Силиконовый кабель для высокотемпературных сервомоторов | Гибкий кабель питания для оборудования управления движением

Силиконовый кабель для высокотемпературных сервомоторов | Гибкий кабель питания для оборудования управления движением

Тип неисправности, наблюдаемый в кабелях питания сервомоторов

Если отсоединить кабель питания сервомотора от оборудования после нескольких лет непрерывной работы, повреждения редко бывают случайными. Оно сосредоточено в двух местах: именно там, где кабель выходит из корпуса двигателя (усталость от многократного изгиба в фиксированной точке зажима), и вдоль любого участка, проходящего вблизи самого корпуса двигателя (термическое разрушение из-за нагрева корпуса двигателя, температура которого может быть значительно выше, чем температура окружающего воздуха в шкафу). Кабель, рассчитанный на высокую температуру, но не предназначенный для изгиба, или предназначенный для изгиба, но не рассчитанный на высокую температуру, как правило, выходит из строя именно в одной из этих двух точек — просто с разной скоростью.

Это силиконовый кабель для сервомотора Конструкция данной линейки продуктов рассчитана на устранение обеих точек отказа в рамках одной конструкции, а не на рассмотрение их как отдельных проблем, решаемых с помощью отдельных линеек продукции. Именно в этом заключается практическая причина, по которой здесь используется силикон, а не ПВХ или стандартная резина: это один из немногих материалов для оболочки, способных выдерживать длительное воздействие высоких температур корпуса двигателя и остается достаточно гибким, чтобы выдержать нагрузку в зоне изгиба с фиксированной точкой, не теряя при этом прочности.

Где этот кабель подходит — а где нет

Подходит в следующих случаях:

• кабель выходит непосредственно из корпуса сервомотора или рядом с ним, который нагревается при непрерывной нагрузке
• имеется фиксированная точка изгиба (выход двигателя, кабельный зажим, разгрузочное устройство), которая подвергается повторяющимся перемещениям в ограниченном диапазоне — не в полном диапазоне хода цепи переноса
• Для этой установки требуется оболочка, которая не станет жесткой и не растрескается под воздействием тепла, излучаемого корпусом двигателя на протяжении многих лет, даже если сам кабель не находится в постоянном движении

Не подходит в следующих случаях:

• Кабель проходит всю длину цепи переноски, выполняя миллионы циклов возвратно-поступательного движения — для этого предусмотрены специальный проводник и конструкция скрутки, предназначенные именно для цепей переноски, а использование силового кабеля двигателя в этой роли, как правило, приводит к усталости проводника задолго до того, как ограничивающим фактором станет оболочка.
• Вам нужны интегрированные проводники энкодера и обратной связи в одной оболочке — это линия, предназначенная исключительно для питания; комбинированные сервокабели для питания и передачи сигнала представляют собой отдельную конструкцию с внутренним экранированием и скруткой пар, чего нет в обычном кабеле питания
• устройство будет эксплуатироваться на открытом воздухе и подвергаться длительному прямому воздействию ультрафиолетового излучения без какой-либо защиты — уточните варианты составов оболочки именно для этого случая, поскольку не все силиконовые составы одинаково устойчивы к ультрафиолету

Что на самом деле определяет правильный размер проводника — и дело не только в силе тока

Прокладка кабелей для сервомоторов — одна из немногих областей, где выбор проводника меньшего сечения приводит к проблеме, которую легко упустить из виду при первоначальном вводе в эксплуатацию и которая проявляется лишь спустя несколько месяцев: падение напряжения при токе ускорения. Во время ускорения и торможения сервомоторы потребляют пиковый ток, значительно превышающий их номинальный постоянный ток, и если длина кабеля большая, этот пиковый ток, проходящий по проводнику недостаточного сечения, может вызвать падение напряжения, достаточное для появления периодических кодов неисправностей под нагрузкой — неисправностей, которые часто приписывают проблеме привода или двигателя, прежде чем кто-либо проверит кабель.

Практическое следствие: при расчете сечения проводника для силового кабеля сервопривода следует учитывать как пиковый ток ускорения, так и длину кабеля, а не только постоянный ток потребления. Кабель, который подходит для работы в режиме покоя и при постоянной нагрузке, может оказаться недостаточного сечения для фактического рабочего цикла.

Строительство

Для сервокабеля витая укладка жил (а не их параллельное расположение) имеет большее значение, чем для простой проводки системы управления — она снижает электромагнитную асимметрию между силовыми жилами, что косвенно влияет на ток в подшипниках двигателя и электромагнитные помехи, излучаемые самим кабелем. Это небольшая конструктивная деталь, но именно она является одной из причин, по которой специализированный сервокабель ведет себя иначе, чем универсальный многожильный силовой кабель того же сечения.

