Analyse des Entstörungssystems für den Kabelbaum des Aufzugstürantriebs

In modernen Aufzugsanlagen ist die Stabilität des Türantriebs oft entscheidend für die allgemeine Sicherheit. Hinter dem Türantriebssystem befindet sich der Kabelbaum, der zwar vom Aufbau her nicht komplex ist, aber für die Signalübertragung und Stromverteilung von zentraler Bedeutung ist. Wird der Kabelbaum des Türantriebs elektromagnetischen Störungen ausgesetzt, äußern sich die daraus resultierenden Fehlfunktionen typischerweise in abnormalem Öffnen und Schließen der Tür, Befehlsverzögerungen, Sensorausfällen oder sogar Fehlauslösungen. Daher ist die Entwicklung störungsresistenter Kabelbäume für Aufzugstürantriebe zu einer zentralen Aufgabe für Ingenieure geworden.

1. Warum sind die Kabelbäume von Türantrieben anfällig für Störungen?

Türantriebe befinden sich in beengten Verhältnissen im oberen Bereich der Aufzugskabine oder in der Nähe des Türrahmens. Sie sind nicht nur zahlreichen Oberschwingungen des Frequenzumrichters ausgesetzt, sondern auch dem hochfrequenten Rauschen des Türantriebsmotors selbst. Darüber hinaus erhöhen die dichte Verkabelung, die kurzen Kabelwege und die häufigen Biegungen die Anfälligkeit für elektromagnetische Störungen (EMI) und Hochfrequenzstörungen (RFI).

Insbesondere bei älteren Aufzügen können Störungen exponentiell zunehmen, wenn die äußere Ummantelung des Kabelbaums gealtert, die Steckverbinder locker oder die Abschirmung beschädigt ist. Diese Art von Störungen beeinträchtigt direkt die Sensorsignale des Türantriebs, wie z. B. die Türkollisionserkennung, die Rückmeldung zur Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit der Tür sowie die Endschalter. Dies führt zu Phänomenen wie „Der Türantrieb bewegt sich, reagiert aber nicht“, „Die Tür bewegt sich unregelmäßig“ oder „Der Aufzug stoppt plötzlich während des Betriebs“.

2. Die häufigsten Störquellen in den Kabelbäumen von Aufzugstürantrieben

Bei Portalkransystemen stoßen Ingenieure typischerweise auf drei Hauptarten von Störungen:

• Eine Möglichkeit ist die elektromagnetische Kopplung. Beispielsweise koppeln zahlreiche hochfrequente Komponenten, die am Ausgang des Frequenzumrichters erzeugt werden, in die Signalleitung des Türantriebs ein und führen so zu einer Ablenkung des schwachen Signals.
• Zweitens kann eine mangelhafte Erdung leicht zu einer „Erdungspotentialdifferenz“ führen, wenn die Erdung zwischen dem Fahrzeug und dem Maschinenraum instabil ist, was wiederum die Ausgabe der Sensoren beeinträchtigen kann.
• Drittens gibt es mechanische Geräusche, wie z. B. das wiederholte Biegen und Ziehen des Kabelbaums, die die Abschirmungsschicht beschädigen und das Eindringen von Störungen erleichtern.

Diese Störungen häufen sich tendenziell allmählich an, weshalb die Ausfallrate der Türantriebe oft deutlich ansteigt, nachdem viele Aufzüge mehr als fünf Jahre in Betrieb waren.

3. Kernkonzept für die störungsfreie Verkabelung von Türantrieben

Um einen stabilen Betrieb des Portalkrans zu gewährleisten, sollte die störungsfreie Konstruktion des Kabelbaums drei Aspekte berücksichtigen: Struktur, Materialien und Verarbeitung.

