서보 시스템 애플리케이션을 위한 케이블 선택 방법

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대규모 생산 시스템에서, 일반적으로 서보 애플리케이션의 모터와 드라이브는 서로 멀리 떨어져 있다. 이 경우, 드라이브의 서보 케이블과 굴곡 장치와의 연결, 거리에 따른 연결을 유지, 코드에 케이블 설치와 같은 세 가지 주요 문제가 발생한다.

드라이브에서 장비로 케이블을 연결하는 한 가지 방법은, 공장 인프라 내의 도관을 통해 케이블 트랙으로 연결하는 것이다. 이것은 한계가 있는 방법이며, 많은 인력과 비용이 투입된다.
다른 옵션은 드라이브에서 장비로 트레이 등급(TC나 TC-ER) 케이블을 실행하는 것으로 지금은 매우 보편적이다. 트레이 등급 케이블은 공장 시설에 도관 없이 라우팅된다. 그러나 트랙의 연속적인 굴곡은 고려하지 않아서, 케이블을 트레이 끝에서 커넥터로 종단 처리하고, 자체 플렉서로 다른 케이블과 연속하여 연결해야 한다.

트레이 등급 케이블은 VFD(Variable Frequency Drive) 케이블이다. 이 케이블은 보통 제한된 유연성을 가진 서보 케이블보다 크고 무겁다. 케이블은 트레이에서 커넥터로 종단 처리한다. 그러나 다른 TC 케이블처럼 VFD는 DESINA 표준에 못 미친다. 케이블 직경이 적정 커넥터에 비해 커서 연결 지점이 많으면 신호가 저하된다.
새로운 ÖLFLEX^? SERVO FD 7TCE는 서보 모터 전원을 단일 케이블로 연결하므로 앞서 지적된 문제와 추가적인 비용을 절감할 수 있다.

다수 연결 지점

TC-ER 케이블을 배치하면 트레이와 서보 모터 사이에 중간 케이블을 연결할 필요가 없어, 연결 지점을 줄여 시스템을 개선한다. 커넥터 접촉부에 부적절하게 장착하면 저항이 증가해 내부 온도가 상승하고 전압 강하(도체 속에 전류가 흐를 때, 그 저항에 의하여 전류의 방향으로 전위가 내려가는 현상, 또는 그 양 끝의 전위차.)가 증가한다. 이러한 현상이 발생하면 전압이 낮아지고 장비가 손상된다. 또한, 온도의 상승으로 암페어 부가가 높아져 화재가 발생할 수 있다.

TC-ER: 전선관 없이 수행

서보 설치에서 컴플라이언스 문제를 피하려고 케이블 노출 실행(TC-ER) 등급이 있는 케이블을 사용하기도 한다.
National Electrical Code(NEC)에 따라 TC-ER 케이블은 특정 매개 변수를 충족되면 전선관 없이 트레이와 기계 사이에서 작동한다.
· 지지대나 앵글과 같은 기계적 보호 장치로 케이블을 지속적으로 지탱하고, 물리적 손상을 막는다.
· 6피트 간격으로 고정해야 한다.
· 케이블 내에 장비 접지 도체가 있어야 한다.
· 충돌과 충격 시험을 통과해야 한다.

7TCE처럼 TC-ER 케이블을 배치하면, 전선관을 설치하지 않으므로 비용을 절약할 수 있다. 전선관으로 케이블을 당기지 않고 트레이에서 실행하면 설치 시간이 절약된다.
또한, 표준 케이블은 외장이나 레이스웨이 보호 없이 트레이 외부에서 6피트 이상 작동할 수 없지만, TC-ER 케이블은 적당히 고정시키면 트레이에서 무제한으로 작동한다. 마지막으로 트레이와 서보 모터 사이에 중간 케이블을 연결할 필요가 없어 케이블과 연결 지점 수를 줄인다.

