Детальний Опис
Перевага однокабельного рішення
Традиційне підключення серводвигуна використовує два окремі кабелі:
- Силовий кабель: 4-жильний (3P+PE), 1,5–35 мм², 0,6/1 кВ — з'єднує силовий вихід приводу з обмотками статора двигуна. Як правило, без екрана або із загальним обплетенням для забезпечення електромагнітної сумісності (ЕМС)
- Кабель зворотного зв'язку: багатопарний екранований сигнальний кабель — з'єднує енкодер двигуна з інтерфейсом зворотного зв'язку приводу. Подвійне екранування, низька ємність
Комбінований сервокабель об'єднує обидві функції в одному кабелі. Один відсік кабельного ланцюга, два роз'єми (по одному на кожному кінці — комбінований роз'єм живлення та зворотного зв'язку), один кабель для керування. Економія простору в кабельному ланцюзі зазвичай становить 25–35% порівняно з двома окремими кабелями еквівалентної специфікації.
Перехресні завади між живленням і зворотним зв'язком — конструктивна задача
Розміщення трифазного силового живлення двигуна (400–480 В, 10–40 А, ШІМ-комутація 4–16 кГц) і сигналів енкодера рівня мілівольт (RS-422, ±2 В диференційний сигнал) в одному кабелі створює найгірший сценарій ємнісних перехресних завад. Рішення має три складові:
1. Фізичне розділення шарів
Силові жили скручені у внутрішньому концентричному шарі. Розділювальний шар — зазвичай поліуретанові або армовані арамідом наповнювачі — фізично відокремлює шар силових жил від шару пар зворотного зв'язку. Це збільшує відстань між джерелом завад (силові жили) і приймачем (пари зворотного зв'язку), зменшуючи паразитну ємність між ними. Товщина розділювального шару зазвичай становить 1,0–2,0 мм.
2. Індивідуальне екранування пар
Кожна пара зворотного зв'язку має власний екран з алюмінієво-поліестерної фольги з дренажним провідником. Це індивідуальне екранування забезпечує перший ступінь захисту — ємнісно зв'язані завади від силових жил перехоплюються фольгою та відводяться на землю через дренажний провідник, а не наводяться на сигнальні провідники.
3. Загальне екранування обплетенням
Загальне обплетення з лудженої міді забезпечує другий ступінь захисту — воно перехоплює будь-які завади, що проникають повз індивідуальні екрани пар, і забезпечує низькоімпедансний шлях до землі по всій довжині кабелю. Обплетення також виконує роль ЕМС-екрана кабелю для силових жил двигуна, стримуючи завади ШІМ-комутації, що випромінюються від силових жил.
Вибір кабелю за потужністю двигуна
Переріз силових жил комбінованого кабелю має відповідати номінальному струму серводвигуна:
| Потужність двигуна (типова) | Тривалий струм | Переріз силових жил | Пари зворотного зв'язку | Прибл. зовнішній діаметр кабелю |
|---|---|---|---|---|
| 0,5–2 кВт | 1,5–5 А | 4 × 1,5 мм² | 4 пари (інкрементальний енкодер) | 12–14 мм |
| 2–5 кВт | 5–12 А | 4 × 2,5 мм² | 4 пари (інкрементальний енкодер) | 14–16 мм |
| 5–10 кВт | 12–25 А | 4 × 4 мм² | 6 пар (абсолютний енкодер) | 17–19 мм |
| 10–20 кВт | 25–45 А | 4 × 6 мм² | 6 пар (абсолютний енкодер) | 19–22 мм |
| 20–40 кВт | 45–80 А | 4 × 10 мм² | 8 пар (абсолютний енкодер + резольвер) | 23–26 мм |
| 40–70 кВт | 80–130 А | 4 × 16 мм² | 8 пар | 28–32 мм |
Для потужніших двигунів (≥70 кВт) зазвичай використовують окремі силові та сигнальні кабелі, оскільки зовнішній діаметр комбінованого кабелю стає непрактичним для стандартних кабельних ланцюгів і роз'ємів.
Виробництво комбінованих сервокабелів Yichi
- Перевірка ємності між живленням і зворотним зв'язком: ємність між кожною силовою жилою та кожною парою зворотного зв'язку вимірюється на першому зразку кожної нової конструкції — цільове значення ≤10 пФ/м на пару живлення–зворотний зв'язок. Надмірний зв'язок свідчить про недостатнє фізичне розділення
- Випробування загального обплетення як ЕМС-екрана: обплетення перевіряється на ефективність екранування на частоті ШІМ-комутації двигуна (4–16 кГц) і на гармоніках. Обплетення має забезпечувати загасання ≥40 дБ на частоті 30 МГц, щоб кабель слугував ЕМС-екраном кабелю живлення двигуна
- Термінування комбінованим роз'ємом: комбіновані кабелі потребують комбінованих роз'ємів живлення та зворотного зв'язку (зазвичай гібридні Siemens Signal/Power, Bosch Rexroth hybrid або спеціальні — за специфікацією виробника). Ми пропонуємо кабелі з попередньо змонтованими роз'ємами за специфікацією замовника
- Випробування в кабельному ланцюзі під навантаженням: випробування на вигин (10 000 000 циклів) проводиться з подачею номінального струму на силові жили — це моделює термічне та механічне навантаження реальної експлуатації, а не лише згинання без навантаження