DE112007002331T5

DE112007002331T5 - Motorantriebskabel mit Hochfrequenz-Leckstromrückleitung, nicht-abgeschirmtes Kabel mit Rückleitung niedriger Induktivität, und Motorantriebssteuersystem unter Verwendung der Kabel

Info

Publication number: DE112007002331T5
Application number: DE112007002331T
Authority: DE
Inventors: Masanobu Kawasaki-shi Nakamura; Keiji Kawasaki-shi Munezuka
Original assignee: Oki Electric Cable Co Ltd; Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Ltd Jp; Oki Electric Cable Co Ltd Lsesaki Shi Jp
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2007-10-02
Publication date: 2009-10-22
Anticipated expiration: 2027-10-03
Also published as: CN101523514A; JP5061114B2; JPWO2008041708A1; US8247695B2; CN102130652B; DE112007002331B4; US20100097023A1; WO2008041708A1; CN102130652A; CN101523514B

Abstract

Motorantriebskabel mit Hochfrequenz(HF)-Leckstromrückleitung, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Weise aufgebaut ist, daß eine Mehrzahl von in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten und eine oder eine Mehrzahl von HF-Leckstromrückleitungen benachbart zu und in engem Kontakt in ihren Nachbarschaften angeordnet sind, um dadurch die Induktivitäten der HF-Leckstromrückleitungen zu verringern; die in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebsdrähte und die HF-Leckstromrückleitungen im wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung angeordnet und verseilt sind; und eine Ummantelung vorgesehen ist, ohne daß außerhalb der verseilten Leitungen eine Abschirmung vorgesehen ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Motorantriebskabel mit Hochfrequenz (HF)-Leckstromrückleitung. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein Antriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung, bei dem für den Fall, daß ein Motor unter Verwendung eines Wechselrichters gesteuert ist, die Schleifeninduktivität einer Rückleitung verringert ist, um einen aufgrund eines mit dem Wechselrichter assoziierten HF-Schaltpulses auf der Motorseite erzeugten HF-Leckstorm wirksam zur Wechselrichterseite zu leiten. Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung, in welchem ebenfalls ein Ansteigen der Kapazität verhindert wird.
Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein Motorantriebskabel mit Rückleitung niedriger Induktivität, bei dem in dem Fall der Durchführung einer Antriebssteuerung eines Motors oder einer angetriebenen Steuervorrichtung unter Verwendung eines Wechselrichters die Schleifeninduktivität einer Leitung verringert wird, um den aufgrund eines mit dem Wechselrichter assoziierten HF-Schaltpulses auftretenden HF-Leckstrom zur Wechselrichterseite zurückzuleiten, indem verhindert wird, daß der HF-Leckstrom in die Gehäuseerdung fließt. Das nicht-abgeschirmte Kabel ist ein Kabel mit einem Aufbau, bei dem an der inneren Seite einer Ummantelung keine Abschirmung vorgesehen ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein System, bei dem ein Wechselrichter und ein Motor, der eine von dem Motor angetriebene Steuervorrichtung darstellt, über ein Antriebskabel mit einer HF-Leckstromrückleitung verbunden sind, das eine verringerte Induktivität aufweist, um dadurch den aufgrund eines mit dem Wechselrichter assoziierten HF-Schaltpulses an der Motorseite auftretenden HF-Leckstrom wirksam zur Wechselrichterseite zurückzuleiten. Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein System, bei dem ebenfalls ein Ansteigen in der Kapazität verhindert wird und bei dem ein Abstumpfen des Ansteigens und Fallens des Schaltpulses verhindert wird, wodurch der HF-Leckstrom wirksam zur Wechselrichterseite geleitet wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter irgendeine einer numerisch gesteuerten Maschine, einem Roboter, oder einer Spritzgußmaschine, die das Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung als ein Leistungskabel für einen Motor verwendet.
Hintergrundtechnik
Dreiphasige Motorkabel werden bekannterweise von mehreren Herstellern hergestellt und vertrieben. Ebenfalls in den Herstellungsstätten des Anmelders der voerliegenden Erfindung werden die Motorkabel z. B. als Roboterkabel (ORV Cabel Series) (siehe Nicht-Patentveröffentlichung 1) vertrieben. Als ein allgemein umfassender Katalog offenbart z. B. „general cable guidebock” von Hitachi Cable Ltd. herausgegeben, verschiedene Kabel aufbauten. Nicht nur die darin offenbarten, sondern ebenfalls mannigfaltige weitere Kabelstrukturen sind von vielen anderen Herstellern veröffentlicht worden.
Im weiteren Sinne sind herkömmlich bekannte dreiphasige Motorantriebskabel, wie etwa oben beschrieben, primär in Kabel von drei Typen klassifiziert, die in den 15(A), 15(B) und 15(C) gezeigt sind. 15(A) zeigt ein herkömmliches Kabel vom ersten Typ 1-1 (oder, hiernach „Kabelstruktur 1-1” bezeichnet). Wie darin gezeigt weist das Kabel vom ersten Typ 1-1 einen Kabelaufbau auf, der drei in ein Dielektrikum eingebettete Motorantriebskerndrähte 2 enthält, die jeweils mit einem auf einem Leiter 3 vorgesehenen Isolator 4 gebildet sind. Eine Ummantelung 8 ist für das oben beschriebene vorgesehen, es ist aber keine Abschirmung darauf vorgesehen. 15(B) zeigt ein herkömmliches Kabel vom zweiten Typ 1-2 (oder, hiernach „Kabelstruktur 1-2” bezeichnet). Wie darin gezeigt, weist das Kabel vom zweiten Typ 1-2 eine Kabelstruktur auf, die drei in ein Dielektrikum eingebettete Motorantriebskerndrähte 2 (U, V und W) enthält, die jeweils mit dem auf den Leiter 2 gebildeten Isolator 4 gebildet sind. Zusätzlich ist eine Neutralleitung 6 (mit dem darauf vorgesehenen Isolator 4 angeordnet (die Grundleitung ist ein Leiter, der auf der Seite des Erdpotentials gehalten wird, welcher gewöhnlich alternativ als eine „Grundleitung” bezeichnet ist, und ist eine Sicherheitszwecken dienende Grundleitung). Eine Ummantelung 8 ist vorgesehen, die Leitungen zu umgeben, es ist aber keine Abschirmung darauf vorgesehen. 15(C) zeigt ein herkömmliches Kabel vom dritten Typ 1-3. Wie darin gezeigt ist, weist das Kabel vom dritten Typ 1-3 eine Kabelstruktur auf, die drei in ein Dielektrikum eingebettete Motorantriebskerndrähte 2 enthält, die jeweils mit dem auf den Leiter 3 vorgersehenen Isolator 4 gebildet sind. Zusätzlich ist die Grundleitung 6 (mit dem darauf vorgesehenen Isolator 4) angeordnet. Eine Abschirmung 7 ist an dem äußeren Umfang des oben beschriebenen vorgesehen, und eine Ummantelung 8 ist vorgesehen, die Leitungen zu umgeben.
Weiter sind, obwohl sie noch nicht auf dem Markt erschienen sind, ebenfalls die hiernach beschriebenen Kabelstrukturen bekannt (siehe Nicht-Patentveröffentlichungen 3 und 4). 15(D) zeigt ein herkömmliches Kabel vom vierten Typ 1-4. Wie darin gezeigt ist, weist das vom vierten Typ 1-4 eine Kabelstruktur auf, die drei in ein Dielektrikum eingebettete Motorantriebskerndrähte 2 umfaßt, die jeweils mit dem auf einem Leiter 3 vorgesehenen Isolator 4 gebildet sind. Eine Abschirmung 7 ist an dem oben beschriebenen angeordnet, und eine Ummantelung 8 ist darauf vorgesehen. Wie die letzte zeigt 15(D) ein herkömmliches Kabel vom fünften Typ 1-5. Wie darin gezeigt ist, weist das Kabel vom fünften Typ 1-5 eine Kabelstruktur auf, die drei in ein Dielektrikum eingebettete Motorantriebskerndrähte 2 umfaßt, die jeweils mit dem auf dem Leiter 3 vorgesehenen Isolator 4 gebildet sind. Weiter sind drei Sicherheitsgrundleitungen 9 jeweils mit dem Isolator 4 vorgesehen, eine Abschirmung 7 ist an deren äußerem Umfang vorgesehen, und eine Ummantelung 8 ist zur Umgebung der Leitungen vorgesehen.
Die vorliegende Erfindung (und Ausführungsformen davon) werden unter Verwendung von Ausdrücken beschrieben, die wie folgt definiert sind. Der Term „Leiter” bezieht sich auf einen Metallbereich (im allgemeinen ein Bereich von Aluminium oder Kupfer) die die Übertragung oder Weiterleitung von Elektrizität erlauben, und der ein offener Leitungsdraht ist, der aus einem einzelnen Draht oder einem verseilten Draht (einem Aggregat mehrfacher Drähte) gebildet. Der Ausdruck „isolierter Draht/Leitung” bezieht sich auf einen Draht, der mit einem Isolator ummantelt ist, und im allgemeinen ohne eine Abschirmung (äußere Schutzummantelung) vorgesehen ist. Der Ausdruck „Kern” oder „Kerndraht” bezieht sich auf einen isolierten Draht, der durch das Vorsehen eines Isolators auf einem Leiter (einzelnem Draht oder verseiltem Draht) gebildet ist. Der Ausdruck „Kabel” bezieht sich auf eine Leitung die in der Weise gebildet ist, daß der Kern oder Kerndraht ein Einzeldraht oder mehrfach verseilt ist, und eine Ummantelung vorgesehen ist, um die Drähte/Leitungen zu umgeben.
Nicht-Patentveröffentlichung 1:

http://www.okidensen.co.jp/prod/cable/robot/orv.html

Nicht-Patentveröffentlichung 2:

http://www.hitachi-cable.co.jp/catalog/H-001/pdf/07g_02_densan.pdf

Nicht-Patentveröffentlichung 3:

„Report Regarding High Tension Inverter-Used Cables", January 27, 2005, EMC-Countermeasure Technique WG for High Tension Inverter Cables, The Japan Electrical Manufacurers' Association

Nicht-Patentveröffentlichung 4:

"Evaluation of Motor Power Cables for PWM AC Drives" John. M. Bentley and Patrick J. Link, IEEE TRANSACTION ON INDUSTRY APPLICATIONS VOL. 33, NO. 2, MARCH/APRIL 1997

Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung zugrundliegende Probleme
In der oben aufgelisteten Nicht-Patentveröffentlichung 3 (Seite 29 folgende), ”dreifach verseiltes abgeschirmtes Kabel (Kupfer oder Aluminiumabschirmung) dreifach verseilte Grundleitung einschließlich eines dreifach verseilten Erdungskabels,” wird Bezug genommen auf die Wirkung daß ”eine dreifach verseilte Grundleitung nicht nur zur Erdung der Ausrüstung dient, sondern ebenfalls als eine Rückleitung für einen durch einen Primärkreis propagierenden Stromstoß, so daß eine Störungsstreuung verhindert werden kann”. Hinsichtlich eines „dreifach verseilten kupferabgeschirmten Kabels (bei dem die Kupferabschirmung dicker ist als herkömmliche),” wird auf die Wirkung Bezug genommen, daß „in dem Kabel, unter Verwendung einer Abschirmung mit einer größeren Querschnittsflächengröße als gewöhnliche Kabel die Impedanz der Abschirmung verringert wird, um eine Störstreuung zu verhindern.” Es wird somit der Effekt beschrieben, daß eine Abschirmung, genauer gesagt eine Abschirmung dicker als herkömmliche erforderlich ist, um eine Störstreuung zu vermeiden.
Herkömmlicherweise sind keine großen Probleme aufgetreten, da das Ansteigen des Pulses der Motorantriebsleistung langsam erfolgt. In jüngster Zeit hat jedoch der Einfluß der Streukapazität in dem Motor begonnen, im Zusammenhang mit erhöhten Geschwindigkeiten und Wirksamkeiten des Wechselrichters aufzutreten. Dies kann ein Risiko dahingehend verursachen, daß ein HF-Leckstrom auftritt, und dadurch eine Fehlfunktion eines Peripheriegeräts, wie etwa eines Encoders bewirkt wird, abgesehen von den Vorrichtungen von einem Wechselrichter zu einem Antriebskreis für den Motor.
Obiges wird aus den folgenden Gründen verursacht. Bei der herkömmlichen Kabelstruktur vom ersten Typ 1-1, bei der nur drei in ein Dielektrikum eingebettete Antriebsdrähte 2 angeordnet sind, gibt es bei nicht ausreichender Erdung ein Sicherheitsproblem dahingehend, daß ein Leckstrom in dem Motor auftritt. Folglich ist die Konfiguration mit der Kabelstruktur des zweiten Typs 1-2 verwendet worden, in dem die Grundleitung 6 vorgesehen ist. Dies ist auf die hiernach beschriebenen Gegebenheiten zurückzuführen. Die Kabelstruktur (1-2) ist, natürlicherweise, für den primären Zweck der Sicherheit gestaltet, so daß der HF-Leckstrom de factor nicht berücksichtigt wurde. Jedoch ist in der Situation von Motorantriebssystemen unter Verwendung eines Wechselrichters zum Antreiben des Motors aufgrund der so hohen HF-Impedanz die HF-Leckstromgegenmaßnahme unter Verwendung von lediglich der Grundleitung nicht notwendigerweise ausreichend. Genauer gesagt ist mit Blick auf das nicht abgeschirmte Kabel selbst in dem Fall, in dem drei in ein Dielektrikum eingebettete Motorantriebskerndrähte 2 und eine Grundleitung 6 verwendet werden, die Störung groß. Folglich ist nicht nur der Einfluß von Leckstrom auf andere Geräte von einem Träger oder ähnlichem des Motors erheblich, sondern ebenfalls ein Wiedergewinnungsprozentanteil von den durch das Kabel gesammelten Störstrom gering. Als solches kann nicht gesagt werden, daß die HF-Leckstromgegenmaßnahme notwendigerweise ausreichend ist.
Als solches ist herkömmlicherweise und unvermeidlich der Aufbau mit der Kabelstruktur vom dritten Typ 1-3 verwendet worden, bei dem drei in ein Dielektrikum eingebettete Motorantriebskerndrähte 2 und die Grundleitung 6 angeordnet sind, und die Abschirmung 7 an dem äußeren Umfang der Leitungen vorgesehen ist (d. h., die Abschirmung 7 ist vorgesehen, um die Leitungen zu umgeben. Folglich ist in dem Fall der abgeschirmten Kabelstruktur der Wiedergewinnungsprozentsatz an Störstrom erhöht. Folglich ist die Größe der Störung verringert, und die zu den weiteren Peripheriegeräten leckenden Störungsanteile sind verringert, wodurch es ermöglicht wird, das technische Problem der Störstromwiedergewinnung zu lösen. Jedoch weist das Kabel mit der oben beschriebenen Konfiguration, bei dem drei in ein Dielektrikum eingebettete Motorantriebskerndrähte 2 und die Grundleitung 6 angeordnet sind, und die Abschirmung 7 an dem äußeren Umfang der Leitungen vorgesehen ist, Nachteile dahingehend auf, daß das Kabel kostenaufwendig ist, es ihm an Flexibilität mangelt, und es von einer geringeren Endbearbeitbarkeit ist. Wie in 15(D) gezeigt ist, ist die abgeschirmte Kabelstruktur vom vierten Typ 1-4 eine einfache Kabelstruktur, bei dem die drei in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähte 2 angeordnet sind, und die Abschirmung 7 vorgesehen ist. Ähnlich zu der Kabelstruktur vom dritten Typ bleiben aufgrund der beibehaltenen Abschirmung die Nachteile dahingehend, daß die Struktur kostenaufwendig ist, sie an Flexibilität mangelt, und von geringer Endbearbeitbarkeit ist. Darüber hinaus muß das Kabel mit dieser Struktur zur Implementierung der abschirmartigen Störstreuungsverhinderung eine Abschirmung verwenden, die in der Querschnittsflächengröße größer als gewöhnliche Kabel ist.
Das letzte der gezeigten herkömmlichen Kabelstrukturtypen ist die abgeschirmte Kabelstruktur vom fünften Typ 1-5, bei dem die drei mit dem Isolator ausgestatteten Sicherheitsgrundleitungen 9 in der herkömmlichen Kabelstruktur vom vierten Typ eines 1–4 (15(D)) vorgesehen sind. In diesem Fall sind nachteilig ähnlich zu den obigen gegeben, da die Abschirmung vorgesehen ist. Im weiteren wird nunmehr Bezug genommen auf die Nicht-Patentveröffentlichung 3 (Seite 29 ff 3–1 „Beispiele von dreifach verseilten abgeschirmten Kabeln einschließlich dreifach verseilter Erdungskabel”) und auf die Nicht-Patentveröffentlichung 4 (Seite 357 ff, 21). Wie darin gezeigt ist, ist auch aus dem Aufbau ersichtlich, daß die jeweiligen Sicherheitsgrundleitungen 9 mit dem Isolator ummantelt sind. Zu der vorliegenden Erfindung ist man jedoch original nicht ausgehend von der technischen Idee gelangt, als ein Gesichtspunkt die HF-Leckstromgegenmaßnahme zur Verringerung der Schleifinduktivität bereitzustellen. Anders ausgedrückt geht die vorliegende Erfindung nicht darauf zurück, die technische Idee der Anordnung der drei in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähte eng benachbart in einer Abstandsbeziehung zu den jeweiligen Sicherheitsgrundleitungen 9 zu umfassen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung vielmehr dadurch gekennzeichnet, daß es nicht wesentlich ist, wie der wechselseitige Anordnungsabstand sein kann, insoweit wie die Drähte/Leitungen einfach innerhalb des Kabels vorgesehen sind.
Aus dem obigen können die herkömmlichen Motorantriebskabel wie folgt zusammengefaßt werden. In dem Fall des einerseits nicht abgeschirmten Kabels zum einen umfassend lediglich die drei Drähte, d. h. drei in ein Dielektrikum eingebettete Antriebskerndrähte oder umfassend vier Drähte einschließlich der Grundleitung, ist die HF-Leckstromgegenmaßnahme nicht ausreichend. Selbst in dem zweiten Kabel einschließlich der Grundleitung wird die Grundleitung für den Hauptzweck der Sicherheit eingesetzt, so daß die HF-Leckstromgegenmaßnahme nicht ausreichend ist. Folglich war es unvermeidlich, die Struktur einschließlich der dicken Abschirmung mit der großen Querschnittsflächengröße zu verwenden (selbst in diesem Fall, hat es keine technische Idee der Gestaltung einer Rückleitung mit verringerten Schleifeninduktivität gegeben). Ein Kabel mit einer Abschirmung wie oben beschrieben hat die Nachteile der Kosten, des Mangels an Flexibilität und der geringen Endbearbeitbarkeit. Die Kabelstruktur vom fünften Typ weist ähnliche Nachteile auf.
Wie oben beschrieben umfassen herkömmliche Antriebskabel diejenigen vom Typ der enthaltenen Grundleitung und der dicken Abschirmung mit der großen Querschnittsflächengröße. Die Grundleitung ist jedoch natürlicherweise zur Sicherheit verwendet, und die Abschirmung wird zum Zweck der Abstrahlstörungsgegenmaßnahme verwendet. Jedoch haben sich die Erfinder angesichts der Tatsache, daß in jüngeren Jahren, insbesondere seit wechselrichterangetriebene Motoren Einzug hielten, z. B. numerisch gesteuerte Vorrichtungen, mit der HF-Leckstromgegenmaßnahme beschäftigt und sind zur vorliegenden Erfindung gelangt.
Mittel zur Lösung der Probleme
Als ein erstes Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Motorantriebskabel mit Hochfrequenz(HF)-Leckstromrückleitung dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Weise aufgebaut ist, daß eine Mehrzahl von in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten und eine oder eine Mehrzahl von HF-Leckstromrückleitungen benachbart zu und in engem Kontakt in ihren Nachbarschaften angeordnet sind, um dadurch die Induktivitäten der HF-Leckstromrückleitungen zu verringern; die in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebsdrähte und die HF-Leckstromrückleitungen im wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung angeordnet und verseilt sind; und eine Ummantelung vorgesehen ist, ohne daß außerhalb der verseilten Leitungen eine Abschirmung vorgesehen ist.
Als ein zweites Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Motorantriebskabel mit einer HF-Leckstromrückleitung dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Weise aufgebaut ist, daß eine Mehrzahl von in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten und eine oder eine Mehrzahl von HF-Leckstromrückleitungen benachbart zu und in engem Kontakt in ihrer Nachbarschaft angeordnet sind, um dadurch die Induktivitäten der HF-Leckstromrückleitungen zu verringern; und eine Grundleitung zugefügt ist; die in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähte, die HF-Leckstromrückleitungen und die Grundleitung im wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung angeordnet und verseilt sind; und eine Ummantelung vorgesehen ist, ohne daß außerhalb der verseilten Leitungen eine Abschirmung vorgesehen ist.
Weiter ist als ein drittes Beispiel der vorliegenden Erfindung das Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Leckstromrückleitungen jeweils aus einem nicht isolierten Leiter gebildet sind.
Weiter ist als ein viertes Beispiel der vorliegenden Erfindung das Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Leckstromrückleitungen jeweils aus einem Leiter gebildet ist, der von einem gewöhnlichen Isolator oder einem Isolator mit niedriger Dielektrizitätskonstante um ihn herum umhüllt ist.
Weiter ist als ein fünftes Beispiel der vorliegenden Erfindung das Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung dadurch gekennzeichnet, daß ein Isolator niedriger Dielektrizitätskonstante als ein Isolator des in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndraht und der Grundleitung vorgesehen ist.
Als ein sechstes Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Weise aufgebaut ist, daß eine Mehrzahl von in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten und eine oder eine Mehrzahl von HF-Leckstromrückleitungen benachbart zu und in engem Kontakt in ihrer Nachbarschaft angeordnet sind, um dadurch die Induktivitäten der HF-Leckstromrückleitungen zu verringern; die ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähte und die HF-Leckstromrückleitungen im wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung angeordnet und verseilt sind; außerhalb der verseilten Leitungen eine Abschirmung vorgesehen ist; und um die Abschirmung eine Ummantelung vorgesehen ist.
Als ein siebtes Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Motorantriebskabel mit einer HF-Leckstromrückleitung dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Weise aufgebaut ist, daß eine Mehrzahl von in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten und eine oder eine Mehrzahl von HF-Leckstromrückleitungen benachbart zu und in engem Kontakt in ihrer Nachbarschaft angeordnet sind, um dadurch die Induktivitäten der HF-Leckstromrückleitungen zu verringern; und eine Grundleitung zugefügt ist; die in ein Dielektrikum eingebetteten Kernantriebsdrähte, die HF-Leckstromrückleitungen und die Grundleitung im wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung angeordnet und verseilt sind; außerhalb der verseilten Leitungen eine Abschirmung vorgesehen ist; und um die Abschirmung eine Ummantelung vorgesehen ist.
Als ein achtes Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein nicht-abgeschirmtes Kabel mit einer Rückleitung niedriger Induktivität dadurch gekennzeichnet, daß, von einer Kabelquerschnittsrichtung aus gesehen, drei in ein Dielektrikum eingebettete Kerndrähte jeweils unabhängig an drei Spitzen eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, und drei Rückleitungen jeweilig an äußeren Bereichen von Talbereichen einer Anordnung angeordnet sind, die von den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten an den drei Spitzen eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks gebildet ist, um benachbart zu und in engem Kontakt mit den in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten in ihrer Nachbarschaft zu liegen, wobei dadurch die Induktivitäten der aus den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten und den Rückleitungen gebildeten Schleifenkreise verringert wird, die drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte und die drei Rückleitungen im wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung angeordnet und entlang der gleichen Richtung verseilt sind; und eine Ummantelung vorgesehen ist, ohne daß außerhalb der verseilten Leitungen eine Abschirmung vorgesehen ist.
Als ein neuntes Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein nicht-abgeschirmtes Kabel mit Rückleitung niedriger Induktivität gekennzeichnet durch drei in ein Dielektrikum eingebettete Kerndrähte und eine Grundleitung, wobei eine oder eine Mehrzahl von Rückleitungen benachbart zu und in engem Kontakt mit einem äußeren Umfang von irgendeinem der drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte in ihrer Nachbarschaft angeordnet sind, um dadurch die Induktivitäten der von den in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten und den Rückleitungen gebildeten Schleifenkreise zu verringern; die drei in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähte, die eine oder mehrere der Rückleitungen, und die eine Grundleitung im wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung angeordnet und verseilt sind; und eine Ummantelung vorgesehen ist, ohne daß außerhalb der verseilten Drähte eine Abschirmung vorgesehen ist.
