이 백서에서는 저희 LAPP 의 전문가들이 EMC에 관한 상당히 중요한 질문에 대해 답변하고 있습니다:
- 전자기 간섭은 어떻게 발생하며 신경을 자극하는 지점은 어디입니까?
- 이러한 간섭으로부터 자신을 보호하려면 어떻게 해야 합니까?
- 어떤 와이어와 커넥터가 적합합니까?
- 설치 시 고려해야 할 사항은 무엇입니까?
- zeroCM® 기술의 장점은 무엇입니까?
- LAPP은 고객의 EMC 최적화를 어떻게 지원합니까?
스마트 팩토리에서는 좁은 공간에서 높은 전력과 점점 더 많은 양의 데이터가 전송됩니다. 이는 전자기 간섭의 위험을 증가시키며, 제대로 선별되지 않은 커넥터 하나만 있어도 전체 생산 공정을 마비시킬 수 있습니다. 따라서 전자기 호환 솔루션 산업이 현재 전 세계적으로 매년 7%씩 성장하고 있는 것은 당연한 일입니다. 최적의 전자파 적합성(줄여서 EMC)을 위해서는 시스템에 대한 충분한 이해와 올바른 구성품 선택이 필요합니다. 사용자는 LAPPLAPP 에서 두 가지를 모두 얻을 수 있습니다.
EMC는 어떻게 작동합니까?
전자기 간섭은 항상 간섭원으로부터 발생합니다. 이는 주파수 제어 모터나 케이블과 같이 고전류를 전달하는 장비일 수 있습니다.
간섭의 원천은 간섭 싱크라고 하는 장비의 파손된 부분과 일치합니다. 예를 들어 간섭 싱크는 센서 또는 데이터 네트워크 케이블이 될 수 있습니다.
그 사이에 있는 커플링 메커니즘이 간섭을 유발합니다. 이 매커니즘은 다음 네 가지 타입의 커플링으로 나눌 수 있습니다:
- 갈바닉 커플링: 간섭 소스와 간섭 싱크는 예를 들어 공통 접지 도체를 통해 서로 연결됩니다. 공통 접지 도체를 통한 간섭 전류는 전자기 간섭을 유발합니다.
- 용량성 커플링: 간섭 소스와 간섭 싱크가 서로 가까이 위치해 있지만 서로 연결되어 있지 않습니다. 용량성 커플링을 사용하면 전기장에 의해 전자기 간섭(EMI)이 발생합니다.
- 유도성 결합: 유도성 결합을 사용하면 간섭 소스와 간섭 싱크가 서로 가깝지만 서로 연결되어 있지 않습니다. 그러나 간섭은 자기장에 의해 발생합니다.
- 방사 커플링: 방사 커플링은 일반적으로 간섭 소스와 간섭 싱크가 멀리 떨어져 있고 도체가 궁극적으로 안테나 역할을 하여 전자기파 방사의 간섭을 유발할 때 발생합니다.
실제로는 일반적으로 이 4가지 커플링 메커니즘이 혼합되어 있으며, 예를 들어 차폐된 케이블을 사용하는 등의 방법으로 제거해야 합니다.
EMC check with the LAPP Health Check Service
EMC 지침이란 무엇입니까?
EMC 지침 2014/30/EU 3조에서 전자기 호환성은 다음과 같이 정의되어 있습니다:
"[...] 전자기 간섭을 일으키지 않고 전자기 환경에서 만족스럽게 작동하는 장비의 능력으로, 이러한 간섭은 이러한 환경의 다른 장비에 대해서도 허용되지 않는다."
이 정의에 따르면 EMC는 크게 두 가지 측면이 있습니다:
- 장비는 전자기 간섭을 일으키지 않아야 합니다.
- 장비는 주변 환경에 의해 전자기적으로 방해를 받지 않아야 합니다.
이는 우수한 전자기 호환성을 보장합니다.
에너지를 운반하는 케이블에는 다양한 타입의 차폐부가 있을 수 있습니다:
- 코어와 외피 사이에 주석 도금된 구리 편조. 커버리지의 정도와 편조 각도는 차단막의 효과에 영향을 미칩니다. 예시: ÖLFLEX® SERVO 719 CY.
- 구리 와이어의 랩핑. 특히 비틀림을 견뎌야 하는 로봇 공학에서 움직이는 케이블에 적합합니다. 예시: OLFLEX® ROBOT 900 DP.
- 개별 또는 전체 코어를 감싸는 알루미늄 접합 플라스틱 호일입니다. 종종 편조 차폐부와 함께 사용됩니다.
