Dans l'usine intelligente, une puissance électrique élevée et une quantité croissante de données sont transférées dans un espace restreint. Cela augmente le risque d'interférences électromagnétiques - un seul connecteur mal filtré peut paralyser l'ensemble d'un processus de production. Il n'est donc pas étonnant que l'industrie des solutions à compatibilité électromagnétique soit en pleine croissance - actuellement de 7 % par an dans le monde. Une compatibilité électromagnétique (CEM) optimale nécessite une bonne compréhension du système et la sélection des bons composants. LAPP fournit aux applications les deux.
Une interférence électromagnétique provient toujours d'une source d'interférence. Il peut s'agir d'un équipement qui achemine un courant important, comme par exemple un moteur à commande de fréquence ou un câble.
La source des interférences se situe en face d'un équipement perturbé, appelé capteur de perturbations. Il peut par exemple s'agir d'un capteur ou d'un câble de données.
Le mécanisme de couplage situé entre les deux est à l'origine des interférences. On distingue ici quatre types de raccordement différents :
Dans la pratique, il s'agit généralement d'un mélange de ces 4 mécanismes de couplage, qui doivent être éliminés en faisant par exemple appel à des câbles blindés.
Dans la directive CEM 2014/30/UE, article 3, la compatibilité électromagnétique est définie comme :
« [...] la capacité d'un équipement de fonctionner de manière satisfaisante dans son environnement électromagnétique sans provoquer de perturbations électromagnétiques (CEM) qui seraient inacceptables pour d'autres équipements présents dans cet environnement. »
Selon cette définition, la compatibilité électromagnétique a deux aspects essentiels :
Les câbles porteurs d'énergie peuvent avoir différents types de blindage :
Lors de l'assemblage, il est important de veiller à ce que le blindage couvre toujours la totalité de la surface et soit placé tout autour dans un boîtier - aux deux extrémités du câble. Le système Fast Connect (connexion rapide) permet d'éviter les erreurs lors de l'assemblage et de gagner du temps.
C'est encore plus facile avec ÖLFLEX® CONNECT : ici, tous les câbles sont pré-assemblés et ont la bonne longueur, il ne vous reste plus qu'à les enficher.
En principe, il existe quatre types de blindage différents pour les câbles de raccordement et câbles de commande. Trois de ces types de blindage sont particulièrement adaptés à une utilisation avec protection CEM :
Une méthode courante de blindage des câbles est le tressage de cuivre entre les âmes et les gaines. Avec un taux de recouvrement d'environ 80 pour cent, la tresse en cuivre forme une barrière efficace contre les champs électromagnétiques. Ces câbles et fils sont identifiés par l'abréviation "C" dans le nom du produit LAPP, par exemple ÖLFLEX® CLASSIC 110 CY ou ÖLFLEX® SERVO 719 CY. Les tresses en cuivre peuvent être tressées de différentes manières, l'un des paramètres décisifs est l'angle de tresse. Dans les applications hautement dynamiques, par exemple la pose du câble dans une chaîne porte-câbles, le brin de cuivre est placé autour des conducteurs à un angle plus important, de sorte à faire un tour à 360 degrés sur une distance plus courte autour des conducteurs. Dans le cas de câbles pour applications robotiques qui doivent supporter des millions de torsions, les tresses ne sont pas idéales car elles se desserrent au fil du temps.
Pour les câbles mobiles dans la robotique, où le blindage doit résister à la torsion, on utilise souvent le câblage en cuivre. Les brins de cuivre d'une enveloppe étant tous disposés parallèlement, il n'y a aucun problème de torsion du câble. La protection contre les interférences électromagnétiques des câbles enrobés est en revanche souvent moins bonne, car les brins de blindage ne se chevauchent pas. Ces câbles peuvent être identifiés par l'abréviation « D » dans la désignation du produit LAPP, par exemple ÖLFLEX® ROBOT 900 DP.
Les conducteurs individuels ou tous les conducteurs du câble peuvent être enveloppés dans un film plastique laminé à aluminium. Le blindage par film plastique protège vos câbles et conducteurs, en particulier à hautes fréquences. Les câbles disposent souvent de plusieurs types de blindage, par exemple le ÖLFLEX® SERVO 2XSLCY-JB avec une feuille plastique en aluminium laminé et un tressage de cuivre étamé.
Pour les câbles de transmission de données, il existe en principe les mêmes types de blindage que pour les câbles de raccordement et câbles de commande. Pour les câbles de transmission de données avec protection de compatibilité électromagnétique, d'autres abréviations sont toutefois courantes dans les désignations des produits :
De plus, les câbles de données présentent deux particularités en ce qui concerne leur type de blindage pour la protection de compatibilité électromagnétique :
Les transmissions de données sont particulièrement sujettes à des interférences, raison pour laquelle les câbles de données sont généralement toujours blindés. Pour certains domaines d'application de la transmission de signaux, il existe des câbles de données non blindés spécialement marqués de l'abréviation "U" (non blindés), tels que le câble réseau Cat.6 ETHERLINE® LAN Cat.6 U/UTP 4x2xAWG24 LSZH, le câble Ethernet Cat.5e ETHERLINE® LAN Cat.5e SF/UTP 4x2xAWG24 ou nos câbles UNITRONIC® BUS ASI pour les systèmes de câblage sur le terrain.
Les câbles de transmission de données sont également des câbles à paires torsadées. Les paires de données individuelles sont torsadées. La torsion garantit l'annulation réciproque des effets de terrain. Ces câbles se reconnaissent à l'abréviation « TP » (Twisted Pair).