기계적 내구성

ÖLFLEX SERVO FD 7TCE는 엄격한 UL 표준을 충족하도록 설계되었다. 기계적 특성과 전기적 특성이 결합한 이 서보 케이블은 드라이브와 트레이, 케이블 트랙과 연결되는 모터나 모터 간 최종 연결에 사용된다. 또한, 내구성이 뛰어나고 유연하여 식품, 음료, 자동차, 기타 여러 산업 분야에서 사용된다.

ÖLFLEX SERVO 7TCE는 특별히 고안된 열가소성 엘라스토머(TPE) 재킷과 최대 105°C의 고온을 견디는 교차 결합 XLPE 절연체가 특징이다. 자외선과 기름 외에도 불에 내성이 높으며 거친 세정 솔루션에도 견딘다. 7TCE는 기존의 XLPE 트레이 케이블에 비해 외경이 9.78mm로 가늘고, 무게는 가벼운 케이블이다. 그러나 강도는 매우 강하다. 7TCE는 UL과 UL TC-ER, C(UL) CIC, CE, RoHS를 비롯한 북미와 유럽 표준을 준수하며 필요한 냉간과 충격 시험을 모두 통과했다.

ÖLFLEX FD 7TCE는수백만 사이클 동안 지속적으로 적당한 굴곡을 유지하도록 기계적으로 테스트된다.

ECOLAB

ECOLAB PM 40-1 테스트 요구에 따라 특수 TPE 절연은 식품, 음료, 화학, 관련 산업에서 사용되는 광범위한 소독 용액에 내성을 지닌다.

뛰어난 전기적 성능

기계적 내구성 외에도 ÖLFLEX SERVO 7TCE의 전기적 특성은 장거리 주행을 가능하게 하고 잠재적인 절연 파괴를 막는다. 설치자들은 TC-ER 케이블으로 전원이나 신호, 데이터 전송원을 어느 정도 떨어져 있는 중앙 분배 캐비닛에 설치하려는 경향이 있다.
서보 애플리케이션에서, 드라이브는 보통 캐비닛에 위치해 장비 모니터링을 중앙 집중시킨다. 흔히 케이블 길이가 길어지면 라인의 저항과 전기 용량이 커져서 전압 강하나 의도하지 않은 오작동이 발생할 수 있다.

가변 속도 애플리케이션을 위한 유연한 케이블

품질이 떨어지는 도체는 실수로 오작동에 의해 전원을 공급할 수 있다. 높은 유전상수로 인한 절연으로 생성된 자기장은 스위치 장치를 작동시킨다. 이것은 더 긴 케이블을 사용으로 증폭되기도 한다. 장기적으로, 높은 충전 용량과 열악한 절연 재료의 조합은 스위치와 기타 장치와 장비에 해롭다.

7TCE는 이러한 위험을 줄인다. PVC 같은 소재에 비해 케이블의 XLPE와 EPR 절연은 낮은 유전 상수와 재료의 전하 보유 능력과 같은 전기적 특성이 우수하다. 상수가 높을수록 더 많은 재료가 충전된다. 높은 유전 상수를 가진 물질은 낮은 상수를 가진 물질보다 쉽게 파괴되어 전류 누출을 유발한다. ÖLFLEX SERVO 7TCE의 XLPE 절연과 ÖLFLEX SERVO FD 7TCE의 EPR 절연은 다음과 같은 면에서 유용하다.

· 단열재 두께 감소: TC-ER에 필요한 저온과 압착, 충격 시험에 필요한 강도는 유지하면서 OD의 경량 케이블은 더 가늘어진다.
· 낮은 임피던스: 케이블링의 임피던스는 도체를 통한 전류 유도 자기장과 도체 사이의 충전 축적에 영향을 받는다.
· 케이블이 길어진다: 우수한 전기 특성은 장거리에도 신호 품질을 유지한다.

자료 제공: LAPP(www.lappusa.com)

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