Als ein zehntes Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Kabel mit Rückleitung niedriger Induktivität dadurch gekennzeichnet, daß von einer Kabelquerschnittsrichtung aus gesehen, drei in ein Dielektrikum eingebettete Kerndrähte jeweilig unabhängig an drei Spitzen eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, und eine nicht mit einer isolierenden Ummantelung ausgestattete Rückleitung in einem Mittelbereich der drei in eine Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte angeordnet ist, wodurch die Induktivitäten der von den in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten und der Rückleitung gebildeten Schleifenkreise verringert wird.
Als ein elftes Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Antriebskabel mit einer HF-Leckstromleitung zur Verbindung eines Wechselrichters mit einer angetriebenen Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Weise aufgebaut, daß eine Mehrzahl von in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten und eine oder eine Mehrzahl von HF-Leckstromrückleitungen, die jeweils nicht mit einer isolierenden Ummantelung umhüllt sind, benachbart im wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung angeordnet und verseilt sind, und eine Ummantelung vorgesehen ist, ohne daß außerhalb der verseilten Leitungen eine Abschirmung vorgesehen ist, wobei der Wechselrichter und die angetriebene Steuervorrichtung durch das Antriebskabel verbunden sind, um dadurch Induktivitäten der von den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten und Rückleitungen gebildeten Schleifenkreise zu verringern, um dadurch die HF-Leckstromrückleitung als einen Rückweg des HF-Leckstroms von der angetriebenen Steuervorrichtung zu dem Wechselrichter zu bilden.
Weiter ist als ein zwölftes Beispiel der vorliegenden Erfindung das Antriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundleitung zu der Mehrzahl von in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten hinzugefügt ist und die Leitungen benachbart im wesentlichen parallel zu der Längsrichtung angeordnet sind.
Weiter ist als ein dreizehntes Beispiel der vorliegenden Erfindung das Antriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Leckstromrückleitung benachbart zu und in engem Kontakt mit dem in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndraht in Nachbarschaften von äußeren Umfängen der Ummantelungen der jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähte angeordnet sind, welche mit einer isolierenden Ummantelung in einer Weise ausgestattet sind, daß ein Anstieg einer Wirkung als Kondensator mit einer Leitung verhindert ist, die durch Umhüllung eines äußeren Umfangs eines Leiters mit einem Isolator oder einem Isolator niedriger Dielektrizitätskonstante gebildet ist.
Als ein vierzehntes Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung zur Verbindung eines Wechselrichters und einer angetriebenen Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Weise aufgebaut ist, daß, von einer Kabelquerschnittsrichtung gesehen, drei in ein Dielektrikum eingebettete Kerndrähte jeweils unabhängig an drei Spitzen eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, drei HF-Leckstromrückleitungen jeweils an einer Spitze eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, die drei HF-Leckstromleitungen benachbart zu und in engem Kontakt mit den in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten in ihrer Nachbarschaft angeordnet sind, und die so angeordneten Leitungen verseilt sind, und eine Ummantelung vorgesehen ist, ohne daß außerhalb der verseilten Leitungen eine Abschirmung vorgesehen ist, wobei der Wechselrichter und die angetriebene Steuervorrichtung durch das Antriebskabel verbunden sind, um die Induktivitäten der von den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten und Rückleitungen gebildeten Schleifenkreise zu verringern, um dadurch die HF-Leckstromrückleitungen als Rückwege für den von der angetriebenen Steuervorrichtung zu dem Wechselrichter fließenden HF-Leckstroms zu bilden.
Weiter ist ein fünfzehntes Beispiel der vorliegenden Erfindung das Antriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung dadurch gekennzeichnet, daß eine Schleifeninduktivität L der jeweiligen den Schleifenkreis bildenden HF-Leckstromrückleitung als niedriger wie 0,4 μH/m oder niedriger und weiter bevorzugt niedriger als 0,31 μH/m oder niedriger bewirkt ist.
Weiter ist als ein sechzehntes Beispiel der vorliegenden Erfindung das Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung, welches aus den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten und den drei HF-Leckstromrückleitungen gebildet ist, die benachbart zu und in engem Kontakt mit den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten in der Nachbarschaft der in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähte angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Leiterquerschnittsflächengröße S einer jeweiligen der drei in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähte und einer Leiterquerschnittsflächengröße P der jeweiligen Stromrückleitung eine Beziehung in dem von dem Ausdruck (1) vorgegebenen Bereich besteht: P/3 < S ≤ P (1)
Weiter ist als ein siebzehntes Beispiel der vorliegenden Erfindung das Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung, welches aus den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten und den drei HF-Leckstromrückleitungen gebildet ist, die benachbart zu und in engem Kontakt mit den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten in der Nachbarschaft der in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähte angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn eine Mitte des Dreiecks O ist, ein Abstand von der Mitte O zu einer Mitte der jeweiligen HF-Leckstromrückleitung in dem Fall, wo die jeweilige HF-Leckstromrückleitung in Kontakt mit beiden von zwei benachbarten in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten r1, r2 und r3 ist (r1 ≈ r2 ≈ r3), und ein engster Abstand R ist, ein größter Abstand (wie etwa r1) mit einem höchsten Wert unter den Abständen r1, r2 und r3 in dem Fall der tatsächlichen Anordnung der jeweiligen HF-Leckstromrückleitungen unter den Ausdruck (2) fällt: R ≤ r1 < 1,35 R (2)
Weiter ist als ein achtzehntes Beispiel der vorliegenden Erfindung das Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung, welches aus den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten und den drei HF-Leckstromrückleitungen gebildet ist, die benachbart zu und in engem Kontakt mit den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten in der Nachbarschaft der in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähte angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn eine gerade Linie, die die Mitte O des Dreiecks mit der Mitte der jeweiligen HF-Leckstromrückleitung in dem Fall verbindet, in dem die jeweilige HF-Leckstromrückleitung in Kontakt mit beiden von zwei benachbarten in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten der drei in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähte steht, eine Bezugslinie ist, ein Bereich einer Winkelabweichung α bezüglich der Bezugslinie, die die Mitte O und die Mitte der jeweiligen HF-Leckstromrückleitung in dem Fall verbindet, in dem die jeweiligen HF-Leckstromrückleitungen tatsächlich angeordnet sind, unter den Ausdruck (3) fällt: –5° < α < +5° (3)
Als ein neunzehntes Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Motorantriebssteuersystem dadurch gekennzeichnet, daß ein Wechselrichter und ein als angetriebene Steuervorrichtung arbeitender Motor, der von dem Wechselrichter angetrieben wird, von einem Antriebskabel mit einer HF-Leckstromrückleitung verbunden sind, bei dem bewirkt ist, daß die Induktivität niedrig ist, wobei ein an der Seite des Motors aufgrund eines mit dem Wechselrichter assoziierten HF-Schaltpulses verursachter HF-Leckstrom von dem Antriebskabel wirksam zu der Seite des Wechselrichters zurückgeleitet wird.
Als ein zwanzigstes Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ein numerisch gesteuertes Maschinenwerkzeug, -Roboter oder -Spritzgußmaschine dadurch gekennzeichnet, daß als ein Leistungskabel für einen Motor ein Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung eingesetzt ist.
Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine geringe Impedanz bezüglich eines HF-Leckstroms durch eine niedrige HF-Schleifeninduktivität als ein Pegel in dem Fall eines Motorantriebskabels erhalten werden. Folglich kann ein in einem Motor auftretender und zu einem Peripheriegerät fließender unnötiger HF-Leckstrom durch das Motorantriebskabel selbst zur Seite eines Wechselrichters zurückgeleitet werden. Dadurch kann eine Fehlfunktion des Peripheriegeräts verhindert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Kabelstruktur einfach und kostengünstig und ausgezeichnet in seiner Flexibilität und ebenfalls in seiner Endbearbeitbarkeit und Verlegbarkeit. Folglich kann ein nicht abgeschirmtes Kabel mit Rückleitung niedriger Induktivität ohne Verwendung einer Abschirmung implementiert werden, und ein Antriebskabel mit einem hohen industriellen Wert bereitgestellt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt Querschnittsansichten, die die Strukturen von Motorantriebskabeln mit Hochfrequenz (HF)-Leckstromrückleitung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
2 zeigt Querschnittsansichten, die die Strukturen von Motorantriebskabeln mit HF-Leckstromrückleitung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
3 zeigt Querschnittsansichten, die die Strukturen von Motorantriebskabeln mit HF-Leckstromrückleitung einer dritten und vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
4 zeigt Querschnittsansichten, die die Strukturen von Motorantriebskabeln mit HF-Leckstromrückleitung einer fünften und sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
5 ist eine Konfigurationstabelle der Strukturen von Motorantriebskabeln mit HF-Leckstromrückleitung gemäß der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Meßtabelle von Schleifeninduktivitätwert L des Motorantriebskabels mit HF-Leckstromrückleitung gemäß der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein vereinfachtes erläuterndes Diagramm, das Wirkungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist eine erläuternde Ansicht eines äquivalenten Kreises, der die Wirkung des Motorantriebskabels mit HF-Leckstromrückleitung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist eine erläuternde Ansicht der Wirkungsprinzipien der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine Tabelle der Vergleichsergebnisse der Auswertung von Überprüfungen der jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und herkömmlichen Beispielen.
11 ist ein Systemdiagramm eines numerisch gesteuerten Maschinenwerkzeugs unter Verwendung eines herkömmlichen Antriebskabels.
12 ist ein Systemdiagramm eines numerisch gesteuerten Maschinenwerkzeugs unter Verwendung eines Dreiphasenmotorantriebskabels mit HF-Leckstromrückleitung gemäß der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine Detailansicht einer Kabelverdrahtungsanordnung entsprechend einer Achse des numerisch gesteuerten Maschinenwerkzeugs unter Verwendung des herkömmlichen Betriebskabels.
14 ist eine Detailansicht einer Kabelverdrahtungsanordnung entsprechend einer Achse des numerisch gesteuerten Maschinenwerkzeugs unter Verwendung des Motorantriebkabels mit HF-Leckstromrückleitung gemäß der vorliegenden Erfindung.
15 zeigt Querschnittsansichten, die die Strukturen von herkömmlichen Motorantriebskabeln zeigen.
Beste Art zur Ausführung der Erfindung
Hinsichtlich eines Gesichtspunkts der technischen Idee der vorliegenden Erfindung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in einem Motorantriebskabel zu sehen. Das Motorantriebskabel ist in einer Weise aufgebaut, daß mehrfache in ein Dielektrikum eingebettete Antriebskerndrähte und eine oder mehrere HF-Leckstromrückleitungen benachbart zu und im engen Kontakt mit den in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten in der Nachbarschaft angeordnet sind, um dadurch die Induktivitäten der jeweiligen HF-Leckstromrückleitungen zu verringern. Dies wird durch eine nichtabgeschirmte Struktur bewerkstelligt, bei der die HF-Leckstromrückleitungen, die jeweils nicht mit einer Isolierhülle ummantelt sind, benachbart zu und in engen Kontakt mit den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Antariebskerndrähten 2 in ihrer Nachbarschaft angeordnet sind, wobei um deren äußeren Umfang keine Abschirmung vorgesehen ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt in einem Hochfrequenz-Leckstromrückleitung-enthaltenden Motorantriebskabels. Das Motorantriebskabel ist in der Weise gestaltet, daß den Leitungen eine Grundleitung zugefügt ist, und die Leitungen im wesentlichen parallel zu der Längsrichtung angeordnet und verseilt sind, und ein Mantle um den äußeren Umfang vorgesehen ist, ohne daß außen eine Abschirmung vorgesehen ist. Das die Rückleitung niedriger Induktivität enthaltende Motorantriebskabel ermöglicht die Implementierung einer geringen HF-Impedanz, ist kostengünstig, weist eine Flexibilität auf, ist von ausgezeichneter Endbearbeitbarkeit, und verursacht eine geringe mit dem Leckstrom verbundene Strahlungsstörung.
Die Erfinder bemerkten, als sie zu der vorliegenden Erfindung gelangten, daß selbst eine nicht abgeschirmte Kabelstruktur als eine HF-Leckstromrückleitung wirksam ist, die gebildet ist, um Rückleitungen zu enthalten, die jeweils nicht mit einerisolierenden Hülse versehen sind und benachbart zu und in engem Kontakt mit den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten 2 in ihrer Nachbarschaft angeordnet sind. Weiter führten die Erfinder wiederholt Experimente in einem „trial and error” Verfahren aus und es wurden Ergebnisse verifiziert, während z. B. die Beziehung zwischen den Querschnittsflächengrößen der Rückleitung und des in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrahtsund die Beziehung zwischen einem Abstand R zu der Rückleitung von der Kabelmitte aus gerechnet, und einen Winkelversatz α spezifiziert wurden. Dadurch erreichten die Erfinder eine Technik für eine praktische Digitalisierung zur Implementierung von praktisch verwendbaren Motorantriebskabeln.
