Дуже часто при проектуванні електронних систем і систем автоматизації питання вибору кабелів для багатьох інженерів є «другорядним». Однак пізніше, коли виявляється, що правильно підібрана кабельна система дозволяє заощадити витрати на виробництво, підвищити термін служби і надійність пристрою, і, що важливо, зберегти якість сигналу.
Чи не планові простої обладнання неприйнятні в будь-якій галузі промисловості. Тому системи електропостачання це «артерії» сучасної техніки. В сучасних автоматичних системах рухомі пристрої (роботи, крани і так далі) створюють масу проблем для інженерів, які повинні прийняти рішення - який кабель краще використовувати, круглий або плоский? Розглянемо кілька критеріїв, які потрібно враховувати при виборі.
додатки
Залежно від ринку і умов експлуатації виробів застосовуються круглі і плоскі кабелі. Круглі кабелі вже давно є галузевим стандартом і використовуються в більшості промислових і автоматизованих систем і захоплюють діапазон від простих виробничих комплексів до альтернативної енергетики.
критерій продуктивності
електричні характеристики
- Електромагнітні перешкоди (англ. EMI) складаються як з зовнішніх, так і з внутрішніх джерел. Внутрішній захист від електромагнітних перешкод варіюється і сильно залежить від конструкції кабелю. Якщо інженери працюють з індивідуальними екранованими парами в плоскому кабелі, то це забезпечить сполучення пари перехресних перешкод і захист зв'язку.
Дуже складно розмістити загальний екран на плоскому кабелі, оскільки екранує матеріал має тенденцію до округлення - він не може мати плоский формат. Це робить дуже складною і практично недоступною зовнішній захист від електромагнітних перешкод плоских кабелів, оскільки даний спосіб захисту здатний забезпечити кращий захист від зовнішніх EMI тільки для круглих кабелів.
- Перехресні перешкоди: це неконтрольоване з'єднання сигналів між двома ланцюгами передачі. Подібно захисту від електромагнітних завад, використання різноманітних довжин пар в плоскому або круглому кабелі підвищує захист від перехресних перешкод.
- Загасання: в кінцевому підсумку визначає максимальну довжину сигнального кабелю і опір провідника, що впливає на падіння напруги на компоненті харчування. У більшості випадків загасання при використанні плоского кабелю погіршується. Використання високоякісної ізоляції і правильне розміщення в грунті може поліпшити затухання, що призводить до необхідності вибору плоскої конструкції. У деяких галузях виробляються високопродуктивні (низькоміцні і ослаблені) плоскі кабелі.
механічне напруження
Існує чотири основних типи навантаження для кабелів - згинання, скручування, тик - струмові (англ. Tic - toc) і S - образні навантаження. Круглі кабелі можуть витримувати всі через їх природної здатності переміщатися по декількох осях одночасно. У деяких застосуваннях вони здатні витримувати до 30 мільйонів циклів вигину, перш ніж їх потрібно буде замінити. Плоскі кабелі найкраще підходять для лінійних переміщень, оскільки це рух знаходиться на одній лінійної осі.
Рухи, які потребують декількох осей, таких як скручування, можуть привести до того, що плоский кабель буде прив'язаний або перекручений тільки до певної точки. При навантаженнях обертання електромагістралей скручується і намотується на певну довжину. Таким чином, кожен компонент повинен бути інтегрований в правильне положення при закручуванні і бути обгорнутий або вбудований в ПТФЕ-стрічку (тефлон), щоб мінімізувати сили тертя при скручуванні.
Несприятливі умови роботи
Дані електричні вироби піддаються впливу багатьох чинників навколишнього середовища, які можуть привести до погіршення якості кабелю, якщо неправильно були підібрані матеріали при виготовленні. Деякі з цих умов включають ультрафіолет, масло, випромінювання, стирання, високу або низьку температуру і тертя. Знання цих факторів заздалегідь сильно вплине на вибір властивостей матеріалу (полиимид / спінений поліетилен і так далі) для ізоляції провідників і матеріалів оболонки кабелю (поліуретан).
Більшість ПВХ або ПТФЕ, використовуваних в круглих кабелях, можуть бути застосовані для витримування багатьох з цих несприятливих факторів навколишнього середовища, зберігаючи при цьому свою гнучкість. Плоскі кабелі, які екструдіруются з силіконом, зможуть витримувати високі температури. Однак силікон є більш м'яким матеріалом і не забезпечує значного опору стирання і тертю, що може привести до виникнення внутрішніх збоїв.
Проектування і виробництво кабелів
Круглі кабелі спроектовані так, щоб максимізувати простір в межах мінімальної необхідної площі поперечного перерізу. Це дозволяє використовувати їх в більшості отворів для систем автоматизації або при підключенні різного роду електричних машин, які можуть виявитися проблемою для плоского кабелю з подовженим поперечним перерізом, тобто квадратним штифтом і круглим отвором.
Займана при монтажі площа і його зручність грає не останню роль, і тут круглі провідники мають перевагу, так як зробити круглий отвір значно простіше, ніж прямокутне. Проте, при використанні плоских кабелів з'являється можливість укласти їх один на одного для економії місця, що не можна зробити при використанні круглих.
Крім того, плоскі кабелі необхідно зважувати і балансувати, щоб забезпечити рівномірність руху. Це також необхідно і для круглих провідників тільки тоді, коли вони встановлені в кабельній трасі. Вони вимагають тільки наповнювачів і стрічок для забезпечення концентричности.
Вага і гнучкість конструкції кабелю - це оптимізація ергономічних характеристик для кінцевого користувача, особливо коли це переносний пристрій:
І, нарешті, для інкапсуляції всіх плоских компонентів в один кабель потрібно спеціальне обладнання. Кабельно-виробниче обладнання стандартизовано для виробництва круглих кабелів, тому додаткове оснащення перетворюється в додаткову виробничу вартість для клієнтів.
Залежність від умов експлуатації
Сучасні реалії промисловості вимагають від кабельної продукції захист від багатьох несприятливих факторів, а не тільки від одного. наприклад:
- Зносостійкість і опір різанням: оскільки провідники можуть намотується на бабині і тягнутися по бетонній поверхні з наявністю гострих кромок, що може привести до пошкодження зовнішнього шару ізоляції. Тому зовнішній шар повинен мати гарну жорсткість (поліуретани мають хорошу репутацію).
- Невелике подовження при великій розтягує навантаженні: це досягається шляхом двостінного екструзійного процесу в поєднанні з арамідна опліткою (кевлар / вектрана) між ними, щоб зняти механічні навантаження з внутрішніх компонентів. Цей тип конструкції мінімізує розтягувальну навантаження на внутрішні провідники, що знижує втому і рання відмова.
- Використання міцного елемента в конструкціях знижує залежність від міді, тим самим зменшуючи загальне її кількість, що в кінцевому підсумку скорочує розмір, вага і вартість кабелю. Такі типи конструкцій практично неможливі при використанні плоских кабелів, які ґрунтуються на силіконі і ПТФЕ для герметизації декількох компонентів провідника.
При розробці системи електропостачання є велика кількість варіантів. Інженери повинні виконати великий обсяг роботи, щоб підібрати найкращий варіант, який буде відповідати вимогам механіки і електротехніки пристрою. Правильний вибір конструкції кабелю дає всім сторонам впевненість у надійній та довгій роботі системи.