تفاوت بین کابل های گرد و تخت چیست؟

درک نحوه ایجاد اتصالات پایدار به برنامه های خود با انتخاب مناسب کابل شروع می شود.

هنگام طراحی یک سیستم الکترونیکی، کابل ها اغلب آخرین جزء مشخص شده توسط مهندسان هستند. با این حال، زمانی که انتظار می‌رود سیستم کابلی ایده‌آل عمر تجهیزات را دوام بیاورد، توسعه سیستمی از کابل‌ها که از نظر دوام و توانایی برای حفظ یکپارچگی سیگنال قابل اعتماد باشند، مهم است.

توقف برنامه ریزی نشده، در هر صنعت یا برنامه ای غیرقابل قبول است. بنابراین، سیستم های کابلی نشان دهنده "خط حیات" ماشین آلات مدرن هستند. در فناوری به شدت خودکار امروزی، برنامه‌های کاربردی متحرک چالش‌های زیادی را برای مهندسان طراح ایجاد می‌کند، که باید تصمیم بگیرند که بهترین شکل کابل برق چه شکلی باشد، گرد یا مسطح. در اینجا چند معیار وجود دارد که باید هنگام انتخاب آن در نظر بگیرید.

کاربرد

بسته به بازار و کاربرد مورد نظر، کابل های گرد و تخت هر کدام در تنظیمات خاصی برتری دارند. کابل‌های گرد از دیرباز استاندارد صنعت بوده‌اند و در بیشتر کاربردهای صنعتی از انواع خودکار و عمومی تا انرژی‌های تجدیدپذیر استفاده می‌شوند.

برای خرید کابل ارت اینجا کلیک کنید.

کابل‌های تخت، در حالی که در حال حاضر یک راه‌حل خاص هستند، می‌توانند راه‌حلی عالی برای تامین نیرو و داده‌ها به ماشین‌های موجود در بازارهای پزشکی، نیمه هادی و هواپیماهای غیرنظامی و غیره ارائه دهند. کابل‌های تخت یا فستون نیز در بازار جرثقیل سقفی برای شرکت‌هایی که نمی‌خواهند کابل‌ها را به دور قرقره‌ها بپیچند، بسیار مورد توجه هستند.

معیارهای عملکرد

عملکرد الکتریکی

تداخل الکترومغناطیسی (EMI): این تداخل شامل منابع داخلی و خارجی می شود. حفاظت داخلی EMI متفاوت است و به شدت به ساختار کابل بستگی دارد. کابل های تخت استاندارد (جفت نشده) به خوبی کابل های داده عمل نمی کنند. اگر طراحان جفت های محافظ جداگانه را در یک کابل مسطح اجرا کنند، جفت به جفت حفاظت از اتصال و اتصال ارائه می کند.

قرار دادن یک محافظ کلی بر روی یک کابل مسطح بسیار دشوار است، زیرا مواد محافظ تمایل به گرد شدن دارند - فرمت صاف را نگه نمی‌دارند. این امر حفاظت EMI خارجی کابل های تخت را بسیار دشوار می کند و به راحتی در دسترس نیست، زیرا این تمایل محافظ طبیعی محافظت بهتری در برابر EMI خارجی برای کابل های گرد ایجاد می کند.

Crosstalk: این اتصال کنترل نشده سیگنال ها بین دو مدار انتقال است. مشابه حفاظت EMI، استفاده از طول های مختلف قرار گرفتن در یک کابل صاف یا گرد، محافظت در برابر تداخل را افزایش می دهد.

تضعیف: این در نهایت حداکثر طول کابل سیگنال و مقاومت رسانا را تعیین می کند که بر افت ولتاژ بر روی یک قطعه قدرت تأثیر می گذارد. در بیشتر موارد، هنگام استفاده از کابل تخت، میرایی بدتر می شود. عایق با کیفیت بالاتر استفاده می شود و قرار دادن مناسب زمین می تواند میرایی را بهبود بخشد و در نتیجه ساخت و ساز مسطح ایجاد شود. برخی از کابل های تخت با عملکرد بسیار بالا (تقاطع کم و ضعیف) برای صنایع خاصی تولید می شوند.

آزمایش دقیق تضمین می کند که کابل ها در کاربردهای پیچشی شکست نخواهند خورد.

استرس مکانیکی

چهار نوع اصلی تنش مکانیکی که بر روی کابل ها وارد می شود عبارتند از: خم شدن نورد، پیچش، تیک تاک و خمش S. کابل های گرد به دلیل توانایی طبیعی خود در حرکت همزمان در چندین محور می توانند همه آنها را تحمل کنند. در کاربردهای خاص، کابل‌های گرد می‌توانند 30 میلیون چرخه خمش را قبل از نیاز به تعویض تحمل کنند. کابل های تخت برای چرخش فلکس مناسب هستند، زیرا این حرکت در یک محور خطی است.

حرکاتی که به چندین محور مانند پیچش نیاز دارند، می توانند باعث شوند کابل تخت به یک نقطه خاص متصل شود یا فقط بپیچد. تحت بارهای پیچشی، کابل در طول معینی پیچ خورده و قرقره می شود. بنابراین، هر جزء باید در پیچ و تاب و موقعیت مناسب یکپارچه شود و با یک نوار PTFE (تفلون) پیچیده یا جاسازی شود تا نیروهای اصطکاک در حین پیچش به حداقل برسد.