Genauer gesagt besteht eine bevorzugte Ausführungsform in einem nicht abgeschirmten Kabel enthaltend eine Rückleitung niedriger Induktivität und mit einem Aufbau, bei dem, wie von der Kabelquerschnittsrichtung aus gesehen, drei jeweilige in ein Dielektrikum eingebettete Antriebskerndrähte unabhängig an Eckpunkten eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind. Weiter sind drei jeweilige Rückleitungen an äußeren Positionen einer Anordnung angeordnet, die von den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten gebildet sind, um benachbart zu und in engem Kontakt mit den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten in ihrer Nachbarschaft zu sein. Dadurch kann eine Schleifeninduktivität eines aus dem jeweiligen in ein Dielektrikum einbetteten Kerndraht und der jeweiligen Rückleitung gebildeten Schleifenkreises in einer geeigneten Ausgeglichenheit verringert werden, das Kabel ist kostengünstig, weist eine Flexibilität auf und ist ausgezeichnet hinsichtlich der Endbearbeitbarkeit. Weiter verursacht das Kabel einen geringeren Fehlbetrieb von Peripheriegeräten und eine geringere Strahlungsstörung in Verbindung mit einem HF-Leckstrom. Dies wird durch eine nicht abgeschirmte Struktur vollbracht, bei dem die HF-Leckstromrückleitungen, die jeweils nicht mit einer isolierenden Hülse ummantelt sind, benachbart zu und in engem Kontakt mit den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten in ihrer Nachbarschaft angeordnet sind, und eine Abschirmung an dem äußeren Umfang nicht vorgesehen ist.
Die vorliegende Erfindung wird unten im Detail mit Bezug auf ein dreiphasiges Motorantriebskabel als ein typisches Beispiel beschrieben, mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hiernach unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen mit Bezug auf ein einen Rückleiter niedriger Induktivität enthaltendes, nicht abgeschirmtes Kabel beschrieben.
1(A) zeigt einen Kabelaufbau einer ersten Ausführungsform. Der Kabelaufbau ist in der Weise gestaltet, daß HF-Leckstromrückleitungen 5, die jeweils nicht von einem Isolator umhüllt sind, eng benachbart zu jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten 2 angeordnet sind, die durch Umhüllen von Leitern 3 mit einem Isolator 4 gebildet sind, wobei die Drähte gemeinsam laufend und im wesentlichen parallel zu der Längsrichtung angeordnet und verseilt sind, und ein Mantel 8 außerhalb der verseilten Drähte vorgesehen ist. In der Figur ist der Fall gezeigt, in dem die Querschnittsflächengröße des Leiters 3 des in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrahts 2 im wesentlichen gleich der Querschnittsflächengröße der HF-Leckstromrückleitung 5 ist. Die jeweilige HF-Keckstromrückleitung 5 ist benachbart zu und in engem Kontakt mit jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten 2 in ihrer Nachbarschaft angeordnet. Die Anordnung ist somit hergestellt, um die vorgesehene Rückleitung zu bilden, um wirksam zur Seite eines Wechselrichters einen unnötigen HF-Leckstrom zurückzuleiten, der beim Steigen und Fallen des Wechselrichterpulses auftritt. Genauer gesagt sind bei dem Aufbau die HF-Leckstromrückleitungen 5 benachbart zu und in engem Kontakt mit den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten 5 in ihrer Nachbarschaft angeordnet. Folglich wird bewirkt, daß eine Schleifeninduktivität L niedrig ist, und die HF-Leckströme können einfach fließen. Weiter zeigt 1(B) einen Fall, bei dem das Verhältnis zwischen der Querschnittsflächengröße des Leiters 3 des in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebsmotorantriebskerndrahts 2 und der Querschnittsflächengröße der HF-Leckstromrückleitung 5 etwa 1/3 beträgt. (richtig: 3/1).
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann für den Isolator 4 des in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrahts 2, während PVC als ein gewöhnlicher Isolator verwendet wird, PTFE als Isolator mit niedriger Dielektrizitätskonstante verwendet werden. Dadurch kann die Kapazität weiter verringert werden, um einen Antriebsleistungsverlust zu verringern. 5 zeigt eine Konfigurationstabelle von „Strukturen von HF-Leckstromrückleitungen enthaltenden dreiphasigen Motorantriebskabeln gemäß der vorliegenden Erfindung”. Wie in der Konfigurationstabelle gezeigt ist, kann die HF-Leckstromrückleitung 5 in einer Struktur mit nur den Leitern oder einer Struktur gebildet sein, bei denen entweder ein gewöhnlicher Isolator oder ein Isolator mit niedriger Dielektrizitätskonstante die Leiter ummantelt. Es wurden jedoch relativ bevorzugte Ergebnisse für die Struktur mit nur den Leitern erhalten, da die Leiter in nochmals engerem Kontakt mit den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten 2 in ihrer Nachbarschaft angeordnet werden können.
Weiter sind Detailstrukturen in dem Fall, in dem nicht abgeschirmte Kabel 1A enthaltend eine Rückleitung niedriger Induktivität (1A und 1B) der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als praktische Kabel ausgelegt und für den praktischen Gebrauch geeignet sind, mit Bezug auf 1(C) beschrieben. In diesem Fall wird eine Beschreibung mit Bezug auf den Fall geliefert, in dem das Querschnittsflächengrößenverhältnis zwischen der Querschnittsgrößenfläche des Leiters 3 des in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrahts 2 und der Querschnittsflächengröße der HF-Leckstromrückleitung 5 etwa 1/3 (richtig: 2/1) beträgt. Wie in 1(C) gezeigt ist, hat das nicht abgeschirmte Kabel 1A den Aufbau, bei dem von der Kabelquerschnittsrichtung aus gesehen, drei jeweilig in ein Dielektrikum eingebettete Kerndrähte 2, von denen ein jeder mit dem von dem Isolator 4 umhüllten Leiter 3 gebildet ist, unabhängig an Spitzen eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind. Weiter sind drei jeweilige Rückleitungen 5, die nicht von dem Isolator umhüllt sind, unabhängig in externen- und Talbereichen einer von den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten 2 an Spitzen eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks gebildeten Anordnung angeordnet. Die Rückleitungen 5 laufen gemeinsam und sind benachbart zu und in engem Kontakt mit den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten 2 in ihrer Nachbarschaft und in Zwischenräumen (Talbereichen) zwischen den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten 2 angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht es, die Bereitstellung eines unabgeschirmten und die Rückleitung niedriger Induktivität enthaltenden Kabels 1A zu vollbringen, das in der Weise gebildet ist, daß die Schleifeninduktivität L eines von den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten 2 und den Rückleitungen 5 gebildeter Kreis geringgehalten wird, die Drähte/Leitungen im wesentlichen parallel zu der Längsrichtung angeordnet und entlang derselben Richtung verseilt sind, und der Mantel 8 außerhalb des verseilten Drahts vorgesehen ist, ohne eine Abschirmung zu enthalten.
In dem Beispielsfall der vorliegenden Erfindung sind die drei nicht mit dem Isolator umhüllten Rückleitungen 5 daher benachbart zu und in engem Kontakt mit den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten 2 in ihrer Nachbarschaft und in Zwischenräumen (Talbereichen) zwischen den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten 2 angeordnet. Die Anordnung ist somit bereitgestellt, um die jeweilige vorgesehene Rückleitung zu gestalten, wirksam einen unnötigen HF-Leckstrom zur Seite eines Wechselrichters zu leiten, der in einem Peripheriegerät, wie etwa einem Encoder, beim Ansteigen und Fallen eines Steuerpulses von dem Wechselrichter auftritt. Bei dem Aufbau sind die jeweiligen Rückleitungen 5 benachbart zu und in engem Kontakt mit den jeweiligen, in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten 2 in ihrer Nachbarschaft angeordnet. Folglich wird eine Schleifeninduktivität L verringert, um niedrig zu sein, und der HF-Leckstrom kann leicht durch die drei Rückleitungen 5 fließen. Weiter führten die Erfinder eine Auswertung im tatsächlichen Gebrauch aus, indem ein echtes Antriebskabel (Leistungskabel: 0,5 mm²) in dem Fall verwendet wurde, daß ein Motor mit einem Wechselrichter unter Verwendung einer CNC (computernumerische Steuerung) gesteuert wurde, und führten eine Berechnung der Induktivität durch Simulation aus. Als ein Ergebnis konnten Bedingungen geklärt werden, die keinen Leistungsfehler bezüglich eines Peripheriegeräts wie einem Encoder verursachen. Als ein Ergebnis für die Kabelstruktur wurde selbst im Fall eines nicht abgeschirmten Kabels abgeleitet, daß ein Wert unterhalb des Werts „L = 0,4 μH/m” bei Verwendung eines vergleichsweise langen Antriebskabels von 5 m zu erwarten ist. Dieser Wert ist der gleiche wie der Wert „L = 0,4 μH/m”, der in dem Fall einer herkömmlichen Kabelstruktur vom zweiten Typ zu erwarten ist. Folglich ist in dem Fall der Durchführung der CNC Steuerung des Motors unter Verwendung des Wechselrichters ein Rückgewinnungsprozentsatz eines HF-Leckstroms äquivalent zu dem des notwendigerweise abgeschirmten herkömmlichen Kabels. Genauer gesagt wurde abgeleitet, daß selbst in dem Fall der nicht abgeschirmten Antriebskabelstruktur zur Sicherstellung des Rückgewinnanteils des HF-Leckstroms ein Wert unterhalb der Schleifeninduktivität L von 0,4 μH/m erreicht wurde.
Die oben beschriebene am meisten bevorzugte Ausführungsform entspricht einem Fall, wie in 1(A) (einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in 10) gezeigt ist. In diesem Fall sind die drei nicht mit dem Isolator umhüllten Rückleitungen 5 idealerweise benachbart zu und in engem Kontakt mit den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten 2 und 2 in ihrer Nachbarschaft und in Zwischenräumen (Talbereichen) zwischen den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten 2 angeordnet. Genauer gesagt ist in diesem Fall die nicht mit dem Isolator umhüllte Rückleitung 5 in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche des Isolators 4 an einer der benachbarten in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte 2 und 2 in ihrer Nachbarschaft angeordnet. In diesem Fall betrug der als der Wert der Schleifeninduktivität L durch die Simulation errechnete Wert 0,302 μH/m, wenn die Querschnittsflächengröße von jeweils dem in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndraht 2 und der Rückleitung 5 0,5 mm² beträgt. Weiter betrug ein gemessener Wert für einen Prototyp dieser Kabelstruktur 0,31 μH/m, der im wesentlichen mit dem Simulationsergebnis übereinstimmt. Aus obigem wurde herausgefunden, daß trotz des Auftretens von Herstellungsfehlern der gemessene Wert im wesentlichen mit dem simulationsbasierten Wert übereinstimmt. Dann wurde eine Überprüfung durchgeführt, zum Vergleich mit dem Fall, bei dem das herkömmliche unabgeschirmte Kabel vom zweiten Typ (15(B))„ welches in ein Dielektrikum eingebettete Kerndrähte umfaßt, die die gleichen Querschnittsflächengrößen wie die der ersten Ausführungsform haben. Der durch die Simulation erhaltene Wert für die Schleifeninduktivität L betrug 0,804 μH/m. Dies zeigt an, daß die Sicherheitsgrundleitung nicht als eine Rückleitung des HF-Leckstroms wirken kann. Weiter wurden für die herkömmliche abgeschirmte Kabelstruktur vom dritten Typ (15(C)) zwei Typen von Kabeln ausgewertet. Die zwei Typen sind durch einen negativen Toleranzmaximumwert des Schirmaußendurchmessers (abgeschirmtes Kabel vom dritten Typ Nr. 1) und einen positiven Toleranzmaximumwert (abgeschirmtes Kabel vom dritten Typ, Nr. 2) definiert. Die auf der Simulation basierten errechneten Werte betrugen 0,310 bis 0,400 μH/m. Aus diesem Ergebnis wurde abgeleitet, daß die Schleifeninduktivität L der den Schleifenkreis bildenden HF-Leckstromrückleitung 0,4 μH/m oder weniger beträgt, und bevorzugt 0,310 μH/m. folglich war man im Fall der herkömmlichen abgeschirmten Struktur vom dritten Typ (15(C)) in der Lage, die Wirkung der Verringerung der Schleifeninduktivität L äquivalent zu dem nicht abgeschirmten Kabel 1A mit Rückleitung niedriger Induktivität zu erhalten.
Als Zusammenfassung der Fälle, bei denen die oben beschriebenen Ergebnisse erhalten werden konnten, läßt sich sagen, daß die Lastimpendanz steigt, wenn die Schleifeninduktivität L groß ist, so daß Fließen des HF-Stroms unwahrscheinlicher wird. Infolge gelangten die Erfinder zu dem Aufbau des nicht abgeschirmten Kabels, bei dem keine Abschirmung vorgesehen ist. Bei dem Aufbau wird bewirkt, daß die Schleifeninduktivität L so niedrig ist, daß ein leichtes Fließen des HF-Leckstroms durch das Kabel selbst bewirkt wird, wodurch die Wirkungen der vorliegenden Erfindung zur Verhinderung des Auftretens einer Fehlfunktion eines Peripheriegeräts erhalten werden können, und der Aufbau den Anforderungen im praktischen Gebrauch gewachsen ist.
Während PVC als ein gewöhnlicher Isolator verwendet wird, kann bei der vorliegenden Ausführungsform für den Isolator 4 des in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrahts 2 weiter ein Isolator mit einer geringen Dielektrizitätskonstante wie etwa PTFE verwendet werden. Dies ermöglicht eine weitere Verringerung der Kapazität, um den Antriebsleistungsverlust zu verringern.