Le câble ETHERLINE® Cat. Par exemple, 6A FD FC est divisé comme suit : Paire torsadée blindée/non blindée. Ce câble réseau est blindé avec une tresse de fils et un film plastique aluminium laminé sous-jacent autour de tous les conducteurs (Screened/Foiled). Les paires de conducteurs sont torsadées par paires et ne sont pas équipées d'un blindage supplémentaire des paires de conducteurs (UnscreenedTwistedPair).
Chaque système n'est aussi bon que son point le plus faible. Les systèmes de connecteurs LAPP ont l'avantage d'utiliser tous les types de concepts de raccordement de blindage mentionnés ci-dessus. Très souvent, les presse-étoupes CEM sont déjà intégrés dans le connecteur, offrent la possibilité de raccorder une gaine de protection et permettent le contact du blindage de câble avec le contact de travail ou PE du système de connecteur.
Le boîtier standard est revêtu de poudre avec un joint d’étanchéité non conducteur entre les parties du boîtier, ce qui les isolent les unes des autres. Les connecteurs CEM EPIC® vous offrent un blindage à 360 degrés et un raccord de blindage résistant aux vibrations. Les connecteurs CEM sont reconnaissables à la surface conductrice métallique, généralement nickelée. Les garnitures d'étanchéité sont disposées de manière à ce que les deux parties du boîtier pressées ou vissées entretiennent un contact à faible résistance avec le métal sur le métal. Le même principe s'applique au presse-étoupe et à la paroi de montage.
Les connecteurs rectangulaires ont un presse-étoupe SKINTOP® MS-M BRUSH intégré. Les EPIC® ULTRA H-A3 et EPIC® ULTRA H-B6-24 sont donc faciles à assembler et sont conçus pour une large plage de serrage des câbles avec des câbles blindés.
Si vous avez besoin d'une construction peu encombrante, par exemple pour une utilisation dans les servomoteurs, actionneurs et capteurs, nous vous recommandons toutefois les connecteurs circulaires POWER et SIGNAL de LAPP. Ceux-ci sont équipés d'un presse-étoupe CEM spécialement adapté pour les câbles servo et câbles de données.
La technologie zeroCM® de LAPP apporte une contribution essentielle à l'amélioration de la CEM dans les machines et les installations. La nouvelle conception brevetée du câble, avec un faisceau de câbles à faible capacitance et une terre de protection opposée, permet d'obtenir une symétrie électrique à cent pour cent et d'améliorer la compatibilité électromagnétique. Le premier produit est l'ÖLFLEX® SERVO zeroCM.
Les interférences électromagnétiques sont invisibles et c'est ce qui les rend si insidieuses. Il faut beaucoup d'expérience pour la détecter, idéalement avant qu'elle ne cause des dommages. LAPP dispose d'une gamme complète de produits pour soutenir ses clients :
Si, pour des raisons diverses, le remplacement d'un câble non blindé dans le système n'est pas possible ou si des connecteurs ou des câbles ne doivent être blindés de manière compatible électromagnétique que dans des sections partielles du système, il est possible, en plus de nos gaines de protection SILVYN ®, d'équiper les câbles de tresses de cuivre disponibles séparément (copper braids) ou d'enrouler les câbles avec le ruban de blindage 3M Scotch 1183.
Pour que ces systèmes puissent être mis à la terre de manière fiable, il est préférable de miser sur nos connecteurs en une ou deux parties SHIELD-KON® pour le raccordement de la tresse en cuivre à une paroi de boîtier mise à la terre ou d'autres points de raccordement mis à la terre.
Pour un blindage optimal, les câbles peuvent être équipés d'un double blindage ou être posés dans un tuyau en cuivre ou en acier. D'un point de vue CEM, ces blindages sont totalement étanches. Nos gaines de protection en hélice pour câbles SILVYN® à tressage de cuivre, telles que l'EMC AS-CU, vous offrent une protection CEM complète tout en vous garantissant une flexibilité exceptionnelle par rapport à un tube. Elle convient aux environnements particulièrement difficiles avec des exigences électromagnétiques élevées. Notre presse-étoupe SILVYN® MSK-M BRUSH avec protection CEM et décharge de traction intégrée complètera votre système blindé CEM.
Une mauvaise compatibilité électromagnétique est souvent la cause des erreurs de montage. Dans notre secteur, il a longtemps été normal d'acheter les câbles et les connecteurs séparément et de les raccorder uniquement lors de l'installation dans la machine ou l'installation de production, la fameuse « confection ».
Une plus grande souplesse se heurte à plusieurs inconvénients : la qualité de fabrication laisse souvent à désirer. Par exemple parce que le monteur coupe trop profondément lors du dénudage et endommage l'isolant de l'âme, ou que le blindage ne se connecte pas entièrement au boîtier du connecteur, provoquant ainsi des problèmes de compatibilité électromagnétique.
C'est pourquoi la tendance est aux câbles assemblés, que nous commercialisons chez LAPP sous le nom d'ÖLFLEX® CONNECT. Le câble et la prise sont déjà raccordés ex works. Les clients reçoivent même des chaînes porte-câbles entièrement équipées de câbles et de tuyaux, et LAPP prend également en charge les travaux d'ingénierie. Le client a ainsi la garantie d'obtenir toujours une qualité optimale d'un seul fournisseur et peut de plus se concentrer sur son propre travail, à savoir la construction de la machine.