جدول 1 انواع حرکت و نوع کابل ترجیحی را برای هر کدام خلاصه می کند.

جدول 1: کابل ترجیحی برای انواع حرکت

استرس محیطی

کابل ها در معرض بسیاری از عوامل استرس زای محیطی هستند که در صورت عدم استفاده از مواد مناسب در طول ساخت کابل، می توانند به مرور زمان کابل را تخریب کنند. برخی از این عوامل استرس زا عبارتند از UV، روغن، تشعشع، سایش، دمای بالا یا پایین و اصطکاک. دانستن این عوامل از قبل به شدت بر انتخاب خواص مواد (پلی‌آمید/پلی‌اتیلن فومدار و غیره) برای جداسازی هادی و مواد روکش کابل (پلی‌اورتان) تأثیر می‌گذارد.

اکثر PVC یا PTFE های مورد استفاده در کابل های گرد را می توان برای مقاومت در برابر بسیاری از این استرس های محیطی و در عین حال انعطاف پذیری آنها ایجاد کرد. کابل های تختی که با سیلیکون اکسترود شده اند، قادر به تحمل دمای بالا خواهند بود. با این حال، سیلیکون ماده نرم تری است و مقاومت زیادی در برابر سایش و اصطکاک ایجاد نمی کند، که می تواند هادی های داخلی را در معرض خرابی های احتمالی قرار دهد.

طراحی و تولید کابل

کابل های گرد برای به حداکثر رساندن فضا در کمترین سطح مقطع مورد نیاز طراحی شده اند. این به کابل‌های گرد اجازه می‌دهد تا در بیشتر دهانه‌های پانل یا دستگاه قرار بگیرند که در غیر این صورت ممکن است برای کابل مسطح با مقطع کشیده مشکل‌ساز باشد - یعنی میخ مربع، سوراخ گرد.

علاوه بر این، کابل‌های تخت باید دقیقاً وزن و متعادل شوند تا از یکنواختی حرکت مطمئن شوند. این فقط برای کابل های گرد زمانی لازم است که در مسیر کابل نصب شده باشند. کابل های گرد فقط به پرکننده ها و نوارها نیاز دارند تا از هم مرکز بودن اطمینان حاصل شود.

وزن و نرمی طراحی کابل برای بهینه سازی عملکرد ارگونومیک برای کاربر نهایی است، به خصوص زمانی که برنامه یک دستگاه دستی باشد (جدول 2).

در نهایت، ابزار خاصی برای کپسوله کردن تمام اجزای کابل مسطح در یک کابل مورد نیاز است. تجهیزات تولید کابل برای تولید کابل های گرد استاندارد شده است، بنابراین ابزار اضافی به هزینه تولید اضافی برای مشتریان تبدیل می شود.

استرس خاص برنامه

برنامه های کاربردی پیشرفته در جامعه صنعتی امروزی نیازمند کابل هایی هستند که نه تنها یک نوع استرس را در یک زمان، بلکه اغلب انواع مختلفی را مدیریت کنند. برخی از نمونه ها عبارتند از:

مقاومت در برابر سایش و برش: از آنجایی که سیستم کابل بر روی قرقره ها قرقره می شود و روی لبه های تیز و بتونی کشیده می شود، مواد ژاکت بیرونی برای این پارامترها به سختی ساحلی مناسب نیاز دارند (پلی اورتان ها سابقه خوبی دارند).

ازدیاد طول کم در بار کششی بالا: این امر با فرآیند اکستروژن دو جداره در ترکیب با نوار آرامید (Kevlar/Vectran) در بین برای کاهش تنش مکانیکی از اجزای داخلی به دست می‌آید. این نوع ساختار، بار کششی وارد شده بر هادی های داخلی را به حداقل می رساند، که باعث کاهش خستگی و خرابی زود هنگام کابل می شود.

استفاده از یک عضو استحکام در سازه های کابل، اتکا به مس را کاهش می دهد، در نتیجه مقدار کل مس مصرفی را کاهش می دهد و در نهایت اندازه، وزن و هزینه کابل را کاهش می دهد. چنین ساختارهایی ممکن است با کابل‌های مسطح که به سیلیکون‌ها و PTFEها برای پوشاندن اجزای رسانای متعدد متکی هستند امکان‌پذیر نباشد.

به طور خلاصه، هنگامی که زمان طراحی یک سیستم کابلی فرا می رسد، گزینه های زیادی در دسترس هستند. مهندسان باید از یک قیف طراحی یا چک لیست برای محدود کردن گزینه ها استفاده کنند تا راه حلی را ایجاد کنند که به بهترین وجه نیازهای الکتریکی و مکانیکی برنامه را برآورده کند. با استفاده از این رویکرد، طراحی کابل - گرد یا مسطح - بهینه است و به همه طرفین اطمینان می دهد که سیستم کابلی بادوام و قابل اعتماد است.

منبع: https://www.helukabel.com/ca/services/technical-articles/what%E2%80%99s-the-difference-between-round-and-flat-cables.html