Weiter wurde ein praktisches Beispiel überprüft, um einen Detailaufbau eines Antriebskabels zu erhalten, das für einen praktischen Gebrauch des nicht abgeschirmten und eine Rückleitung niedriger Induktivität enthaltenden Kabels 1A der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Wie in den 1(A) bis 1(C) gezeigt ist, ist der Leiteraußendurchmesser des jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrahts 2 mit D bezeichnet, der Leiteraußendurchmesser einer jeden der drei Rückleitungen 5 ist mit d bezeichnet. Zusätzlich liegt ein Verhältnis (s/S) einer Querschnittsflächengröße s der Rückleitung 5 zu einer Querschnittsflächengröße S des jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrahts 2 in einem Bereich von 1 bis 1/3. In diesem Fall beträgt das Verhältnis (d/D) zwischen einem Leiteraußendurchmesser d der Rückleitung 5 und einem Leiteraußendurchmesser D des in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrahts 2 1/√3. Durch die Ausführung der Überprüfung konnte das unabgeschirmte und die Rückleitung niedriger Induktivität enthaltende Kabel zum Erreichen der oben beschriebenen Wirkungen als ein reales Kabel verwirklicht werden.
Grundlagen der Überprüfung, die für den Aufbau ausgeführt wurden, bei dem das Verhältnis der Leiterquerschnittsflächengröße der Rückleitung 5 zu der Leiterquerschnittsflächengröße des in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrahts in dem Bereich von 1 bis 1/3 liegt, wird hiernach beschrieben. Als erstes wird angenommen, daß das Verhältnis der Leiterquerschnittsflächengröße der Rückleitung 5 zu der Leiterquerschnittsflächengröße des in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrahts 2 1 ist oder größer. In diesem Fall wird es bevorzugt, die Wirkung als ein HF-Leckstromrückpfad aufzuzeigen, was eine der Wirkungen der vorliegenden Erfindung ist. Jedoch ist selbst in dem Fall, in dem die Rückleitungen 5 benachbart zu und in engem Kontakt mit den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten 2 und 2 in ihrer Nachbarschaft und in Zwischenräumen (Talbereichen) zwischen den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten 2 angeordnet sind, ist der Gesamtaußendurchmesser groß, wenn die Drähte/Leitungen verseilt sind, so daß das Kabel für eine praktische Verwendung nicht geeignet ist. Andererseits wird es in dem Fall, bei dem das Verhältnis der Leiterquerschnittsflächengröße der Rückleitung 5 zu der Leiterquerschnittsflächengröße des in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrahts 2 klein ist, schwierig, die Wirkung als HF-Leckstromrückweg aufzuzeigen. Die Erfinder betrachteten eine vergleichsweise kleine Querschnittsflächengröße von 0,5 mm² für den in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndraht als einen praktischen numerischen Wert, und betrieben Forschung, um eine diesem numerischen Wert entsprechende Leiterquerschnittsflächengröße für die Rückleitung 5 zu suchen. Die Ergebnisse einer diesbezüglichen simulationsbasierten Überprüfung waren wie folgt. In dem Fall, in dem das Verhältnis der Leiterquerschnittsflächengröße der Rückleitung 5 zu der Leiterquerschnittsflächengröße des in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrahts 2 1/1 beträgt, und die Leiterquerschnittsflächengrößen von dem in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndraht 2 und der Rückleitung 5 jeweils 0,5 mm² betragen, betrug der Wert der Schleifeninduktivität L 0,302 μH/m. Weiter betrug der Wert der Schleifeninduktivität L 0,310 μH/m in dem Fall, bei dem das Verhältnis der Leiterquerschnittsflächengröße der Rückleitung 5 zu der Leiterquerschnittsflächengröße des in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrahts 2 1/3 beträgt, und die Leiterquerschnittsflächengrößen des in Dielektrikum eingebetteten Kerndrahts 2 und der Rückleitung 5 0,5 mm² bzw. 0,16 mm² betragen.
Ebenfalls in einem das oben beschriebene Antriebskabel verwendenden echten System ist keine Fehlfunktion eines Peripheriegeräts aufgetreten. Für einen Vergleich, in dem Fall eines dem herkömmlichen abgeschirmten Kabel vom dritten Typ entsprechenden Produkts betrug ein bevorzugter Wert der Schleifeninduktivität L 0,310 μH/m. Somit kann dieser ähnliche Wert der Schleifeninduktivität L erhalten werden sowohl in dem Fall, in dem die Querschnittsflächengröße der in Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte vergleichsweise klein ist wie 0,5 mm², also auch in dem Fall, in dem ein Vergleich zwischen den Werten der Schleifeninduktivität L der ersten Ausführungsform (1(B)) der vorliegenden Erfindung, wenn das Verhältnis der Querschnittsflächengröße der Rückleitung zu der des in Dielektrikum eingebetteten Kerndrahts 2 auf 1/3 gesetzt ist, und dem Wert der Schleifeninduktivität L des herkömmlichen Kabels vom dritten Typ hergestellt wird. Im Vergleich dazu ist jedoch der Wert der Schleifeninduktivität L in dem Fall des herkömmlichen nicht abgeschirmten Kabels vom zweiten Typ (15B)) 0,804 μH/m, so daß man bei dem Kabel nicht davon ausgehen kann, daß es die Wirkung als HF-Leckstromrückweg aufzeigt.
Gemäß den oben beschriebenen Überprüfungen der nicht abgeschirmten Kabelstruktur der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Schleifeninduktivität L der herkömmlichen Kabelstruktur vom zweiten Typ auf die Hälfte reduziert. Im Falle eines solchen Niveaus ist das Kabelprodukt in ausreichendem Maße in der Lage, im Gebrauch zu widerstehen. Genauer gesagt können die Wirkungen der vorliegenden Erfindung in ausreichender Weise von dem Kabel erwartet werden, wenn ein praktisches Kabel vorgesehen ist, das einen Induktivitätsverringerungswirkungsbereich aufweist, in welchem ein Schwellenwert bis auf 0,4 μH/m reicht. Weiter wurde gezeigt, daß bevorzugte Ergebnisse der vorliegenden Erfindung erhalten wurden, selbst wenn man die Beziehung zu Herstellervariationen eines praktischen Produkts gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung berücksichtigt, vorausgesetzt, daß die folgenden Bedingungen erreicht sind. Die Bedingungen sind, daß das Verhältnis der Leiterquerschnittsflächengröße der Rückleitung 5 zu der Leiterquerschnittflächengröße des in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrahts 2 in dem Bereich von 1 zu 1/3 liegt, und der Wert der Schleifeninduktivität L 0,4 H/m oder weniger beträgt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der bevorzugte Fall idealerweise derjenige, daß die drei jeweilig nicht mit dem Isolator ummantelten Rückleitungen 5 benachbart zu und in engem Kontakt mit den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten 2 und 2 in ihrer Nachbarschaft und in Zwischenräumen (Talbereichen) zwischen den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten 2 und 2 angeordnet sind, welche im wesentlichen in der Form eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind. Genauer gesagt ist der Fall derjenige, daß die nicht mit dem Isolator ummantelte Rückleitung 5 in Kontakt mit der äußeren umfänglichen Fläche des Isolators 4 von einem der benachbarten in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten 2 und 2 in ihrer Nachbarschaft angeordnet ist. Bei der tatsächlichen Kabelherstellung gibt es jedoch Fälle, bei denen es nicht immer einfach ist, die Rückleitungen 5 über die gesamte Kabellängen in den bevorzugten Positionen anzuordnen, die in den 1(A), 1(B) gezeigt sind. Daher betrieben die Erfinder weitere Forschung hinsichtlich des Erlangens eines Toleranzbereichs für die Größe des Versatzes der jeweiligen Rückleitung 5 von der Kabelmitte, bei der noch ermöglicht ist, daß der Wert der Schleifeninduktivität L auf etwa 0,4 μH/m reduziert wird oder um die Hälfte im Vergleich zu dem Fall des herkömmlichen unabgeschirmten Kabels vom zweiten Typ (15(B)). In diesem Fall gibt es zwei Typen von Versätzen der jeweiligen Rückleitung 5. Einer ist ein Trennabstand (R; unten beschrieben) der Rückleitung 5 von der Kabelmitte, und der andere ist ein Neigungswinkel (α; unten beschrieben) der Rückleitung 5. Die Erfinder führten eine Überprüfung durch, um die Toleranzgröße der Werte (R und α) zu erhalten, bei denen der für das tatsächliche Antriebskabel notwendige Wert der Schleifinduktivität L von etwa 0,4 μH/m erreichbar ist.
Nunmehr wird auf 1(C) Bezug genommen. In dem gezeigten nicht abgeschirmten und eine Rückleitung niedriger Induktivität enthaltenden Kabel 1A der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Trennabstand durch die Größe (den Wert) eines Abstands R von einer Mitte O der drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte 2 dargestellt werden. Genauer gesagt stellt 1 einen Bezugswert des Abstandes in dem Fall dar, bei dem die jeweilige Rückleitung 5 in engstem Kontakt mit dem in Dielektrikum eingebetteten Kerndraht 2 in ihrer Nachbarschaft und in dem Zwischenraum (Talbereich) zwischen dem in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten 2 und 2 angeordnet ist. Genauer gesagt wird der Bezugswert in dem Fall gesetzt, wo die jeweilige nicht mit dem Isolator ummantelte Rückleitung 5 in Kontakt mit der äußeren umfänglichen Fläche von zwei Isolatoren 4 der in ein Dielektrikum eingebetteten Drähte 2 und 2 in ihrer Nachbarschaft angeordnet ist. In diesem Fall wird die Trenndistanz durch ein Verhältnis (Distanz R/Referenzwert) des Abstands R der Rückleitung 5 von der Mitte O der drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte 2 zu der Mitte der Rückleitung 5 in dem Fall der Herstellung des tatsächlichen Kabels dargestelllt.
6 ist ein Graph, der einen Plott von Simulationswerten der Schleifeninduktivität L in dem Fall zeigt, wo die Leiterquerschnittsflächengröße des in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrahts 2 0,5 mm² beträgt, und das Verhältnis der Leiterquerschnittsflächengröße der Rückleitung 5 zu der Leiterquerschnittsflächengröße des in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrahts 2 1/3 beträgt. Genauer gesagt, wird der Winkelversatz α zwischen der Strecke R von der Kabelmitte zu der Rückleitung zu der Rückleitung variiert, der Wert der Schleifeninduktivität L wird an der vertikalen Achse angezeigt, und der Trennabstand (Abstand R/Referenzwert) ist in der horizontalen Achse angezeigt, wobei der Originalpunkt auf 1 gesetzt ist. Dann werden die Simulationswerte des Werts der Schleifeninduktivität L als Graph geplottet, mit Einhalten des Neigungswinkels (α = 0°, 5°, 10°, 20°). Hier, in dem Fall, bei dem das Verhältnis der Leiterquerschnittsflächengröße der Rückleitung 5 zu der Leiterquerschnittsflächengröße des in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrahts 2 1/3 beträgt, und das „Abstand R/Referenzwert” Verhältnis gleich 1,35 oder geringer ist, kann das abgeschirmte und die Rückleitung niedriger Induktivität enthaltende Kabel 1A der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einfach realisiert werden, ohne den Außendurchmesser des tatsächlichen Antriebskabels zu erhöhen. Weiter ist als der für die HF-Leckstromrückleitung notwendige Wert der Schleifeninduktivität L von 0,4 μH/m oder weniger zu erreichen. Wie jedoch aus 6 bei der tatsächlichen Überprüfung hervorgeht, sind die bevorzugten Ergebnisse hinsichtlich der Verhältnisse der Abstände R von den Mitten der jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte 2 zu dem Referenzwert in dem Bereich von 1 bis 1,35.
Dann ist nunmehr der Neigungswinkel (α) der Rückleitung 5 hiernach zu diskutieren. Das nicht abgeschirmte und eine Rückleitung niedriger Induktivität enthaltende Kabel 1A der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann einfach in einem Fall verwirklicht werden, der in 1(B) gezeigt ist. Der Fall ist, daß die Lage einer Bezugsanordnungslinie, die für einen Anordnungswinkel indikativ ist, von der Mitte O der drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte 2 auf 120° gesetzt ist. Genauer gesagt ist dies der Fall, bei dem die nicht mit dem Isolator ummantelte Rückleitung 5 in Kontakt mit der äußeren umfänglichen Fläche des Isolators 4 von einer der benachbarten in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten 2 und 2 in ihrer Nachbarschaft angeordnet ist, wobei eine zwischen der Kabelmitte O und der Mitte der Rückleitung 5 verbindende Linie als eine Bezugsanordnungslinie gesetzt ist. In diesem Fall kann in dem Fall, bei dem ein Bereich der Versatzwinkel α in der plus (+) und minus (–) Richtung als gleich oder geringer als ±5° von der Bezugsanordnungslinie bewirkt sind, das nicht abgeschirmte und die Rückleitung enthaltende Kabel 1A niedriger Induktivität der ersten Ausführungsform einfach realisiert werden. Wie in 6 gezeigt ist, ist der Bereich der Versatzwinkel α von der Bezugsanordnungslinienlage von 120° als gleich oder weniger als ±5° als bevorzugte Ergebnisse angezeigt.
Aus den oben beschriebenen Überprüfungsergebnissen kann abgeleitet werden, daß in dem Fall des abgeschirmten, eine Rückleitung enthaltenden Kabels 1A niedriger Induktivität die Position und der Neigungswinkel der jeweiligen Rückleitung 5 Erfordernisse zur Realisierung eines bevorzugten nicht abgeschirmten, eine Rückleitung enthaltenden Kabels niedriger Induktivität darstellen. Genauer gesagt sind die Erfordernisse hinsichtlich der Anordnungsposition der Rückleitung 5, daß der Abstand R von der Mitte O der drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte 2 bezüglich dem auf den Abstand in dem Fall gesetzten Referenzwert, daß die jeweilige Rückleitung 5 benachbart zu und in engstem Kontakt mit dem im Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndraht 2 in ihrer Nachbarschaft und in dem Zwischenraum (Talbereich) zwischen den in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten 2 angeordnet ist, in dem Bereich von 1 bis 1,35 liegt. Weiter, hinsichtlich des Neigungswinkel der jeweiligen Rückleitung 5 in dem Fall, daß bezüglich der Lage einer Bezugsanordnungslinie, die einen Anordnungwinkel anzeigt, von der Mitte O der drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte 2 auf 120° gesetzt ist, der Bereich der Versatzwinkel α von der Bezugsanordnungslinie gleich ±5° oder kleiner ist.
