Gedetailleerde Beschrijving
Het voordeel van één kabel
Bij een traditionele servomotorverbinding worden twee afzonderlijke kabels gebruikt:
- Vermogenskabel: 4-aderig (3P+PE), 1,5–35 mm², 0,6/1 kV — verbindt de vermogensuitgang van de aandrijving met de statorwikkelingen van de motor. Doorgaans onafgeschermd of met een algeheel vlechtwerkscherm voor EMC-conformiteit
- Feedbackkabel: Meeraderige afgeschermde signaalkabel — verbindt de encoder van de motor met de feedback-interface van de aandrijving. Dubbel afgeschermd, lage capaciteit
De composiet servokabel integreert beide functies in één kabel. Eén kabelrupscompartiment, twee connectoren (één aan elk uiteinde — gecombineerde vermogens- en feedbackconnector), één kabel om te beheren. De ruimtebesparing in de kabelrups bedraagt doorgaans 25–35% ten opzichte van twee afzonderlijke kabels met gelijkwaardige specificatie.
Overspraak van vermogen naar feedback — de ontwerpuitdaging
Het onderbrengen van 3-fasen motorvermogen (400–480 V, 10–40 A, 4–16 kHz PWM-schakeling) en encodersignalen op millivoltniveau (RS-422, ±2 V differentieel) in dezelfde kabel vormt het worstcasescenario voor capacitieve overspraak. De oplossing bestaat uit drie onderdelen:
1. Fysieke scheiding van lagen
De vermogensaders worden in de binnenste concentrische laag gestrengeld. Een scheidingslaag — doorgaans van PU of met aramide versterkte vulstaven — scheidt de laag met vermogensaders fysiek van de laag met feedbackparen. Dit vergroot de afstand tussen de ruisbron (vermogensaders) en het slachtoffer (feedbackparen), waardoor de parasitaire capaciteit ertussen afneemt. De dikte van de scheidingslaag bedraagt doorgaans 1,0–2,0 mm.
2. Individuele paarschildafscherming
Elk feedbackpaar heeft een eigen afschermingsfolie van aluminium/polyester met drainleiding. Deze individuele afscherming vormt de eerste beschermingsfase — capacitief gekoppelde ruis van de vermogensaders wordt door de folie opgevangen en via de drainleiding naar aarde afgevoerd, in plaats van gekoppeld te worden in de signaalgeleiders.
3. Algehele vlechtwerkscherm
Het algehele vertinde koperen vlechtwerkscherm vormt de tweede fase — het vangt alle ruis op die door de individuele paarschilden heen dringt en biedt over de volledige kabellengte een laagimpedant pad naar aarde. Het vlechtwerkscherm fungeert tevens als EMC-scherm van de kabel voor de motorvermogengeleiders — het houdt de door de vermogensaders uitgestraalde PWM-schakelruis binnen.
Kabelkeuze op basis van motorvermogen
De doorsnede van de vermogensaders van de composietkabel moet overeenkomen met de nominale stroom van de servomotor:
| Motorvermogen (typisch) | Continue stroom | Doorsnede vermogensaders | Feedbackparen | Circa kabel-Ø |
|---|---|---|---|---|
| 0,5–2 kW | 1,5–5 A | 4 × 1,5 mm² | 4 paren (incrementele encoder) | 12–14 mm |
| 2–5 kW | 5–12 A | 4 × 2,5 mm² | 4 paren (incrementele encoder) | 14–16 mm |
| 5–10 kW | 12–25 A | 4 × 4 mm² | 6 paren (absolute encoder) | 17–19 mm |
| 10–20 kW | 25–45 A | 4 × 6 mm² | 6 paren (absolute encoder) | 19–22 mm |
| 20–40 kW | 45–80 A | 4 × 10 mm² | 8 paren (absoluut + resolver) | 23–26 mm |
| 40–70 kW | 80–130 A | 4 × 16 mm² | 8 paren | 28–32 mm |
Grotere motoren (≥70 kW) gebruiken doorgaans afzonderlijke vermogens- en feedbackkabels, omdat de diameter van de composietkabel dan onpraktisch wordt voor standaard kabelrupsen en connectoren.
Productie van de Yichi-composietservokabel
- Capaciteit vermogen-naar-feedback geverifieerd: De capaciteit tussen elke vermogensader en elk feedbackpaar wordt gemeten op het eerste artikel van elk nieuw ontwerp — het ontwerpdoel is ≤10 pF/m per vermogen-feedbackpaar. Overmatige koppeling duidt op onvoldoende fysieke scheiding
- Algeheel vlechtwerkscherm getest als EMC-scherm: Het algehele vlechtwerkscherm wordt getest op afschermingsdoeltreffendheid op de motor-PWM-frequentie (4–16 kHz) en de harmonischen daarvan. Het vlechtwerkscherm moet bij 30 MHz een demping van ≥40 dB leveren om te kunnen dienen als EMC-scherm van de motorvermogenskabel
- Gecombineerde connectorterminatie: Composietkabels vereisen gecombineerde vermogens- en feedbackconnectoren (doorgaans Siemens Signal/Power hybride, Bosch Rexroth hybride of speciaal — afhankelijk van de fabrikant). Wij leveren vooraf getermineerde kabels met gegoten connectoren volgens klantspecificatie
- Kabelrups-test met toegevoerd vermogen: De buiglevensduurtest (10 000 000 cycli) wordt uitgevoerd terwijl de vermogensaders met nominale stroom worden bekrachtigd — dit simuleert de thermische + mechanische belasting van reële werking, niet alleen koud buigen