², 0,6/1 kV — propojuje výstup pohonu se statorovým vinutím motoru. Obvykle nestíněný nebo s celkovým opleteným stíněním pro splnění EMC
- Zpětnovazební kabel: Vícepárový stíněný signálový kabel — propojuje enkodér motoru se zpětnovazebním rozhraním pohonu. Dvojitě stíněný, s nízkou kapacitou
Kombinační servo kabel integruje obojí do jediného kabelu. Jeden žlab kabelového řetězu, dva konektory (jeden na každém konci — kombinovaný konektor napájení + zpětné vazby), jeden kabel k vedení. Úspora místa v kabelovém řetězu je obvykle 25–35 % oproti dvěma samostatným kabelům ekvivalentní specifikace.
Přeslech mezi napájením a zpětnou vazbou — konstrukční výzva
Vložit třífázové napájení motoru (400–480 V, 10–40 A, PWM spínání 4–16 kHz) a milivoltové signály enkodéru (RS-422, ±2 V diferenciálně) do stejného kabelu vytváří nejhorší možný scénář kapacitního přeslechu. Řešení je trojité:
1. Fyzické oddělení vrstev
Napájecí žíly jsou laněny do nejvnitřnější soustředné vrstvy. Oddělovací vrstva — obvykle výplňové prvky z PU nebo aramidem vyztužené výplně — fyzicky odděluje vrstvu napájecích žil od vrstvy zpětnovazebních párů. Tím se zvětšuje vzdálenost mezi zdrojem rušení (napájecí žíly) a postiženým prvkem (páry zpětné vazby), čímž se snižuje parazitní kapacita mezi nimi. Tloušťka oddělovací vrstvy je obvykle 1,0–2,0 mm.
2. Jednotlivé stínění párů
Každý zpětnovazební pár má vlastní fóliové stínění z hliníku/polyesteru s odvodňovacím vodičem. Toto jednotlivé stínění tvoří první stupeň ochrany — kapacitně vázané rušení z napájecích žil je zachyceno fólií a svedeno do země přes odvodňovací vodič, místo aby se vázalo do signálových vodičů.
3. Celkové opletené stínění
Celkové opletení z pocínované mědi tvoří druhý stupeň — zachycuje veškeré rušení, které pronikne přes jednotlivá stínění párů, a poskytuje nízkoodporovou cestu k zemi po celé délce kabelu. Opletení zároveň slouží jako stínění EMC pro napájecí vodiče motoru — pohlcuje PWM spínací rušení vyzařované z napájecích žil.
Volba kabelu podle výkonu motoru
Průřez napájecí žíly kombinovaného kabelu musí odpovídat jmenovitému proudu servomotoru:
| Výkon motoru (typický) | Trvalý proud | Průřez napájecí žíly | Páry zpětné vazby | Přibližný vnější průměr kabelu |
|---|---|---|---|---|
| 0,5–2 kW | 1,5–5 A | 4 × 1,5 mm² | 4 páry (inkrementální enkodér) | 12–14 mm |
| 2–5 kW | 5–12 A | 4 × 2,5 mm² | 4 páry (inkrementální enkodér) | 14–16 mm |
| 5–10 kW | 12–25 A | 4 × 4 mm² | 6 párů (absolutní enkodér) | 17–19 mm |
| 10–20 kW | 25–45 A | 4 × 6 mm² | 6 párů (absolutní enkodér) | 19–22 mm |
| 20–40 kW | 45–80 A | 4 × 10 mm² | 8 párů (absolutní enkodér + resolver) | 23–26 mm |
| 40–70 kW | 80–130 A | 4 × 16 mm² | 8 párů | 28–32 mm |
Větší motory (≥70 kW) obvykle používají samostatné napájecí a zpětnovazební kabely, protože vnější průměr kombinačního kabelu se stává nepraktickým pro standardní kabelové řetězy a konektory.
Výroba kombinačních servo kabelů Yichi
- Ověřená kapacita mezi napájením a zpětnou vazbou: Kapacita mezi každou napájecí žílou a každým zpětnovazebním párem se měří na prvním kuse každého nového provedení — konstrukční cíl je ≤10 pF/m na pár napájení–zpětná vazba. Nadměrná vazba signalizuje nedostatečné fyzické oddělení
- Opletení testováno jako stínění EMC: Celkové opletení se testuje na účinnost stínění při PWM frekvenci motoru (4–16 kHz) a jejích harmonických. Opletení musí poskytovat útlum ≥40 dB při 30 MHz, aby kabel mohl sloužit jako stínění EMC napájecího kabelu motoru
- Terminace kombinovaným konektorem: Kombinační kabely vyžadují kombinované konektory napájení + zpětné vazby (typicky hybridní Siemens Signal/Power, hybridní Bosch Rexroth nebo zákaznické provedení dle výrobce). Nabízíme kabely s nalisovanými konektory a lisovanými koncovkami dle specifikace zákazníka
- Zkouška v kabelovém řetězu pod napětím: Zkouška životnosti ohybů (10 000 000 cyklů) se provádí s napájecími žilami zatíženými jmenovitým proudem — simuluje tepelné a mechanické namáhání reálného provozu, nejen ohyb za studena