2(A) zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und die Ausführungsform ist eine nicht abgeschirmte, eine Rückleitung enthaltende Kabelstruktur 1B niedriger Induktivität, die wie folgt aufgebaut ist. Um die Schleifeninduktivität L zu verringern, sind drei in ein Dielektrikum eingebettete Motorantriebskerndrähte 2, jeweils mit einem Isolator 4 ummantelt, und drei HF-Leckstromrückleitungen 5, die jeweils nicht mit einer isolierenden Hülse ausgestattet sind, in der Weise angeordnet, daß die drei Rückleitungen in Kontakt mit der äußeren umfänglichen Fläche des Isolators 4 von irgendeinem der benachbarten in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte in ihrer Nachbarschaft angeordnet sind. Dadurch wir die Schleifeninduktivität L eines aus den Rückleitungen aufgebauten Schleifenkreises verringert, die mit dem Isolator ummantelte Grundleitung wird hinzugefügt, und die Drähte/Leitungen werden im wesentlichen parallel zu der Längsrichtung angeordnet und verseilt, und ein Mantel 8 wird an der Außenseite der verseilten Leitungen/Drähte vorgesehen, ohne daß eine Abschirmung eingeschlossen wird. Als typisches Beispiel für die drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte 2, die jeweils mit dem Isolator 4 ummantelt sind, und den Grunddraht 6, wird ein verseilter Leitungsdraht für den Leiter verwendet, und PVC wird für den Isolator verwendet. Somit kann als Isolator 4 für jeden der drei in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähte 2 und den Grunddraht 6, die jeweils mit dem Isolator 4 ummantelt sind, PTFE als ein Isolator mit niedriger Dielektrizitätskonstante verwendet werden. Dadurch kann die Kapazität weiter verringert werden, um den Leistungsantriebsverlust zu reduzieren.
Bei der in 2(A) gezeigten Ausführungsform sind die drei HF-Leckstromrückleitungen 5, die nicht mit der isolierenden Hülse ausgestattet sind, an dem Umfang eines in ein Dielektrium eingebetteten Kerndrahts (in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrahts, der bezüglich der Grundleitung 6 diagonal angeordnet ist) der drei in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähte 2 angeordnet, die mit dem Isolator 4 ummantelt sind, um benachbart zu und in engen Kontakt mit dem in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndraht 2 in ihrer Nachbarschaft angeordnet zu sein. In diesem Fall ist die Schleifeninduktivität L als ein Niveau in dem Fall der Rückleitungen 5 für einen in Dielektrikum eingebetteten Kerndraht geringer als diejenigen der anderen zwei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte. Folglich, wie in 2(B) gezeigt ist, ist das Kabel bevorzugt in der Weise aufgebaut, daß die gleiche Anzahl von Rückleitungen 5 in engem Kontakt mit dem jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndraht stehen.
Weiter ist als ein modifiziertes Beispiel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein nicht abgeschirmtes, eine Rückleitung enthaltendes Kabel 1C niedriger Induktivität in 3(A) gezeigt. Wie in 3(A) gezeigt ist, ist das nicht abgeschirmte, eine Rückleitung enthaltende Kabel 1C niedriger Induktivität in der Weise gestaltet, daß in der Anordnung der Rückleitung 5 der zweiten Ausführungsform (2(A)), 2(B) eine Rückleitung 5 in der Kabelmitte angeordnet ist.
3(B) zeigt eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und die Ausführungsform stellt eine Kabelstruktur 1D dar, die in der Weise aufgebaut ist, daß die Anzahl der in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte 2 auf sechs erhöht ist, und die Grundleitung 6 in deren Mitte angeordnet ist. Der auf diese Weise gebildete Aufbau ermöglicht es, ein nicht abgeschirmtes, eine Rückleitung enthaltendes Kabel niedriger Induktivität zu realisieren, das einem Kabelaufbau entspricht, in welchem mehrfache in ein Dielektrikum angeordnete Antriebskerndrähte angeordnet sind. In der in 3(B) gezeigten Ausführungsform ist die Grundleitung 6 in der Kabelmitte angeordnet. Der Aufbau kann jedoch derart sein, daß die Rückleitung 5 anstelle der Grundleitung 6 angeordnet ist, obwohl dieser alternative Aufbau hierin nicht speziell beschrieben wird.
Hinsichtlich des Grundaufbaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die nicht abgeschirmte, eine Rückleitung enthaltende Kabelstruktur niedriger Induktivität einschließlich dem vorgesehenen Mantel, ohne daß eine Abschirmung außerhalb der verseilten Leitung vorgesehen ist. Es sollte jedoch erkennbar sein, daß, wenn die Abschirmung vorgesehen ist, die Schleifeninduktivität L verringert werden kann, und ebenfalls eine Abschirmwirkung erwartet werden kann. Folglich ist bei diesem Aufbau die Endbearbeitbarkeit in gewisser Weise verringert, da die z. B. in den 4(A) oder 4(B) gezeigte Abschirmung zusätzlich zu der Bildung des Grundaufbaus der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist. Durch Bereitstellung eines Abschirmmaterials zusätzlich zu der Verwendung der Rückleitungen niedriger Induktivität gemäß der grundlegenden technischen Idee der vorliegenden Erfindung wird jedoch eine weitere Verbesserungsstufe erreicht, und der Störverlustwiedergewinnungsprozentsatz ist weiter erhöht. Weiter kann das Material ein gewöhnlicher Isolator mit geringer Dielektrizitätskonstante sein; und verschiedene Modifikationen sind natürlich für die Gestaltung innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung mit eingeschlossen.
4(A) zeigt eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und die Ausführungsform ist eine Kabelstruktur 1E, die in der Weise gebildet ist, daß eine Abschirmung 7 innerhalb des Mantels 8 der zweiten Ausführungsform (2(A)) vorgesehen ist. Dies ermöglicht es, nicht nur die Wirkung der vorliegenden Erfindung zu erhalten, die es ermöglicht, daß von den Rückleitungen von der Motorseite zu der Wechselrichterseite HF-Leckstrom zurückgeleitet wird, sondern ebenfalls die Ab schirmwirkung zu erhalten. 4(B) zeigt eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und die Ausführungsform ist eine Kabelstruktur 1F, die in der Weise aufgebaut ist, daß die Anzahl der in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte 2 auf sechs erhöht ist, und die Abschirmung 7 an dem äußeren Umfang des Kabels einschließlich der in deren Mitte angeordneten Grundleitung 6 vorgesehen ist. Ähnlich dem in 4(A) gezeigten Kabelaufbau ermöglicht diese Kabelstruktur nicht nur, die Wirkung der vorliegenden Erfindung zu erhalten, die es ermöglicht, daß HF-Leckstrom über die Rückleitungen 5 von der Motorseite zu der Wechselrichterseite geleitet wird, sondern daß ebenso die Abschirmwirkung erhalten wird.
Als nächstes folgen rechnungstheoretische Näherungsausdrücke zur Erklärung der Gründe, daß die Schleifeninduktivität verringert wird. Zu Zwecken der kurzen Darstellung wird die Schleifeninduktivität auf Grundlage der in 7 gezeigten zwei parallelen Drähten betrachtet. Die Näherungsausdrücke sind allgemein bekannt, und sind in Veröffentlichungen wie etwa „Wire Telephone Transmission Engineering-Transmission Line Theory" (Hayashi Kenichi, Gakken, Jan. 31, 1969) beschrieben.
Darin sind die Ausdrücke (1) und (2) hergeleitet, worin L: Die Schleifeninduktivität auf der Basis der Einheitslänge ist; μ₀: die magnetische Permeabilität ist; π: die Kreiskonstante ist; log_e: der natürliche Logarithmus ist; b: der Abstand zwischen den Leitern ist; a: der Leiterradius ist; ε: die dielektrische Konstante ist; und C: die Kapazität pro Einheitslänge ist. L = (μ0/π)·(loge(b/a) + ¼) (1) C = π·ε·(1/loge(b/a))) (2)
Gemäß dem Ausdruck (1) wird die Schleifeninduktivität L verringert, wenn der Radius a ansteigt, und die Schleifeninduktivität L wird verringert, wenn der Abstand b zwischen den Leitern verringert wird. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Verringerung der Schleifeninduktivität L durch die Verringerung des Abstands b zwischen den Leitern bewerkstelligt.
8 ist eine erläuternde Ansicht eines äquivalenten Kreises bezogen auf das dreiphasige, eine HF-Leckstromrückleitung enthaltende Motorantriebskabel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem das Kabel die Wechselrichterseite mit der Motorseite verbindet. In 8 ist zu Zwecken der kurzen Darstellung nur eine HF-Leckstromrückleitung 5 eingezeichnet. Es sollte sich jedoch aus der obigen Beschreibung ergeben, daß die Rückleitungen 5 zu den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten 2 angeordnet sind. Aus der Zeichnung ersichtlich wird die Impedanz des durch die zwei parallelen Drähte fließenden Stroms durch die Verringerung der Schleifeninduktivität L verringert (nur eine Umkehrschleife ist durch einen Pfeil angezeigt). Folglich kann der HF-Leckstrom wirksam als Rückkehrstrom von der Motorseite zu der Wechselrichterseite fließen. In 8 stellt C eine Streukapazität der Motorseite dar.
Gemäß Ausdruck (1) wird die Schleifeninduktivität L verringert, wenn der Leiterradius a ansteigt oder wenn der Abstand b zwischen den Leitern verringert wird. Die vorliegende Erfindung umfaßt eine neue Konfiguration, zu der als eine Methode gelangt wurde, die Schleifeninduktivität L durch Verringerung des Abstands b zwischen den Leitern zu verringern. Die Kapazität C wird jedoch gleichzeitig mit der Verringerung der Schleifeninduktivität L erhöht, so daß ein Leckstrom mit der Kapazität C in Beziehung steht. Während kein so hoher Einfluß besteht, wenn die Antriebspulsbreite groß ist und die Frequenz niedrig ist, verursacht die Kapazität C ein Ansteigen der Antriebsleistung zum Abstumpfen des den Motor antreibenden Pulses, wenn die Antriebspulsbreite gering und die Frequenz hoch ist. Folglich kann durch Verringerung der dielektrischen Konstante des isolierenden Materials ein Ansteigen der Antriebsleistung verhindert werden.
Als nächstes ist 9 eine erläuternde Ansicht des Wirkungsprinzips eines nicht abgeschirmten, eine Rückleitung niedriger Induktivität enthaltenden Kabels 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In 9 ist ein Wechselrichter 130 an der Seite der Antriebssteuervorrichtung und ein Motor 210 an der Seite einer angetriebenen Vorrichtung durch die drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte 2, 2 und 2 verbunden. Weiter ist in 9 die Induktivität von jedem der jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte 2 und der Rückleitung 5 als L gezeigt, der Kondensator zwischen ihnen ist als C2 angezeigt, und die Streukapazität zwischen den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Kernantriebsdraht 2 und der jeweiligen Rückleitung 5 ist durch C1 angezeigt. Während die Abstandsbeziehung aus 9 nicht klar hervorgeht, ist in der Struktur der Abstand zwischen dem Leiter des in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrahts 2 und der Rückleitung 5 soweit wie möglich verringert, um die Schleifeninduktivität zu verringern, die drei Drähte sind in einer symmetrischen Struktur verseilt, und das Auftreten von Rauschen ist verringert. Weiter ist in gewöhnlicher Weise ein Kabel 340 für eine Signalverbindung mit einem Peripheriegerät wie etwa einen Encoder zwischen der Seite der Antriebssteuervorrichtung und der Seite der angetriebenen Vorrichtung vorgesehen.
Bei dem Systemaufbau wird der HF-Leckstrom von dem Antriebskabel selbst zurückgeleitet, um das Aufschlagen eines HF-Rauschens auf das Encodersignal zu verhindern. Um dies zu erreichen, ist die Impendanz der durch die Rückleitung 5 gerichteten Rückleitung zu verringern. Um die Rückleitungsimpedanz zu verringern, kann entweder C erhöht werden, oder L kann verringert werden, gemäß dem Ausdruck √(L/C). Wenn C erhöht wird, wird jedoch die Wellenformverzerrung erhöht, so daß bevorzugt L verringert wird. Genauer gesagt, ist es notwendig, daß eine niedrige Schleifeninduktivität L der durch die Rückleitung 5 geleiteten Rückleitung bewirkt wird. Es ist weiter notwendig, zu verhindern, daß eine Potentialdifferenz mit der Rückleitung auftritt, um mit einer Abschirmung des Encoderkabels 340 zu überlappen. Somit wird die Impedanz des durch die zwei parallelen Drähte fließenden Stroms in Zusammenhang mit der Verringerung der Schleifeninduktivität L der Rückleitung verringert. Folglich kann der HF-Leckstrom in wirksamer Weise zur Seite des Wechselrichters strömen.
10 ist eine Tabelle von „Vergleichsergebnissen (Störströmen) von ausgewerteten Überprüfungen der jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und herkömmlichen Beispielen”. Zuerst wurden Auswertungen für Typen von Proben durchgeführt, die unten aufgelistet sind. Vergleichsstudien wurden ausgeführt für gemessene Störströme und Simulationsberechnungen der Störströme und Induktivitäten der folgenden acht Typen: 1. Herkömmliches nicht abgeschirmtes Kabel Nr. 1 vom zweiten Typ (15(B)), das vier Drähte enthält (drei in ein Dielektrikum eingebettete Kerndrähte und eine Grundleitung); 2. das herkömmliche abgeschirmte Kabel Nr. 2 vom dritten Typ (15(C)), das vier Drähte enthält (drei in ein Dielektrikum eingebettete Drähte und eine Grundleitung); 3. das herkömmliche abgeschirmte Kabel Nr. 2 vom dritten Typ (15(C)) enthaltend vier Drähte (drei in ein Dielektrikum eingebettete Drähte und eine Grundleitung) (nicht dargestellt, da es identisch zu dem in 15(C)) gezeigten ist; 4. erste Ausführungsform (1(A)) enthaltend drei in ein Dielektrikum eingebettete Kerndrähte gemäß der vorliegenden Erfindung; 6. zweite Ausführungsform (2(A)) des nicht abgeschirmten Kabels mit vier Drähten (drei in ein Dielektrikum eingebettete Drähte und eine Kernleitung) gemäß der vorliegenden Erfindung; 6. dritte Ausführungsform (3(A)) gemäß der vorliegenden Erfindung; 7. erste Ausführungsform Nr. 1 (1(C) in dem Fall, bei dem die Querschnittsflächengröße der Rückleitung 1/3 beträgt) mit den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten gemäß der vorliegenden Erfindung; 8. erste Ausführungsform Nr. 2 mit den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie aus der Tabelle von 10 hervorgeht, werden hiernach die Ergebnisse in Reihenfolge ihrer Qualität beschrieben. (1) In dem Fall der ersten Ausführungsform (1(A)) mit den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten gemäß der vorliegenden Erfindung war der Störstrom 0,40 A, und die Schleifeninduktivität L hinsichtlich der Rückleitung betrug 0,302 μH/m. (2) In dem Fall der zweiten Ausführungsform (2(A)) gemäß der vorliegenden Erfindung betrug der Störstrom 0,45 A, und die Schleifeninduktivität L des Kabels hinsichtlich der Rückleitung betrug 0,306 μH/m. (3) In dem Fall der dritten Ausführungsform (3(A)) gemäß der vorliegenden Erfindung betrug der Störstrom 0,50 A, und die Schleifeninduktivität L des Kabels hinsichtlich der Rückleitung betrug 0,310 μH/m. (4) In dem Fall des modifizierten Beispiels der ersten Ausführungsform (1(C)) gemäß der vorliegenden Erfindung betrug der Störstrom 0,50 A am Maximum, und die Schleifeninduktivität L des Kabels als ein Niveau in dem Fall der Rückleitung betrug 0,310 μH/m. Hinsichtlich der Wirkungen von irgendeiner dieser Ausführungsformen werden bessere Ergebnisse gezeigt als diejenigen der herkömmlichen nicht abgeschirmten Kabel vom zweiten Typ (Störstrom: 0,90 A; Schleifeninduktivität L: 0,804 μH/m). In dem Fall des herkömmlichen abgeschirmten Kabels vom abgeschirmten Typ Nr. 1 (Störstrom: 0,50 A; Schleifeninduktivität L: 0,310 μH/M) und dem herkömmlichen abgeschirmten Kabel vom dritten Typ Nr. 2 (Störstrom: 0,70 A; Schleifeninduktivität L: 0,400 μH/m), trat dort eine Störstromvariation auf, und eine Variation der Schleifeninduktivität trat auf, und eine Fluktuation der Schleifeninduktivität zugehörig einer strukturellen Fluktuation trat auf. Folglich wurde eine die Betrachtung einer positionellen Variation mit einbeziehende Simulation für die erste Ausführungsform (1(C): In dem Fall, bei dem die Querschnittsflächengröße der Rückleitung 1/3 beträgt) durchgeführt, mit den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten gemäß der vorliegenden Erfindung. Gemäß den Ergebnissen war das Verhältnis von dem Abstand R von der Mitte 1,35, und die Schleifeninduktivität in dem Fall, in dem die Winkelschwankung ±0,5° beträgt, ist 0,398 μH/m, so daß selbst im Vergleich mit dem Fall, bei dem die Rückleitungen innerhalb eines Bereich von Variationen angeordnet sind, keine Nachteile auftreten.
