在白皮书中,LAPP 专家回答了有关 EMC 主题的最重要问题:
- 电磁干扰是如何产生的,痛点在哪里?
- 如何保护自己免受此类干扰?
- 哪些电线和连接器适用于这种情况?
- 安装时必须注意什么?
- zeroCM® 技术有哪些优势?
- LAPP 如何帮助客户优化 EMC?
在智能工厂中,需要在狭小的空间内传输高功率和越来越多的数据。这增加了电磁干扰的风险--即使是一个屏蔽不良的连接器,也可能使整个生产流程瘫痪。因此,难怪电磁兼容解决方案的行业在不断增长--目前全球每年增长 7%。要实现最佳的电磁兼容性(简称 EMC),就必须充分了解系统并选择合适的组件。用户可从LAPP 获取这两信息。
电磁干扰始终来自干扰源。这可以是承载大电流的设备,例如变频电机或电缆。
干扰源对应于被破坏的设备,称为干扰接收器。例如,干扰接收器可以是传感器或数据网络电缆。
两者之间的耦合机制造成了干扰。这可以分为四种不同类型的耦合:
在实践中,这通常是这 4 种耦合机制的混合体,必须消除这些耦合机制,例如使用屏蔽电缆。
在 EMC 指令 2014/30/EU 第 3 条中,电磁兼容性被定义为:"......":
"[......]设备在其电磁环境中令人满意地运行而不造成电磁干扰的能力,这种干扰对于该环境中的其他设备是不可接受的"。
根据这一定义,电磁兼容性有两个主要方面:
在组装过程中,必须确保屏蔽层始终覆盖整个表面,并放置在电缆两端的外壳中。快速连接系统可防止装配过程中出现错误并节省时间。
ÖLFLEX® CONNECT使一切变得更简单:在这里,所有电缆都已预先组装好,长度合适,您只需将它们插入即可。
动力控制电缆有四种不同的屏蔽类型。其中三个屏蔽罩特别适合与电磁兼容性(EMC)保护装置一起使用:
屏蔽电缆的常用方法是在芯线和护套之间使用铜编织层。铜编织层的覆盖率约为 80%,可有效阻隔电磁场。这些电缆可通过LAPP 产品名称中的缩写 "C "来识别,例如 ÖLFLEX® CLASSIC 110 CY 或 ÖLFLEX® SERVO 719 CY。铜编织有不同的方法,其中一个关键参数是扭转角度。在高动态应用中,例如在拖链中安装电缆时,铜线会以更钝的角度绕着线芯布线,这样就能在较短的距离内绕线芯形成一个完整的 360 度缠绕。在需要承受数百万次扭转的机器人电缆中,编织并不理想,因为随着时间的推移会出现缝隙。
对于机器人中的移动电缆,屏蔽层必须能承受扭转,因此通常使用铜线包覆。由于缠绕电缆中的铜线都是平行排列的,因此电缆扭转不会出现问题。不过,由于屏蔽线没有重叠,因此对缠绕电缆电磁干扰的防护往往更差。这些电缆可通过LAPP 产品名称中的缩写 "D "来识别,例如 ÖLFLEX® ROBOT 900 DP。
电缆中的单个芯线或所有芯线都可以用层压铝塑箔包裹。塑料箔屏蔽可保护电缆和电线,尤其是在较高频率下。电缆通常还具有多种屏蔽类型,例如 ÖLFLEX® SERVO 2XSLCY-JB 具有铝箔塑料层和镀锡铜编织层。
数据电缆的屏蔽层与电源和控制电缆基本相同,但产品名称中常用其他缩写:
数据电缆在 EMC 保护屏蔽等级方面还有两个特殊功能:
数据传输特别容易受到干扰,这也是为什么数据电缆一般都有屏蔽的原因。对于信号传输的某些应用领域,有专门标有缩写 "U"(非屏蔽)的非屏蔽数据线,例如 Cat.6 网络电缆 ETHERLINE® LAN Cat.6 U/UTP 4x2xAWG24 LSZH、Cat.5e 以太网电缆 ETHERLINE® LAN Cat.5e SF/UTP 4x2xAWG24 或缆普用于现场网络系统的 UNITRONIC® BUS ASI 电缆。