일반적으로 이러한 품목은 차폐되어 있습니다. 코어 쌍에서 필드 효과를 제거하는 꼬인 쌍으로서 연선하는 것이 일반적입니다. 또한 이 케이블은 코어 위에 호일 차폐부가 그 위에 편조된 차폐부가 있습니다. 선택 과정 중 저희 LAPP의 전문가가 조언해 드릴 것입니다.
EPIC® EMC 커넥터의 특징은 360도 차폐 및 진동 방지 차폐 연결입니다. SKINTOP® BRUSH 시리즈의 케이블 글랜드를 사용하면 간편하게 조립할 수 있으며 EMC를 최대로 확보할 수 있습니다.
저희 LAPP의 커넥터 시스템에는 위에서 언급한 차폐형 연결 개념을 사용할 수 있다는 장점이 있습니다. 대부분의 경우 EMC 케이블 글랜드는 이미 커넥터에 통합되어 있으며 보호 도관을 연결할 수 있는 옵션을 제공하고 케이블 차폐부가 커넥터 시스템의 작동 또는 PE 접점과 접촉할 수 있도록 합니다. 직사각형 커넥터에는 SKINTOP® MS-M BRUSH 케이블 글랜드가 통합되어 있습니다. 따라서 EPIC® ULTRA H-A3 및 EPIC® ULTRA H-B6-24는 조립하기 쉽고 차폐 케이블의 넓은 케이블 클램핑 범위에 적합하도록 설계되었습니다. 예를 들어 서보 드라이브, 액추에이터 및 센서에 사용하기 위해 공간 절약형 설계가 필요한 경우, 저희 LAPP의 POWER 및 SIGNAL 원형 커넥터를 권장합니다. 이러한 커넥터에는 서보 및 데이터 케이블을 위해 특별히 조정된 EMC 케이블 글랜드가 장착되어 있습니다.
패치 케이블 및 스위치와 같은 산업용 통신을 위한 고품질 구성품을 단일 공급처에서 확보하는 것이 중요합니다.
저희 LAPP은 공장 또는 개별 시스템에서 케이블 배선을 테스트하는 상태 점검 서비스를 제공하며, 특히 EMC에 주의를 기울입니다.
접지 상태가 양호하지 않으면 EMC 검사는 아무런 효과가 없습니다. 데이터 케이블은 항상 양쪽 끝을 접지에 연결해야 합니다.
조립하는 동안 차폐부가 항상 표면 전체를 덮고 하우징 내 전체에, 즉 케이블의 양쪽 끝단까지에 위치하는 것이 중요합니다. Fast Connect 시스템은 조립 중 오류를 방지하고 시간을 절약합니다.
모든 케이블이 사전에 조립되어 있고 길이가 적당하므로 연결하기만 하면 되는 ÖLFLEX® CONNECT를 사용하면 훨씬 더 간편합니다.
차폐형 전원 및 제어 케이블은 어떻게 구성되나요?
전원 및 제어 케이블에는 네 가지 차단 타입이 있습니다. 이 중 세 가지 차폐 유형은 특히 EMC 보호와 함께 사용하기에 적합합니다:
ÖLFLEX® SERVO 719 CY
주석 도금 구리 브레이딩
케이블을 차폐하는 일반적인 방법은 코어와 외피 사이에 구리를 편조하는 것입니다. 차폐 범위가 약 80 %에 달하는 구리 편조는 전자기장에 대한 효과적인 장벽을 형성합니다. 이러한 케이블은 LAPP의 제품 명칭에 표시된 약어 "C"로 식별할 수 있습니다. 예를 들어, ÖLFLEX® CLASSIC 110 CY 또는 ÖLFLEX® SERVO 719 CY가 그러합니다. 구리 편조는 여러 가지 방법으로 할 수 있으며, 중요한 매개변수 중 하나는 꼬는 각도입니다. 케이블 체인에 케이블을 설치하는 것과 같이 매우 동적인 애플리케이션에서는 구리 와이어가 더 둔각으로 코어 둘레로 보내어져 더 짧은 거리에서 코어 둘레에 완전 360도 권선을 만듭니다. 수백만 번의 비틀림을 견뎌야 하는 로봇 케이블의 경우 시간이 지남에 따라 틈이 발생하기 때문에 편조는 이상적이지 않습니다.
ÖLFLEX® ROBOT 900 DP
구리 와이어의 랩핑
비틀림을 견뎌야 차폐가 이루어지는 로봇 공학에서 케이블을 움직이기 위해 구리 와이어 랩핑이 자주 사용됩니다. 랩핑 내의 구리 와이어가 모두 서로에 대해 평행하게 배치되어 있으므로, 케이블 비틀림에는 문제가 없습니다. 그러나 차폐 와이어가 겹치지 않기 때문에 랩핑된 케이블에서 나오는 전자기 간섭에 대한 보호 기능이 약화되는 경우가 많습니다. 이러한 케이블은 저희 LAPP의 제품 명칭에 있는 약자 "D"로 식별할 수 있는 바, 예를 들어 ÖLFLEX® ROBOT 900 DP가 그러합니다.