Unter den obigen wurde in dem Fall der ersten Ausführungsform (1(A)) mit den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten gemäß der vorliegenden Erfindung das beste Resultat angezeigt, in dem der Störstrom 0,40 A ist, und die Schleifeninduktivität L als ein Niveau in dem Fall der Rückleitung 0,302 μH/m ist. Weiter wurden in dem Fall der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung äquivalente oder bessere Ergebnisse angezeigt im Vergleich mit dem herkömmlichen abgeschirmten Kabel vom dritten Typ (Störstrom: 0.50 A; Schleifeninduktivität L: 0,310 μH/m).
Die vorliegende Erfindung stellt beispielhaft typische Dreiphasenmotorantriebskabelstrukturen und nicht abgeschirmte Kabelstrukturen mit Rückleitungen niedriger Induktivität dar. Die Verringerung der Schleifeninduktivität L kann jedoch in der Weise implementiert werden, daß z. B. eine große Anzahl von Leckstromrückleitungen angeordnet werden, oder der in ein Dielektrikum eingebettete Motorantriebsdraht aufgeteilt wird. Weiter kann zum Erhalten der Abschirmwirkung ein Abschirmmaterial zusätzlich zur Verwendung der Rückleitung niedriger Induktivität gemäß der grundlegenden technischen Idee verwendet werden, obwohl die Endbearbeitbarkeit verringert wird. Weiter ist es zur Verhinderung eines Ansteigens der Kapazität selbst nochmals weiter bevorzugt, daß das Material des Isolators ein gewöhnliches Isoliermaterial mit niedriger Dielektrizitätskonstante ist; und mannigfaltige Modifikationen sind, natürlich, für die Gestaltung innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung mit eingeschlossen.
Während das Motorantriebskabel während der vorliegenden Erfindung für ein numerisch gesteuertes Maschinenwerkzeug herangezogen werden kann, kann es ebenfalls in einem weiten Bereich für z. B. einen Roboter oder eine Spritzgußmaschine verwendet und eingesetzt werden. Anwendung und Einsatz der vorliegenden Erfindung werden hiernach unter dem Gedanken eines das Kabel verwendenden numerisch gesteuerten Maschinenwerkzeugs beschrieben.
Gewöhnlich werden in einem numerisch gesteuerten Maschinenwerkzeug Motoren für einen Schneidprozeß und ähnliches verwendet, wobei die Motoren über einen Wechselrichter betrieben werden. In diesem Fall sind dann der Wechselrichter zur Seite der Steuervorrichtung und der Motor zur Seite der angetriebenen Vorrichtung durch ein Antriebskabel verbunden. Weiter ist ein Encoder an dem jeweiligen Motor angeordnet, und der Drehwinkel des jeweiligen Motors wird durch eine numerisch gesteuerte Vorrichtung gesteuert, während die Ausgabe von dem Encoder erfaßt wird. Konzeptionelle Ansichten davon sind in den 11 und 12 gezeigt.
11 zeigt ein numerisch gesteuertes Maschinenwerkzeugsystem in dem Fall, in dem ein herkömmliches Antriebskabel verwendet wird. Ein numerisch gesteuertes Maschinenwerkzeug 200 umfaßt Motoren 210, 220 und 230, die jeweiligen Arbeitsachsen entsprechen (es sind nur Bereiche entsprechend diesen drei Arbeitsachsen gezeigt). Die jeweiligen Motoren 210, 220 und 230 sind durch Antriebskabel 310, 320 und 330 mit einem Motorantriebswechselrichter 130 verbunden, der in dem elektronischen Schaltschrank 110 für die Steuerung der NC-Steuerung vorgesehen ist. An dem numerisch gesteuerten Maschinenwerkzeug 200 sind Encoder 240 vorgesehen (obwohl die Encoder an den jeweiligen Motoren angebracht sind, ist nur der für den Motor 230 vorgesehene Encoder gezeigt, um die Zeichnung zu vereinfachen). Der Encoder 240 ist mit der numerischen Steuervorrichtung 120 durch ein Informationsübertragungskabel 340 (gewöhnlicherweise ein abgeschirmtes Kabel) verbunden. Die Antriebskabel 310, 320 und 330 umfassen jeweils Leistungskabel 311, 321 und 331 und Grundleitungen 315, 325 und 335. Die jeweiligen Motoren 210, 220 und 230 des numerisch gesteuerten Maschinenwerkzeugs 200 und der Motorantriebswechselrichter 130 in dem elektronischen Schaltschrank 110 sind aus Sicherheitsgründen über eine Umkapselungserdung 250 geerdet. Da jedoch bei dem herkömmlichen Beispiel eine HF-Schleifeninduktivität in der Grundleitung bezüglich den Leistungskabeln hoch ist, fließt der Störstrom über die Einkapselungserdung 250 auf Erde. Da die jeweiligen Motoren 210, 220, 230 und die Encoder 240 gemeinsam zu der Umkapselungserdung 250 geerdet sind, fließt der HF-Leckstrom zu den Encodern 240.
Folglich leckt der Strom im Ergebnis zu der numerischen Steuervorrichtung 120 über das Informationsübertragungskabel 340, und wird dadurch zur Ursache einer Fehlfunktion.
Im Vergleich zeigt 12 ein numerisch gesteuertes Maschinenwerkzeugsystem unter Verwendung des die Hochfrequenz-Leckstromrückleitung enthaltenden Motorantriebskabels gemäß der vorliegenden Erfindung. Es werden zur Darstellung der Komponenten, die sich von denjenigen in dem herkömmlichen, in 11 gezeigten System nicht unterscheiden, die gleichen Bezugszeichen verwendet. Das numerisch gesteuerte Maschinenwerkzeug 200 umfaßt Motoren 210, 220 und 230 entsprechend den jeweiligen Arbeitsachsen (es sind nur Bereiche entsprechend den drei Arbeitsachsen gezeigt). Die jeweiligen Motoren 210, 220 und 230 sind über Antriebskabel 350, 360 und 370 mit einem Motorantriebswechselrichter 130 verbunden, der in einem Elektronikschrank 110 vorgesehen ist. Eine numerische Steuervorrichtung 120 ist in dem Elektronikschrank 110 zur Steuerung der NC Steuerung vorgesehen. Bei dem numerisch gesteuerten Maschinenwerkzeug 200 sind Encoder 240 vorgesehen (obwohl die Encoder an den jeweiligen Motoren angebracht sind, ist nur der an lediglich dem Motor 230 vorgesehenen Encoder gezeigt, um die Zeichnung zu vereinfachen). Der Encoder 240 ist mit der numerischen Steuervorrichtung 120 über das Informationsübertragungskabel 340 (gewöhnlicherweise ein abgeschirmtes Kabel) verbunden. Die Antriebskabel 350, 360 und 370 schließen jeweils Leistungskabel 351, 361 und 371 und HF-Leckstromrückleitungen 355, 365 und 375 ein. Ähnlich wie bei dem herkömmlichen Beispiel sind die jeweiligen Motoren 210, 220 und 230 des numerisch gesteuerten Maschinenwerkzeugs 200 und der Motorantriebswechselrichter 130 in dem Elektronikschrank 110 aus Sicherheitsgründen über eine Einkapselerdung 250 geerdet. Wie bereits oben beschrieben sind die in dem System gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Antriebskabel dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Leckstromrückleitungen 350, 365 und 375 jeweils benachbart zu und in engem Kontakt mit den Antriebskabel 351, 361 bzw. 371 angeordnet sind. Folglich werden die Schleifeninduktivitäten verringert, wodurch der HF-Leckstrom leicht durch die HF-Leckstromrückleitungen 355, 365 und 375 fließen kann, und der zu Peripheriegeräten wie etwa den Encodern durch die Einkapselungserdung 250 und ähnliches fließende HF-Leckstrom wird verringet.
Weiter wird eine nochmals genauere Beschreibung hiernach mit Bezug auf Zeichnungen gegeben, die jeweils einen herausgezogenen Bereich nur eines Motors zeigt.
13 ist eine Detailansicht einer Kabelverdrahtungsanordnung entsprechend einer Arbeitsachse der numerisch gesteuerten Maschine unter Verwendung des herkömmlichen Antriebskabels.
In 13 stellen die Bezugszeichen folgendes dar: 001 stellt einen elektronischen Schrank dar, 002 stellt eine numerische Steuervorrichtung dar, 003 stellt einen Motorantriebswechselrichter dar, 004 stellt eine Grundleitung für den Elektronikschrank dar, 005 stellt einen U-Phasenterminal des Motorantriebswechselrichters dar, 006 stellt einen V-Phasenterminal des Motorantriebswechselrichters dar, 007 stellt einen W-Phasenterminal des Motorantriebswechselrichters dar, 008 stellt einen Neutralknoten-Terminal des Motorantriebswechselrichters dar, 009 stellt ein Motorantriebskabel dar, 010 stellt ein Leistungskabel des Motorantriebskabels dar, 011 stellt ein Leistungskabel des Motorantriebskabels dar, 012 stellt ein Leistungskabel des Motorantriebskabels dar, 015 stellt eine Grundleitung des Motorantriebskabels dar, 016 stellt ein Informationsübertragungskabel dar, 017 stellt eine Signalleitung des Informationsübertragungskabels dar, 018 stellt eine (abgeschirmte) Grundleitung des Informationsübertragungskabels dar, 019 stellt einen U-Phasen-Terminal des Motors dar, 020 stellt einen V-Phasenterminal des Motors dar, 021 stellt einen W-Phasenterminal des Motors dar, 022 stellt einen Motorkörper dar, 023 stellt eine Motorwelle dar, 024 stellt einen Encoder dar, 025 stellt eine Encoderscheibe dar, 026 stellt eine Encodereinheit dar, 027 stellt einen Motorgrundleitung dar, 028 stellt einen Grundleitungsterminal des Motors dar, 029 stellt eine Motoreinheit dar, 030 stellt einen Motorantriebsstrom (Fluß) dar und 031 stellt einen HF-Leckstrom (Fluß) dar.
Bei dem herkömmlichen Antriebssteuersystem, das in 13 gezeigt ist fließt, da die Induktivität der Grundleitung des Motorantriebskabels hoch ist, ein dem Fluß eines Motorantriebsstroms 030 zugehörig auftretender Störstrom 031 in Richtung eines Bereichs mit einer geringen Induktivität. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, steht die (abgeschirmte) Grundleitung des für den Encoder verwendeten Informationsübertragungskabels als ein Weg für den Stromfluß zur Verfügung, die Störung propagiert beispielsweise zu der Signalleitung des Informationsübertragungskabels in einem Ausmaße, die Fehler verursacht.
14 ist eine Detailansicht einer Kabelverdrahtungsanordnung entsprechend einer Arbeitsachse der numerisch gesteuerten Maschine unter Verwendung des die HF-Leckstromrückleitung enthaltenden Motorantriebskabels gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 14 stellten die Bezugszeichen folgendes dar: 001 stellt einen Elektronikschrank dar, 002 stellt eine numerische Steuervorrichtung dar, 003 stellt einen Motorantriebswechselrichter dar, 004 stellt eine Grundleitung des Elektronikschranks dar, 005 stellt einen U-Phasenterminal des Motorantriebswechselrichters dar, 006 stellt einen V-Phasenterminal des Motorantriebswechselrichters dar, 007 stellt einen W-Phasenterminal des Motorantriebswechselrichters dar, 008 stellt einen Neutralknoten-Terminal des Motorantriebswechselrichters dar, 009 stellt ein Motorantriebskabel dar, 010 stellt ein Leistungskabel des Motorantriebskabels dar, 011 stellt ein Leistungskabels des Motorantriebskabels dar, 012 stellt ein Leistungskabel des Motorantriebskabels dar, 013 stellt eine HF-Leckstromrückleitung dar, 014 stellt eine HF-Leckstromrückleitung dar, 015 stellt eine HF-Leckstromrückleitung dar, 016 stellt ein Informationsübertragungskabel dar, 017 eine Signalleitung des Informationsübertragungskabels, 018 stellt eine (abgeschirmte) Grundleitung des Informationsübertragungskabels dar, 019 stellt einen U-Phasenterminal des Motors dar, 020 stellt einen V-Phasenterminal des Motors dar, 021 stellt einen W-Phasenterminal des Motor dar, 022 stellt einen Motorkörper dar, 023 stellt eine Motorwelle dar, 024 stellt einen Encoder dar, 025 stellt eine Encoderscheibe dar, 026 stellt eine Encodereinheit dar, 027 stellt einen Motorgrundleitung dar, 028 stellt einen Motorgrundleitungsterminal dar, 029 stellt eine Motoreinheit dar, 030 stellt einen Motorantriebsstrom (Fluß) dar und 031 stellt einen HF-Leckstrom (Fluß) dar.
Bei dem in 14 gezeigten Steuersystem der vorliegenden Erfindung fließt, im Zusammenhang mit dem Fluß eines Motorantriebsstroms 030, da die Induktivität der Motorantriebskabelgrundleitung hoch ist, ein auftretender Störstrom 031 in Richtung eines Bereiches mit einer geringen Schleifeninduktivität. Folglich, wie in der Zeichnung gezeigt, wird der Strom weniger zur Seite des Encoders oder zur Seite der Erdung fließen, wodurch es möglich ist, zu verhindern, daß die Störung zum Beispiel zu der Signalleitung des Informationsübertragungskabels in einem Ausmaße propagiert, die einen Fehler verursachen kann.
Zusammenfassung
Es ist ein Motorantriebskabel mit einer Hochfrequenz(HF)-Leckstromrückleitung bereitgestellt, das in einer Weise aufgebaut ist, daß einer oder eine Mehrzahl von in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten (2) und eine oder mehrere HF-Leckstromrückleitungen (5) benachbart zu und in engem Kontakt in ihren Nachbarschaften angeordnet sind, um dadurch die Induktivitäten der HF-Leckstromrückleitungen (5) zu verringern. Gleichzeitig sind die in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähte (2) und die HF-Leckstromrückleitungen (5) im wesentlichen parallel zu der Längsrichtung angeordnet und sind verseilt; und eine Ummantelung ist vorgesehen, ohne daß außerhalb der verseilten Leitungen eine Abschirmung vorgesehen ist. 1

