Подробное Описание
Когда стандартного экранирования недостаточно?
Стандартный сервокабель (покрытие оплётки 85%) обеспечивает эффективную защиту от ЭМП для большинства промышленных сред. Усиленный экранированный вариант (покрытие оплётки ≥90%) указывается, когда электромагнитная обстановка превышает возможности стандартного экранирования:
Разница 85% против 90%
Покрытие оплётки — это процент площади поверхности кабеля, закрытой проволоками оплётки. При 85% 15% поверхности приходится на зазоры — небольшие ромбовидные отверстия между проволоками оплётки. Эти зазоры не являются дефектами; они присущи процессу оплётки и приемлемы для сред с умеренной напряжённостью поля ЭМП.
При покрытии 90% площадь зазоров уменьшается до 10% — сокращение непокрытой площади на 33%. Меньшие зазоры обеспечивают лучшее экранирование на высоких частотах, поскольку размер зазора приближается к длине волны мешающего сигнала. Зазор 15% при покрытии 85% может иметь наибольший размер 1–2 мм — что эффективно примерно до 1 ГГц (длина волны 300 мм). Однако на частоте коммутации ПЧ 4–16 кГц релевантным шумом является не основная гармоника, а гармоники — которые распространяются до 30–100 МГц (длина волны 3–10 м). На этих частотах важен размер зазора относительно длины волны — отсюда и улучшенные характеристики покрытия 90%.
Переходное сопротивление (Z_T) — измеримая характеристика
Процент покрытия оплётки — это визуальное геометрическое измерение — оно говорит о том, какая часть поверхности покрыта, но не о том, насколько хорошо экран работает электрически. Переходное сопротивление (Z_T) измеряет эффективность экрана напрямую:
- Напряжение прикладывается между экраном и обратным проводником на одном конце
- Напряжение, наведённое на проводник внутри экрана, измеряется на другом конце
- Z_T = наведённое напряжение / ток экрана × длина кабеля (единица: Ом/м или мОм/м)
- Меньшее Z_T = лучшее экранирование
Когда указывать усиленный экран
| Среда | Стандартный экран (85%) | Усиленный экран (90%) |
|---|---|---|
| Одиночная сервоось, кабель отделён от силовых | Достаточно | Избыточно |
| Многоосевая машина, 3–6 сервокабелей в одной кабеленесной цепи | На грани (риск перекрёстных помех) | Рекомендуется |
| Сервокабель в одной кабеленесной цепи с силовыми кабелями двигателя | На грани | Рекомендуется |
| Станок с ЧПУ с соседним приводом шпинделя ПЧ мощностью 15+ кВт | Не рекомендуется | Рекомендуется |
| Сварочная ячейка — ЭМП дуговой сварки (широкополосный до 100 МГц) | Не рекомендуется | Обязательно |
| Плазменная резка — высокочастотная дуга | Не рекомендуется | Обязательно |
Доплата за покрытие оплётки 90% против 85% составляет примерно 10–15%. В среде с высоким уровнем шума, где единственный отказ энкодера останавливает производство, эта доплата ничтожна по сравнению со стоимостью простоя.
Производство усиленных экранов Yichi
- Переходное сопротивление измеряется на новых конструкциях: Z_T по IEC 62153-4-3 (триаксиальный метод) измеряется на каждой новой конструкции кабеля как часть процесса квалификации. Это обеспечивает количественно измеримый показатель характеристик экрана — а не просто визуальную проверку покрытия
- Сопротивление проволоки оплётки контролируется: сопротивление постоянному току проволоки оплётки измеряется на производственных образцах. Меньшее сопротивление = лучшее низкочастотное экранирование. Сплав проволоки оплётки (лужёная медь) и диаметр пряди заданы для общего сопротивления оплётки ≤10 Ом/км
- Покрытие оплётки проверено: оптический анализ изображения на производственных образцах — ≥90% является критерием приёмки. Визуальное измерение — это контроль качества производства; измерение Z_T — это квалификационное испытание конструкции
- Непрерывность экрана испытана от конца до конца: каждая производственная длина испытывается на электрическую непрерывность экрана. Любой разрыв в оплётке создаёт неэкранированный участок кабеля