I den smarta fabriken överförs hög elektrisk effekt och en växande mängd data i trånga utrymmen. Detta ökar risken för elektromagnetiska störningar – ett enda dåligt skärmat kontaktdon kan stoppa upp en hel tillverkningsprocess. Därför är det inte så konstigt att branschen för elektromagnetiskt kompatibla lösningar ökar – för närvarande med sju procent per år över hela världen. En optimal elektromagnetisk kompatibilitet (förkortat EMC) kräver en god förståelse för systemet och val av rätt komponenter. Från LAPPLAPP får användarna båda delarna.
En elektromagnetisk störning kommer alltid från en störningskälla. Detta kan vara en utrustning som bär en hög ström, såsom en frekvensstyrd motor eller en kabel.
Störningskällan motsvarar en störd utrustning, känd som receptorn ("interference sink" på engelska). Receptorn kan till exempel vara en givare eller en datanätverkskabel.
Kopplingsmekanismen däremellan orsakar störningen. Den kan delas upp i fyra olika typer av koppling:
I praktiken är det vanligtvis en blandning av dessa fyra kopplingsmekanismer, som måste elimineras, exempelvis genom att använda skärmade kablar.
I EMC-direktivet 2014/30/EU, artikel 3, definieras elektromagnetisk kompatibilitet som:
”[...] förmågan hos en utrustning att fungera tillfredsställande i sin elektromagnetiska miljö utan att orsaka elektromagnetiska störningar, vilket skulle vara oacceptabelt för annan utrustning i denna miljö.”
Enligt denna definition har EMC två huvudaspekter:
Energiledande kablar kan ha olika typer av avskärmningar:
Under monteringen är det viktigt att se till att skärmen alltid täcker hela ytan och är helt omsluten av en kåpa – i båda ändarna av kabeln. Fast Connect-systemet förhindrar fel vid montering och sparar tid.
Det&apo;är ännu enklare med ÖLFLEX® CONNECT: här är alla kablar förkonfektionerade och har rätt längd, allt du behöver göra är att ansluta dem.
Det finns fyra olika typer av skärmning för kraft- och styrkablar. Tre av dessa skärmtyper är särskilt lämpliga för användning med EMC-skydd:
En vanlig metod för skärmning av kablar är flätad koppar mellan ledarna och manteln. Med en täckningsgrad på cirka 80 procent bildar kopparflätningen en effektiv barriär mot elektromagnetiska fält. Dessa kablar kan identifieras med förkortningen ”C” i LAPP:s produktbeteckning, t.ex. ÖLFLEX® CLASSIC 110 CY eller ÖLFLEX® SERVO 719 CY. Kopparflätning kan göras på olika sätt, där en av de avgörande parametrarna är vridningsvinkeln. I mycket dynamiska applikationer, t.ex. vid installation av kabeln i en släpkedja, dras koppartråden runt ledarna i en mer trubbig vinkel, så att den skapar en full 360-graders lindning runt ledarna över ett kortare avstånd. I robotkablar som måste tåla miljontals torsioner är flätning inte idealiskt eftersom det med tiden uppstår mellanrum.
För rörliga kablar i robotik, där skärmen måste tåla torsion, används ofta kopparlindning. Eftersom alla koppartrådarna i en lindning är placerade parallellt med varandra, är det inga problem med kabeltorsionen. Skyddet mot elektromagnetiska störningar från lindade kablar är dock ofta sämre eftersom skärmtrådarna inte överlappar varandra. Dessa kablar kan identifieras med förkortningen ”D” i LAPP:s produktbeteckning, t.ex. ÖLFLEX® ROBOT 900 DP.
Enskilda ledare eller alla ledare i kabeln kan lindas med aluminiumlaminerad plastfolie. Skärmen av plastfolie skyddar dina kablar och ledare, speciellt vid högre frekvenser. Kablar har ofta också flera skärmtyper, t.ex. ÖLFLEX® SERVO 2XSLCY-JB med aluminiumlaminerad plastfolie och förtennad kopparflätning.
Datakablar har i huvudsak samma skärmning som kraft- och styrkablar, men andra förkortningar är vanliga i produktbeteckningarna:
Det finns också två särskilda egenskaper för datakablar när det gäller deras skärmklassificering för EMC-skydd:
Dataöverföringar är särskilt känsliga för interferens, vilket är anledningen till att datakablar i allmänhet alltid är skärmade. För vissa applikationsområden för signalöverföring finns oskärmade datakablar speciellt märkta med förkortningen ”U” (oskärmad), som t.ex. nätverkskabeln Cat.6 ETHERLINE® LAN Cat.6 U/UTP 4x2xAWG24 LSZH, Ethnernet-ledningen Cat.5e ETHERLINE® LAN Cat.5e SF/UTP 4x2xAWG24 eller våra kablar UNITRONIC® BUS ASI för nätverkssystem i fält.