ÖLFLEX® SERVO 2XSLCY-JB
알루미늄 접합 플라스틱 호일
케이블의 개별 코어 또는 모든 코어를 알루미늄 접합 플라스틱 호일로 감쌀 수 있습니다. 플라스틱 호일 차폐부는 특히 고주파에서 케이블과 와이어를 보호합니다. 케이블에는 알루미늄 접합 플라스틱 호일과 주석 도금 구리 편조가 있는 ÖLFLEX® SERVO 2XSLCY-JB와 같은 여러 가지 차폐 타입도 있습니다.
차폐형 데이터 케이블은 어떻게 구성됩니까?
데이터 케이블은 기본적으로 전원 및 제어 케이블과 동일하게 차폐되지만, 제품 명칭에는 일반적으로 다른 약어가 사용됩니다:
- 주석 도금 구리 편조: "S"(차폐됨)
- 알루미늄 접합 플라스틱 호일: "F"(호일로 감쌈)
또한 데이터 케이블에는 EMC 방호를 위한 차폐 등급이라는 측면에서 두 가지 특별한 특징이 있습니다:
차폐되지 않음
데이터 전송은 특히 간섭에 취약하기 때문에 일반적으로 데이터 케이블을 항상 검사합니다. 신호 전송을 위한 특정 애플리케이션 분야에는 특별히 약어 "U"(비차폐)가 표시된 비차폐형 데이터 케이블(예: Cat.6 네트워크 케이블 ETHERLINE® LAN Cat.6 U/UTP 4x2xAWG24 LSZH, 현장의 네트워킹 시스템용 ETHERLINE® LAN Cat.5e SF/UTP 4x2xAWG24 또는 당사의 UNITRONIC® BUS ASI 케이블)이 사용됩니다.
ETHERLINE® Cat. 6A FD FC
TP(꼰 페어)
데이터 케이블의 또 다른 디자인은 꼬은 쌍 케이블입니다. 여기서는 개별적인 데이터 쌍이 꼬여 있습니다. 꼬음으로 인해 필드 효과가 서로 보정됩니다. 이러한 케이블은 약어 "TP"(Twisted Pair: 꼬은 쌍)로 식별할 수 있습니다.
The ETHERLINE® Cat 케이블. 예를 들어, 6A FD FC는 다음과 같이 나누어집니다: ScreenedFoiled/UnscreenedTwistedPair. 이 네트워크 케이블은 모든 코어를 와이어 편조로 차폐하고 아래에서 알루미늄 접합 플라스틱 호일로 차폐하였습니다(차폐/호일로 감쌈). 코어 쌍은 쌍으로 꼬여 있으며 추가 코어 쌍 차폐부(UnscreenedTwistedPair)가 장착되어 있지 않습니다.
커넥터가 EMC 보호에 중요한 이유는 무엇입니까?
모든 시스템은 그 수준이 가장 취약한 부분의 수준입니다. 저희 LAPP의 커넥터 시스템에는 위에서 언급한 차폐형 연결 개념을 사용할 수 있다는 장점이 있습니다. 대부분의 경우 EMC 케이블 글랜드는 이미 커넥터에 통합되어 있으며 보호 도관을 연결할 수 있는 옵션을 제공하고 케이블 차폐부가 커넥터 시스템의 작동 또는 PE 접점과 접촉할 수 있도록 합니다.
표준 하우징은 하우징 부품 사이에 비전도성 씰로 파우더 코팅되어 있어 서로 절연됩니다. EPIC® EMC 커넥터는 360도 차폐 및 진동 방지 차폐 연결을 제공합니다. EMC 커넥터는 일반적으로 니켈 도금된 금속 전도성 표면으로 식별할 수 있습니다. 씰은 두 개의 하우징 부품이 함께 눌리거나 스크루로 고정되어 금속과 금속이 낮은 저항으로 접촉하도록 설계되었습니다. 케이블 글랜드와 마운팅 벽 모두에 동일한 원리가 적용됩니다.
직사각형 커넥터에는 SKINTOP® MS-M BRUSH 케이블 글랜드가 통합되어 있습니다. 따라서 EPIC® ULTRA H-A3 및 EPIC® ULTRA H-B6-24는 조립하기 쉽고 차폐 케이블의 넓은 케이블 클램핑 범위에 적합하도록 설계되었습니다.
예를 들어 서보 드라이브, 액추에이터 및 센서에 사용하기 위해 공간 절약형 설계가 필요한 경우, 저희 LAPP의 POWER 및 SIGNAL 원형 커넥터를 권장합니다. 이러한 커넥터에는 서보 및 데이터 케이블을 위해 특별히 조정된 EMC 케이블 글랜드가 장착되어 있습니다.