Zunächst sollte eine professionelle Abschirmungslösung eingesetzt werden. Für Niederspannungssignale empfiehlt sich eine Geflechtschirmung oder eine Verbundschirmung aus Aluminiumfolie und Geflecht, um auch in Hochfrequenzumgebungen eine effektive Abschirmung zu gewährleisten. Werden Leistungs- und Signalsignale gemischt, ist ein mehrschichtiger Aufbau erforderlich, um starke und schwache Stromsignale zu trennen und gegenseitige Kopplung zu verhindern.

Zweitens spielt die Auswahl der Verdrahtungsmaterialien eine Rolle. Kabelbäume für Türantriebe benötigen typischerweise flexible, geschirmte Kabel mit mehradrigen, fein verdrillten Kupferdrähten als Leiter, um die Biegefestigkeit und Lebensdauer zu verbessern. Kritische Signalleitungen verwenden hingegen in der Regel eine verdrillte Adernpaarstruktur, die zwischen den beiden Leitern entgegengesetzte elektromagnetische Felder erzeugt, um externe Störungen an der Quelle zu reduzieren.

Schließlich ist da noch der Anschlussprozess. Hochwertige Kabelbäume für Türantriebe müssen sicherstellen, dass die Schirmung vollständig (360°) geerdet ist und nicht nur an einem Punkt oder gar nicht geerdet bleibt. Ingenieure müssen daher metallgekapselte Steckverbinder oder spezielle Schirmklemmen verwenden, um die Schirmungsdurchgängigkeit zu gewährleisten. Darüber hinaus beeinflussen die Beschichtung der Steckverbinder, die Präzision der Crimpung und die Verriegelungskraft der Klemmen die Störfestigkeit maßgeblich.

4. Installations- und Wartungshinweise für Kabelbäume von Aufzugstürantrieben

Die Unterdrückung von Störungen hängt nicht nur vom Kabelbaum selbst ab, sondern auch von einer ordnungsgemäßen Installation und Wartung.

Wichtige Punkte für die korrekte Installation sind:

• Vermeiden Sie Reibung der Kabelbäume in der Nähe des Getriebes des Portalmotors.
• Der Biegeradius aller Kabelbäume muss mehr als das Zehnfache des Außendurchmessers betragen.
• Es ist strengstens verboten, Strom- und Encoderleitungen zusammen zu verlegen.
• Halten Sie den Kabelkanal oben am Portalmotor sauber und trocken. Überprüfen Sie regelmäßig die Abschirmung und die ordnungsgemäße Erdung.

Viele „störungsbedingte Fehler“ werden nicht durch Hardwaredefekte, sondern durch unsachgemäße Installation verursacht.

5. Verkabelungsstrategie: ein weiterer Schlüssel zur Störfestigkeit

Selbst bei einem gut konzipierten Kabelbaum kann die Verdrahtungsmethode die Störfestigkeit erheblich beeinflussen. Eine gute Verdrahtung berücksichtigt typischerweise folgende Prinzipien:

Der Kabelbaum des Portalkrans sollte so weit wie möglich von hochfrequenten Störquellen wie Frequenzumrichtern, Elektromagneten oder Hochspannungskabeln entfernt verlegt werden. Ist eine vollständige Trennung nicht möglich, sollte eine Metalltrennwand oder ein flexibles Metallrohr als zusätzliche Abschirmung installiert werden. Gleichzeitig sollte der Kabelbaum beim Verlegen glatt verlegt werden, um lange, redundante Schleifen zu vermeiden, da diese wie Antennen wirken und die Reichweite der Störsignale vergrößern.

Darüber hinaus ist die Erdungsmethode des Kabelbaums des Portalkrans von entscheidender Bedeutung. Generell wird eine Einpunkt-Erdung empfohlen, um mehrere Potenzialschleifen zwischen Traktionsmaschine, Kabine und Maschinenraum zu vermeiden, die zu Signalabweichungen führen könnten.