En annan design för datakablar är partvinnade kablar. Här tvinnas individuella datapar. Tvinningen säkerställer att fälteffekter kompenserar varandra. Dessa kablar kan identifieras med förkortningen "TP" (Twisted Pair).
ETHERLINE® Cat-kabeln. Exempelvis är 6A FD FC uppdelad på följande sätt: SkärmadFolierad/OskärmadPartvinnad. Denna nätverkskabel är skärmad runt alla ledare med en trådfläta och en aluminiumlaminerad plastfolie under (skärmad/folierad). Ledarparen är tvinnade i par och inte utrustade med ytterligare ledarparskärmning (UnscreenedTwistedPair).
Varje system är bara så bra som dess svagaste punkt. LAPPs anslutningssystem har fördelen att använda alla ovannämnda skärmanslutningskoncept. Mycket ofta är EMC-förskruvningar redan integrerade i kontaktdonet, ger möjlighet att ansluta en skyddsslang och gör det möjligt att kontakta kabelskärmen med kontaktdonets arbets- eller PE-kontakt.
Standardkåpan är pulverlackerad med en icke-ledande tätning mellan kåpornas delar, vilket isolerar dem från varandra. EPIC® EMC-kontakter erbjuder 360-graders skärmning och vibrationssäker skärmanslutning. EMC-kontakterna kan identifieras av deras metalliska, vanligtvis nickelpläterade yta. Tätningarna är utformade för att säkerställa att de två kåporna som pressas eller skruvas ihop är i lågresistent kontakt med metall på metall. Samma princip gäller både för kabelförskruvningar och monteringsväggen.
Rektangulära kontaktdon har en integrerad SKINTOP® MS-M BRUSH-förskruvning. EPIC® ULTRA H-A3 och EPIC® ULTRA H-B6-24 är därför enkla att montera och utformade för ett brett klämområde i skärmade kablar.
Om du behöver en utrymmesbesparande design, till exempel för användning i servodrifter, aktorer och sensorer, rekommenderar vi cirkulära kontaktdon från LAPP. Dessa är utrustade med en EMC-förskruvning för servo- och datakablar.
Tekniken zeroCM® från LAPP ger ett viktigt bidrag till förbättrad EMC i maskiner och system. Den nya, patenterade kabeldesignen med en buntkonstruktion med låg kapacitans med motsatt skyddsjordning uppnår hundra procent elektrisk symmetri och förbättrar den elektromagnetiska kompatibiliteten. Den första produkten är ÖLFLEX® SERVO zeroCM.
Elektromagnetiska störningar syns inte, vilket är vad som gör dem så förrädiska. Det krävs mycket erfarenhet för att upptäcka störningar, helst innan de orsakar skador. LAPP har ett omfattande sortiment av produkter för att hjälpa våra kunder:
Om en oskärmad kabel av olika skäl inte är möjlig i systemet, eller om kablar endast behöver vara elektromagnetiskt skärmade i vissa delar av systemet, kan våra SILVYN ® skyddsslangar även utrustas med kopparflätor eller lindas i skärmningstejpen 3M Scotch 1183.
För att säkerställa att dessa system kan jordas på ett säkert sätt är det bäst att använda vårt SHIELD-KON®-kontaktdon i en eller två delar för att ansluta kopparflätan till en jordad kåpvägg eller andra jordade anslutningspunkter.
För att säkerställa optimal skärmning kan kablar förses med dubbel skärm eller installeras i ett koppar- eller stålrör. Ur ett EMC-perspektiv är dessa skärmar helt täta. Våra metallspiralslangar SILVYN® med kopparflätning, till exempel EMC AS-CU, ger dig fullständigt EMC-skydd och samtidigt enastående flexibilitet jämfört med ett rör. Den är lämplig för särskilt krävande miljöer med höga elektromagnetiska krav. Vår SILVYN® MSK-M BRUSH slangförskruvning med EMC-skydd och integrerad dragavlastning fulländar ditt EMC-skärmade system.
Dålig EMC är ofta orsaken till installationsfel. Under lång tid var det vanligt inom industrin att köpa kablar och kontaktdon separat och endast ansluta dem när de installerades i exempelvis en maskin eller produktionsanläggning.
Det finns några nackdelar med ökad flexibilitet: bearbetningskvaliteten lämnar ofta mycket att önska. Till exempel om installatören skär för djupt vid avskalning och skadar ledarisoleringen eller endast delvis ansluter skärmen till kontaktdonets kåpa, vilket orsakar EMC-problem.
Därför går trenden mot färdiga kablage, som vi på LAPP säljer under namnet ÖLFLEX® CONNECT. Kabeln och kontaktdonet är redan anslutna vid leverans. Kunderna får till och med släpkedjor fullt utrustade med kablar och slangar, och LAPP tar också över det tekniska arbetet. Kunderna är därför garanterade att alltid få optimal kvalitet från en enda källa och kan även koncentrera sig på sitt eget arbete, nämligen att bygga maskiner.