EMC의 이정표: 저희 LAPP에서 나온 zeroCM® 기술
LAPP에서 나온 zeroCM®의 기술은 기계와 시스템의 EMC를 개선하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 반전 보호 접지가 있는 저커패시턴스 번들 구조로 이루어진, 특허를 받은 새로운 케이블 설계는 100 % 전기적 대칭을 달성하고 전자기 호환성을 개선합니다. 첫 번째 제품은 ÖLFLEX® SERVO zeroCM입니다.
zeroCM 기술은 새롭고 혁신적인 EMC 솔루션입니다.
항상 LAPP의 서비스로 보호된 EMC
전자기 간섭은 눈에 보이지 않기 때문에 방심할 수 없습니다. 이를 감지하려면 많은 경험이 필요하며, 이상적으로는 손상이 발생하기 전에 감지하는 것이 좋습니다. 저희 LAPP은 고객을 지원하기 위한 광범위한 제품군을 보유하고 있습니다:
- 60년 동안 EMC를 주제로 연구 및 개발
- EMC에 대한 전문 지식을 갖춘 풍부한 전문가 집단
- EMC에 최적화된 케이블 배선 및 연결 솔루션 포트폴리오
- zeroCM®: EMC에 최적된 케이블의 기준
- 전 세계의 모든 산업에서 항상 모든 최신 지침과 표준 준수
- 상태 검사 서비스를 통해 전자파 간섭의 소스를 식별하고 제거합니다
고객으로서 누릴 수 있는 혜택
- 결함 및 고장 방지
- 생산에서 효율성과 품질 극대화
- 시간이 많이 소요되는 재작업, 문제 해결 및 수리 비용 방지
- 고객은 새로운 규정과 표준에 적응하는 것에 대해 걱정할 필요가 없습니다
LAPP의 포트폴리오
비차폐 케이블과 케이블은 어떻게 나중에 차폐할 수 있습니다?
여러 가지 이유로 시스템에서 비차폐 케이블을 사용할 수 없거나 시스템의 특정 구간에서만 케이블을 전자기적으로 차폐해야 하는 경우, 당사의 SILVYN ® 보호 케이블 도관에 구리 편조를 장착하거나 3M Scotch 1183 차폐 테이프로 감을 수도 있습니다.
이러한 시스템을 안정적으로 접지하려면, 구리 편조를 접지 하우징 벽 또는 기타 접지 연결 지점에 연결하기 위해 당사의 1-피스 또는 2-피스 SHIELD-KON® 커넥터를 사용하는 것이 가장 좋습니다.
EMC 방호는 어떻게 개선할 수 있습니까?
최적의 차폐를 위해 케이블에 이중 차폐를 장착하거나 구리 또는 강철 파이프에 설치할 수 있습니다. EMC 관점에서 보자면, 이러한 차폐부는 완전히 밀폐되어 있습니다. 구리 편조가 장착된 나선형 권선 SILVYN® 금속 보호 케이블 도관(예: EMC AS-CU)은 완벽한 EMC 보호와 동시에 파이프에 비해 뛰어난 유연성을 제공합니다. 전자기 요구 사항이 높은 특히 열악한 환경에 적합합니다. EMC 보호 및 변형 방지가 통합된 SILVYN® MSK-M BRUSH 도관 글랜드가 EMC 차폐형 시스템을 완성합니다.
사전 조립된 전원, 제어 및 데이터 케이블에 EMC 검사가 적용되어 있나요?
EMC 불량으로 인해 설치 오류가 발생하는 경우가 많습니다. 오랫동안 업계에서는 케이블과 플러그를 별도로 구매하여 기계나 생산 공장 등에 설치할 때만 연결하는 것이 관례였습니다.
유연성 향상에는 몇 가지 단점이 있습니다. 처리 품질에 아쉬움이 남는 경우가 많다는 점입니다. 예를 들어 설치자가 코어 절연을 벗길 때 너무 깊게 절단하여 코어 절연이 손상되거나 차폐부를 플러그의 하우징에 부분적으로만 연결하여 EMC 문제가 발생하는 경우입니다.
이러한 이유로 ÖLFLEX® CONNECT라는 이름으로 판매되는 기성품 케이블을 선호하는 추세이며, LAPP에서 판매하고 있습니다. 케이블과 커넥터는 이미 공장에서 연결되었습니다. 고객은 케이블과 호스가 완전히 장착된 케이블 체인까지 받을 수 있으며, 저희 LAPP은 엔지니어링 작업도 대행합니다. 따라서 고객은 항상 단일 공급처로부터 최적의 품질을 보장받으며 기계 제작과 같은 본연의 업무에 집중할 수 있습니다.