Пример расчета размера с пошаговым объяснением

Типичная ситуация: сервомотор с номинальной мощностью 3 кВт в режиме непрерывной работы, установленный на платформе робота с 12-метровым кабелем, идущим к приводу; кабель проложен по фиксированному кабелепроводу с одним гибким участком на выходе из мотора (мотор вращается вместе с шарниром, кабель не перемещается по цепи).

• Непрерывный ток для одного только двигателя вполне хватит провода сечением 2,5 мм²
• Пиковый ток ускорения, который при быстрых перемещениях может работать в режиме, в 2–3 раза превышающем номинальную непрерывную нагрузку, в сочетании с длиной кабеля 12 метров, обусловил выбор сечения кабеля до 4 мм², чтобы удержать падение напряжения при ускорении в пределах допуска, установленного производителем привода
• Куртка Было решено использовать силиконовый кабель вместо ПВХ, поскольку температура поверхности корпуса двигателя в режиме непрерывной работы превышала 90 °C, а фиксированная трасса прокладки кабеля на одном из участков проходила на расстоянии всего нескольких сантиметров от корпуса
• Обработка точек гибкости: поскольку речь идет о гибком соединении с фиксированной точкой опоры (вращается двигатель, а кабель не перемещается по цепи), достаточно было стандартного многожильного проводника — в данном случае не требовалась конструкция проводника, рассчитанная на работу в цепи перетяжки, что также позволило снизить затраты

Итоговые технические характеристики: 4 жилы (3 фазные + заземление) × 4 мм², силиконовая оболочка, 15 метров (с запасом для прокладки).

Смысл этого рассмотрения заключается не в конкретных цифрах, а в том, что два важных решения (размер проводника и материал оболочки) определялись соответственно током ускорения и температурой корпуса, а не только номинальными параметрами двигателя, указанными на заводской табличке.

Силиконовый сервокабель и стандартный резиновый сервокабель

В целом ни один из этих вариантов не является неправильным — решающим фактором почти всегда является фактическая температура в помещении и окружающая температура, с которой кабель будет сталкиваться в процессе эксплуатации, а не общее предпочтение того или иного материала.

Вопросы, возникающие при составлении технического задания

Наш сервопривод выдает периодические сбои только при быстрых перемещениях, а не при работе на постоянной скорости. Может ли причиной этого быть кабель? Прежде чем делать вывод о неисправности привода или двигателя, стоит проверить соответствие сечения проводника пиковому току ускорения и длине кабельной линии — эта причина оказывается более распространенной, чем кажется на первый взгляд, особенно при больших длинах кабельной линии.

Можно ли использовать этот кабель в тяговой цепи, учитывая, что он уже рассчитан на изгиб в месте выхода из двигателя? Не подходит для постоянной эксплуатации в цепях буксировки. Зона изгиба с фиксированной точкой опоры и непрерывное перемещение по цепи создают совершенно разные усталостные нагрузки на конструкцию жил проводника — кабель, рассчитанный на одну из этих нагрузок, не обязательно подходит для другой.

Нам нужна спиральная укладка жил, или для наших целей подойдет параллельная укладка? Если в вашей существующей конфигурации не возникало проблем с током в подшипниках или электромагнитными помехами, параллельная схема может быть приемлемой. Скрученная укладка приобретает все большее значение по мере увеличения длины кабеля или в тех случаях, когда вблизи установки уже имеются известные источники электромагнитных помех.

До какой температуры должен нагреться корпус двигателя, чтобы вместо обычной резины пришлось использовать силикон? Универсального порогового значения не существует, однако, как показывает практический опыт, при температуре поверхности корпуса, стабильно превышающей примерно 80–90 °C, стандартные резиновые кожухи начинают подвергаться ускоренному старению, и именно в этом случае дополнительные затраты на силикон, как правило, оправдываются.

Можно ли поставить этот продукт с уже установленными разъемами, совместимыми с разъемом со стороны двигателя нашего сервопривода? Да — узел разъема поставляется по индивидуальному заказу; тип разъема и распиновка должны быть согласованы с учетом конкретной комбинации привода и двигателя.

Получение расчета стоимости работ

Параметры, которые фактически определяют конструкцию: постоянный и пиковый ток ускорения двигателя, длина кабеля, тип установки (с фиксированной точкой изгиба или с полным ходом в цепи буксировки), а также фактическая температура корпуса и окружающей среды, вблизи которой будет проложен кабель. Конкретный пример, подобный приведенному выше, даже в приблизительном виде, обычно позволяет быстрее получить точный расчет стоимости, чем общий запрос на технические характеристики.

[Запросить расценки]  ·  [Прежде чем определять технические характеристики, проконсультируйтесь с инженером]  ·