W coraz bardziej sieciowych środowiskach przemysłowych, kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) staje się coraz ważniejsza. Dzieje się tak, ponieważ niepożądane prądy, znane jako prądy upływowe, mogą występować w przewodach ochronnych (PE) i wyrównawczych (PA). Często mają one negatywny wpływ na maszyny i systemy. Uniwersytet Techniczny (TU) w Darmstadt zainicjował zatem projekt badawczy „PEPA” w celu określenia, przewidzenia i zmniejszenia prądów PE/PA w sieciach z dużym udziałem przetwornic częstotliwości. Projekt został sfinansowany przez Federalne Ministerstwo Gospodarki i Ochrony Klimatu w ramach przetargu „Badania na rzecz przyjaznego dla środowiska, niezawodnego i niedrogiego zasilania.” Partnerzy projektu z sektora badań i przemysłu pracowali nad różnymi aspektami tematu pod kierownictwem dewelopera projektu Jülich. W listopadzie 2023 r. rozpoczęto projekt PEPA 2, w którym LAPP pracuje nad dalszą poprawą kompatybilności elektromagnetycznej przewodów do systemów napędowych.
Zwiększenie kompatybilności elektromagnetycznej dzięki innowacyjnej konstrukcji przewodu
W pierwszym projekcie PEPA firma LAPP była odpowiedzialna za złącza między sąsiadującymi przewodami i częściami systemu oraz pomiary i optymalizację konstrukcji przewodów. Stefan Hilsenbeck, dyrektor ds. rozwoju zaawansowanych technologii w LAPP, wyjaśnia „Badania pomiędzy partnerami projektu były interesujące i atrakcyjne dla LAPP, ponieważ mogliśmy wspólnie pracować nad złożonym tematem ze świata automatyki i systemów napędowych. Prace dotyczyły między innymi prawidłowego doboru i profesjonalnej instalacji komponentów połączeniowych”.
W oparciu o wyniki pomiarów struktury referencyjnej inżynierowie LAPP opracowali nowe podejście do EMC w technologii kablowej. Wcześniej konstrukcja opierała się na małych średnicach zewnętrznych i symetrii optycznej, podczas gdy problem EMC był zwykle rozwiązywany przez ekranowanie. Dzięki zeroCM®, LAPP podąża teraz inną drogą, a mianowicie przewód jest wizualnie asymetryczny, ale osiąga pełną symetrię elektromagnetyczną przy jednoczesnym zmniejszeniu ekranowania. Skuteczność tego podejścia została potwierdzona w projekcie badawczym z prototypowym przewodem ÖLFLEX® SERVO FD zeroCM.
.
PEPA 2, czyli dalsze prace rozwojowe nad przyszłością inteligentnej fabryki
Chociaż nowa technologia nie eliminuje przyczyn prądów upływowych, to zmniejsza je nawet o 80%. Zmniejsza to również obciążenie przetwornicy częstotliwości, dzięki czemu można stosować dłuższe przewody bez przekraczania specyfikacji przetwornicy. Ponadto technologia zeroCM® zapobiega powstawaniu napięć na potencjale masy/uziemienia po stronie odbiornika. Jest to szczególnie ważne, gdy stosowane są na przykład przetworniki analogowe lub inne czułe czujniki.
W drugiej rundzie projektu badawczego LAPP analizuje rolę przewodów hybrydowych w przepływach prądu zakłócającego oraz pracuje nad jednokablowym (OCS ) rozwiązaniem dla serwomotorów. Serwomotory, które są często używane w maszynach i systemach przemysłowych są tradycyjnie zasilane przewodem zasilającym oraz przewodem danych, który przesyła parametry, takie jak prędkość, położenie kątowe wirnika lub temperatura do sterownika. W przypadku rozwiązań jednokablowych, żyły danych i zasilania są zintegrowane we wspólnym przewodzie. W tym przypadku LAPP oferuje już szeroką gamę produktów zgodnych z popularnymi producentami i standardami transmisji. Podczas opracowywania takich przewodów należy zwrócić szczególną uwagę na to, aby silne prądy w przewodzie zasilającym nie powodowały „przesłuchów” na wrażliwym kanale danych przewodu sterującego.
Innowacyjna technologia zeroCM® zostanie wykorzystana do dalszej redukcji sprzężeń w połączonych przewodach zasilających i sterujących. Ponadto zeroCM® pomoże również zmniejszyć prądy upływowe. Tak więc jest sporo zalet rozwiązania z tylko jednym przewodem. Należą do nich między innymi oszczędność materiału, zmniejszenie złożoności połączenia i ułatwienie dynamicznego prowadzenia przewodów, na przykład w prowadnicach kablowych.
Stefan Hilsenbeck „Jesteśmy niezwykle zadowoleni z wyników projektu PEPA. Dzięki technologii zeroCM® nie tylko opracowaliśmy innowację, która oferuje wymierne korzyści naszym klientom, ale także nabyliśmy ważną wiedzę specjalistyczną na tematy takie jak EMC i systemy napędowe. Dlatego też natychmiast zaangażowaliśmy się w kolejny projekt PEPA2 i cieszymy się na możliwość współpracy z naszymi partnerami , w tym SEW, Danfoss, Magnetec, Bender i Dovitech”.
Zaangażowanie LAPP w PEPA i PEPA2 jest jednym z całego szeregu projektów badawczych, w które firma jest zaangażowana. LAPP wspiera również projekty dotyczące prądu stałego (DC-INDUSTRIE, DC-INDUSTRIE2, ODCA), sieci energetyczne w zautomatyzowanych zakładach produkcyjnych (DC|hyPASim) lub rozwój rozwiązań dla fotowoltaiki zintegrowanej z pracami budowlanymi (BIPV, BIPV2 i BALDACHIN).