Cum se pot reduce curenții datorați interferențelor electromagnetice din instalațiile industriale? Acest lucru a fost investigat de cercetarea PEPA proiect condus de Universitatea Tehnică TU Darmstadt. Au fost implicați parteneri din industrie, inclusiv LAPP.
Creșterea numărului de senzori și necesitatea transferării unor pachete de date din ce în ce mai mari în mediile industriale a făcut ca problema compatibilității electromagnetice să devină extrem de importantă. Interferențele electromagnetice pot distorsiona semnalele trimise de senzori sau pot afecta transmiterea datelor.
În special atunci când sunt utilizate motoare controlate de convertizoare de frecvență, curenții datorați armnonicilor pot apărea pe conductorul de protecție (PE) și de egalizare de potențial (PA). Acestea au adesea efecte negative asupra mașinilor și sistemelor.
Prin urmare, Universitatea Tehnică (TU) din Darmstadt a inițiat proiectul de cercetare „PEPA” pentru a „determina, prezice și reduce curenții PE/PA în rețelele cu o proporție mare de convertoare de frecvență.” Ministerul Federal pentru Afaceri Economice și Protecția Climei finanțează PEPA.
LAPP lucrează cu parteneri de proiect din cercetare și industrie pe diverse aspecte ale acestui subiect. Avem deja dezvoltată tehnologia zeroCM® pentru reducerea curenților de scurgere ca parte a proiectului. A doua rundă a PEPA funcționează din noiembrie 2023 cu un buget total de 1,39 milioane euro și o durată de trei ani. În acest context, LAPP lucrează în continuare la îmbunătățirea compatibilității electromagnetice pentru cablurile destinate sistemelor de acționare, în special pentru servomotoare.
Designul inovator al cablului crește compatibilitatea electromagnetică
În primul proiect PEPA, LAPP a fost responsabil pentru „Cuplaje electromagnetice între cablurile învecinate și părțile sistemului. Măsurători și optimizarea designului cablului”.
Stefan Hilsenbeck, șeful departamentului de dezvoltare tehnologică avansată, explică:
„Cercetarea între companii a fost interesantă pentru noi, deoarece am putut colabora cu partenerii noștri pe o temă complexă din lumea automatizării și sistemelor de acţionare. Printre altele, aceasta a implicat selectarea și instalarea profesională a componentelor de conectare – iar noi, cei din LAPP, în mod natural, avem multe de făcut fiind specialiști în acest domeniu.”
Pe baza rezultatelor măsurătorilor din structura de referință, colegii noștri ingineri au dezvoltat un nou mod de abordare a tehnologiei cablurilor în ceea ce privește EMC. Modelele anterioare tindeau să se concentreze pe diametre exterioare mici și simetria optică, iar problema EMC a fost de obicei rezolvată prin ecranare. Cu zeroCM®, LAPP este acum diferit: cablul este vizual asimetric, dar realizează o simetrie electromagnetică completă în timp ce se utilizează simultan ecranare redusă. Eficacitatea acestei abordări a fost confirmată într-un proiect de cercetare cu un cablu prototip, care de atunci a devenit un produs de serie ca ÖLFLEX SERVO FD zeroCM.
PEPA 2: Pentru viitorul fabricii inteligente
Deși noua tehnologie nu elimină cauzele curenților de scurgere, le reduce cu până la 80 %. Acest lucru duce la o sarcină redusă asupra convertizorului de frecvență, astfel încât cablurile mai lungi pot fi utilizate fără a depăși specificatiile invertorului. În plus, tehnologia zeroCM® previne nivelurile de tensiune asupra potențialului de masă/împământare din partea consumatorului, ceea ce este deosebit de important atunci când se folosesc senzori analogici sau alți senzori sensibili.
LAPP și PEPA intră în turul doi
În a doua rundă a proiectului de cercetare, LAPP analizează rolul cablurilor hibride în circulația curenților de interferență și lucrează la o așa-numită soluție cu un singur cablu (OCS) pentru servomotoare.
Context: Servomotoarele, care sunt adesea folosite în mașini și sisteme industriale, sunt conectate prin două cabluri – un cablu de alimentare și un cablu de date care transmite viteza, poziția unghiulară a rotorului sau temperatura către controler. Soluția cu un singur cablu, conductorii de date și de alimentare sunt integrați într-un cablu comun. LAPP oferă o gamă largă de cabluri hibride pentru acest domeniu.
Atunci când se dezvoltă astfel de cabluri, trebuie ținut cont de curenții mari din cablul de alimentare, astfel încât să nu se creeze interferențe pe perechile de comandă și control.
Aici, tehnologia zeroCM este utilizată pentru a reduce și mai mult cuplarea încrucișată în cablurile combinate de putere și control pentru servomotoare. Avantajele unei soluții cu un singur cablu sunt multiple: un cablu ocupă mai puțin spațiu decât două cabluri, abordarea economisește material, reduce complexitatea conexiunii și facilitează rutarea dinamică a cablurilor, de exemplu în lanțuri de cablu
PEPA 2: Lucrări de dezvoltare în continuare pentru viitorul fabricii inteligente
Stefan Hilsenbeck afirmă: „Am fost foarte mulțumiți de rezultatul PEPA: nu numai că am dezvoltat o inovație cu tehnologia zeroCM care oferă clienților noștri beneficii tangibile ca parte a dezvoltării către fabrica inteligentă, dar am reușit, de asemenea, să acumulam o expertiză importantă în ceea ce privește EMC și tehnologia de acționare care este de înaltă calitate relevantă pentru clienții noștri și pentru noi înșine. De aceea, am fost imediat prezenți pentru proiectul de continuare PEPA2 și suntem încântați să avem oportunitatea de a lucra cu partenerii noștri din cercetare și industrie.”
LAPP la vârf de cercetare
LAPP nu este implicat doar în PEPA și PEPA2. Suntem implicați într-o gamă largă de proiecte de cercetare. Acestea includ proiecte pe curent continuu (DC-INDUSTRIE, DC-INDUSTRIE2, ODCA), rețele energetice în instalații de producție automatizate (DC|hyPASim) și fotovoltaice (BIPV, BIPV2 și BALDACHIN).