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单电缆伺服系统对伺服电缆有怎样的要求

编辑:成佳电缆 浏览:92 发布日期:2018-10-31【

 单电缆伺服电机处理其电磁噪声干扰问题的基本原则与传统伺服电机也是类似的,只是将一些有关设备线路集成的工艺要求,变成了伺服线缆和线束产品的制造规格;同时,由于和动力线路距离非常近,反馈线路受到串扰影响的风险更高,因此优质的导线隔离绝缘和线路双绞屏蔽,以及合理的结构布局,就成为应对信号干扰的重要措施。

伺服电机电缆

 上图所展示的,是一种用于 HIPERFACE DSL 伺服电机的复合电缆结构布局(左)和实物截面样式(右)。
左右两侧较粗的四芯,即三根黑色(左二和右下一)和右侧一芯黄绿线,为电机的动力电源线路,紧贴电缆屏蔽层;上方较细的两芯黑色导线,有着单独的屏蔽层,用于控制电机的低压直流抱闸线圈;下方一蓝一白,为数字伺服反馈的两芯,除了自带屏蔽层,还采用了双绞线的布局。
用于动力电源和抱闸控制的导线尺寸会基于线缆所匹配的伺服电机容量和抱闸线圈电流而有所不同;HIPERFACE DSL 建议的反馈线路导线尺寸为 0.34 mm²(AWG22)。
 可以看到,线缆内部几组导线有着相互对称的布局样式,这样不仅能够让动力 / 抱闸线路在电缆内部尽可能分散并远离较为敏感的伺服反馈线路,同时还可以最大程度的让电缆屏蔽层与干扰源线路耦合,以减小串扰对反馈信号的影响。
 线缆内部有三组独立的屏蔽层,并且是相互绝缘隔离的。最外层的线缆屏蔽可以阻隔来自外界的电磁干扰,同时能够防止内部动力或 / 和抱闸线路向周围环境的辐射;抱闸线路的屏蔽层,用来避免抱闸线圈动作瞬间脉冲电流对反馈线路的串扰;两芯伺服反馈的屏蔽层,则保护其信号传输不受外部电磁噪声干扰的影响。
 根据电缆规格和应用方式,复合电缆的各屏蔽层可以是金属编织网/箔片类型,同时须具有很高且稳定的覆盖率,以避免或降低串扰水平。例如:HIPERFACE DSL 要求屏蔽层覆盖率达到 >85% 以上。
反馈线两芯的双绞,就是将极性相反的一对数字信号导线绞制在一起,以平衡和抵消其受到周围电磁场的干扰影响,降低对噪声串扰的敏感性。
当然,要做到在驱动器和电机之间稳定的动力传输和数据通信,单电缆的设计和制造还需要在包括上面提到的几点在内的诸多方面有非常明确的量化规格指标,例如:导线直流电阻、传输阻抗、传输延迟、速度比率、线路衰减、导线 / 屏蔽层电容、导线间电容、介电常数、串扰衰减、电机电缆直流屏蔽电阻、信号线直流屏蔽电阻......等等,具体数据可以参照相关伺服反馈协议的说明书,在这里就不一一列举了。

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