数据电缆的另一种设计是双绞线。单个数据对在此扭曲。扭转可确保场效应相互补偿。这些电缆可以用缩写 "TP"(双绞线)来识别。例如,ETHERLINE® Cat. 6A FD FC 电缆划分如下:
屏蔽型铝箔/未屏蔽双绞线。该网络电缆通过金属丝编织层和下方的铝层压塑料箔(屏蔽/箔)起到屏蔽作用。核心对成对绞合,不配备额外的核心对屏蔽 (UnscreenedTwistedPair)。
每个系统都有自己的弱点。LAPP 连接器系统的优势在于可以使用上述所有屏蔽连接概念。通常情况下,EMC 电缆夹套已集成到连接器中,提供连接保护软管的选项,并使电缆屏蔽层与连接器系统的工作或 PE 端子接触。
标准外壳采用粉末涂层,外壳部件之间采用非导电密封件,使它们彼此绝缘。EPIC® EMC 连接器提供 360 度屏蔽和防振屏蔽连接。EMC 连接器可通过其金属导电(通常是镀镍)表面进行识别。密封件旨在确保压紧或拧在一起的两个外壳部件与金属之间的低电阻接触。这一原则同样适用于电缆夹套和安装墙。
矩形连接器带有一个集成的 SKINTOP® MS-M BRUSH 电缆夹套。EPIC® ULTRA H-A3 和 EPIC® ULTRA H-B6-24 易于组装,专为屏蔽电缆中的宽电缆夹紧范围而设计。
如果您需要节省空间的设计,例如用于伺服驱动器、执行器和传感器,推荐您使用LAPP 的 POWER 和 SIGNAL 圆形连接器。这些设备配有专门协调的 EMC 电缆夹套,用于连接伺服电缆和数据电缆。
LAPP 的 zeroCM® 技术为改善机器和系统的电磁兼容性做出了重要贡献。新型专利电缆设计采用低电容线束结构,并带有相反的保护接地,实现了百分之百的电气对称性,提高了电磁兼容性。第一个产品是 ÖLFLEX® SERVO zeroCM。
电磁干扰看不见摸不着,所以才如此隐蔽。这需要丰富的经验才能发现它,最好是在它造成损害之前。LAPP 拥有全面的产品系列为客户提供支持:
如果由于各种原因无法在系统中使用无屏蔽电缆,或者只需要在系统的某些部分对电缆进行电磁屏蔽,LAPP 保护导管也可以配备我们的 SILVYN ® 导管,并使用铜编织带或 3M Scotch 1183 屏蔽带进行包裹。
对于这些系统,LAPP 可提供单部分和双部分屏蔽连接,用于将铜编织层连接到外壳壁,或连接触点,用于穿过电缆屏蔽层。
为确保最佳屏蔽效果,电缆可安装双层屏蔽,或安装在铜管或钢管中。从电磁兼容性的角度来看,这些屏幕是完全密封的。LAPP SILVYN® 为您提供最佳的电磁兼容性保护。SILVYN® 产品品牌的 EMC AS-CU 保护导管是一种带铜编织层的金属保护导管,因此适用于对电磁要求较高的严苛环境。SILVYN® MSK-M BRUSH 导管接头具有 EMC 保护和集成应力消除功能,使您的 EMC 屏蔽系统更加完善。
电磁兼容性差往往是导致安装错误的原因。长期以来,工业行业习惯于单独购买电缆和插头,并且仅在机器或生产工厂中安装时才连接它们。
更大的灵活性也有缺点:加工质量往往不尽如人意。例如,如果安装人员在剥线时切得太深,损坏了芯线绝缘层,或者只将屏蔽层与插头外壳部分连接,就会造成电磁兼容问题。
这也是 LAPP ÖLFLEX® CONNECT 预装电缆成为趋势的原因。电缆和插头在出厂时已经连接好。客户甚至会收到配备齐全的电缆和软管的拖链,LAPP 还负责工程设计工作。 客户可以保证始终从单一来源获得质量保障,同时还可以专注于自己的工作,即制造机械。