6. Beispiele für Störungsunterdrückungslösungen für typische Aufzugstürantriebe

Am Beispiel eines gängigen Permanentmagnet-Synchron-Türantriebs lassen sich typischerweise folgende Signalleitungen identifizieren: Sie umfassen Rückmeldungen zum Öffnen/Schließen der Tür, Endschaltersignale, Hall-Effekt-Signale und Encoderdaten. Um Störungen dieser Niederspannungssignale zu vermeiden, verwenden Ingenieure üblicherweise folgendes Kombinationsschema:

Zur Übertragung aller Encoder- und Sensorsignale werden doppelt geschirmte flexible Kabel verwendet; die Strom- und Signalleitung des Türantriebsmotors sind getrennt verlegt, wobei ein Abstand von mindestens 10 cm eingehalten wird; an den Enden des Kabelbaums werden metallgekapselte Steckverbinder verwendet, und die Schirmung ist vollständig verpresst; auf dem Dach des Fahrzeugs befindet sich eine spezielle Kabelrinne aus Metall, um die Signalleitung von der Stromleitung zu trennen.

Diese kombinierte Lösung kann typischerweise die Störfestigkeit des Portalkrans in komplexen Umgebungen deutlich verbessern und so den Aufzugsbetrieb stabiler und reibungsloser gestalten.

7. Anwendungspraktiken bei Kabelbäumen für Türantriebe

Zahlreiche Aufzugshersteller und Wartungsunternehmen setzen mittlerweile auf kundenspezifische Kabelbaumlösungen für Türantriebe von Kaweei Wiring Harness Customization Factory. Das Unternehmen ist auf die Entwicklung kundenspezifischer industrieller Kabelbäume spezialisiert und bietet umfassende Lösungen, die Abschirmung, Flexibilität, Biegefestigkeit und Störfestigkeit optimal auf die jeweilige Türantriebskonstruktion abstimmen. Dank präziserer Abschirmung, langlebiger Leitermaterialien und strenger Konfektionierungsverfahren reduzieren die Produkte von Kaweei Fehlfunktionen und Signalstörungen von Türantrieben im praktischen Einsatz deutlich.

8. Häufige Interferenzprobleme und Lösungen

Nachfolgend werden die häufigsten Störungsprobleme in Portalkransystemen und schnelle Lösungsvorschläge aufgeführt.

① Das Encodersignal ist intermittierend

Prüfen Sie die Erdung der Abschirmungsschicht und verdrahten Sie diese gegebenenfalls neu, um eine Nähe zum Motor zu vermeiden.

② Die Bewegung des Türantriebs ist ruckartig oder die Geschwindigkeit ist instabil.

Ersetzen Sie das normale Signalkabel durch ein doppelt geschirmtes Kabel.

③ Fehlauslösung des Türverriegelungssignals

Fügen Sie dem Türverriegelungssignal eine Optokoppler-Isolation hinzu.

④ Türantrieb – Positionsversatz für Türöffnung/Türschließung

Überprüfen Sie die Struktur der verdrillten Adernpaare und die Kondensatorspezifikationen des Encoder-Kabelbaums.

⑤ Störungen führen zum Stillstand des Aufzugs oder zum Ausfall der Türzonenerkennung.

Prüfen Sie, ob die Stromleitung parallel zur Niederspannungsleitung verläuft.

Alle diese Phänomene stehen in direktem Zusammenhang mit der Störfestigkeit. Der stabile Betrieb von Aufzugstürantrieben hängt maßgeblich von hochwertigen, störungsresistenten Kabelbaumlösungen ab. Von der Konstruktion und Materialauswahl des Kabelbaums über die Abschirmung und Erdung bis hin zur Verdrahtung – jeder Aspekt entscheidet darüber, ob der Türantrieb auch in einer störungsanfälligen Umgebung präzise funktioniert.

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Aufzugstechnik werden störungsresistente Kabelbäume zu einer wichtigen Grundlage für den langfristig stabilen Betrieb von Türantriebssystemen.