1 (1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F): Motorantriebskabel mit Hochfrequenz-Leckstromrückleitung
2: in ein Dielektrikum eingebetteter Motorantriebskerndraht
3: Leiter
4: Isolator (gewöhnlicher Isolator oder Isolator mit niedriger Dielektrizitätskonstante)
5: Rückleitung
6: Grundleitung
7: Abschirmung
8: Ummantelung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- http://www.okidensen.co.jp/prod/cable/robot/orv.html [0008]
- http://www.hitachi-cable.co.jp/catalog/H-001/pdf/07g_02_densan.pdf [0008]
- „Report Regarding High Tension Inverter-Used Cables”, January 27, 2005, EMC-Countermeasure Technique WG for High Tension Inverter Cables, The Japan Electrical Manufacurers' Association [0008]
- ”Evaluation of Motor Power Cables for PWM AC Drives” John. M. Bentley and Patrick J. Link, IEEE TRANSACTION ON INDUSTRY APPLICATIONS VOL. 33, NO. 2, MARCH/APRIL 1997 [0008]
- „Wire Telephone Transmission Engineering-Transmission Line Theory” (Hayashi Kenichi, Gakken, Jan. 31, 1969) [0081]

Claims

Motorantriebskabel mit Hochfrequenz(HF)-Leckstromrückleitung, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Weise aufgebaut ist, daß eine Mehrzahl von in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten und eine oder eine Mehrzahl von HF-Leckstromrückleitungen benachbart zu und in engem Kontakt in ihren Nachbarschaften angeordnet sind, um dadurch die Induktivitäten der HF-Leckstromrückleitungen zu verringern; die in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebsdrähte und die HF-Leckstromrückleitungen im wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung angeordnet und verseilt sind; und eine Ummantelung vorgesehen ist, ohne daß außerhalb der verseilten Leitungen eine Abschirmung vorgesehen ist.
Motorantriebskabel mit einer HF-Leckstromrückleitung, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Weise aufgebaut ist, daß eine Mehrzahl von in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten und eine oder eine Mehrzahl von HF-Leckstromrückleitungen benachbart zu und in engem Kontakt in ihrer Nachbarschaft angeordnet sind, um dadurch die Induktivitäten der HF-Leckstromrückleitungen zu verringern; und eine Grundleitung zugefügt ist; die in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähte, die HF-Leckstromrückleitungen und die Grundleitung im wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung angeordnet und verseilt sind; und eine Ummantelung vorgesehen ist, ohne daß außerhalb der verseilten Leitungen eine Abschirmung vorgesehen ist.
Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Leckstromrückleitungen jeweils aus einem nicht isolierten Leiter gebildet sind.
Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Leckstromrückleitungen jeweils aus einem Leiter gebildet ist, der von einem gewöhnlichen Isolator oder einem Isolator mit niedriger Dielektrizitätskonstante um ihn herum umhüllt ist.
Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Isolator niedriger Dielektrizitätskonstante als ein Isolator des in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndraht und der Grundleitung vorgesehen ist.
Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Weise aufgebaut ist, daß eine Mehrzahl von in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten und eine oder eine Mehrzahl von HF-Leckstromrückleitungen benachbart zu und in engem Kontakt in ihrer Nachbarschaft angeordnet sind, um dadurch die Induktivitäten der HF-Leckstromrückleitungen zu verringern; die ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähte und die HF-Leckstromrückleitungen im wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung angeordnet und verseilt sind; außerhalb der verseilten Leitungen eine Abschirmung vorgesehen ist; und um die Abschirmung eine Ummantelung vorgesehen ist.
Motorantriebskabel mit einer HF-Leckstromrückleitung, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Weise aufgebaut ist, daß eine Mehrzahl von in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten und eine oder eine Mehrzahl von HF-Leckstromrückleitungen benachbart zu und in engem Kontakt in ihrer Nachbarschaft angeordnet sind, um dadurch die Induktivitäten der HF-Leckstromrückleitungen zu verringern; und eine Grundleitung zugefügt ist; die in ein Dielektrikum eingebetteten Kernantriebsdrähte, die HF-Leckstromrückleitungen und die Grundleitung im wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung angeordnet und verseilt sind; außerhalb der verseilten Leitungen eine Abschirmung vorgesehen ist; und um die Abschirmung eine Ummantelung vorgesehen ist.
Nicht-abgeschirmtes Kabel mit einer Rückleitung niedriger Induktivität, dadurch gekennzeichnet, daß, von einer Kabelquerschnittsrichtung aus gesehen, drei in ein Dielektrikum eingebettete Kerndrähte jeweils unabhängig an drei Spitzen eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, und drei Rückleitungen jeweilig an äußeren Bereichen von Talbereichen einer Anordnung angeordnet sind, die von den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten an den drei Spitzen eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks gebildet ist, um benachbart zu und in engem Kontakt mit den in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten in ihrer Nachbarschaft zu liegen, wobei dadurch die Induktivitäten der aus den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten und den Rückleitungen gebildeten Schleifenkreise verringert wird, die drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte und die drei Rückleitungen im wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung angeordnet und entlang der gleichen Richtung verseilt sind; und eine Ummantelung vorgesehen ist, ohne daß außerhalb der verseilten Leitungen eine Abschirmung vorgesehen ist.
Nicht-abgeschirmtes Kabel mit Rückleitung niedriger Induktivität, gekennzeichnet durch drei in ein Dielektrikum eingebettete Kerndrähte und eine Grundleitung, wobei eine oder eine Mehrzahl von Rückleitungen benachbart zu und in engem Kontakt mit einem äußeren Umfang von irgendeinem der drei in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte in ihrer Nachbarschaft angeordnet sind, um dadurch die Induktivitäten der von den in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten und den Rückleitungen gebildeten Schleifenkreise zu verringern; die drei in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähte, die eine oder mehrere der Rückleitungen, und die eine Grundleitung im wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung angeordnet und verseilt sind; und eine Ummantelung vorgesehen ist, ohne daß außerhalb der verseilten Drähte eine Abschirmung vorgesehen ist.
Kabel mit Rückleitung niedriger Induktivität, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Kabelquerschnittsrichtung aus gesehen, drei in ein Dielektrikum eingebettete Kerndrähte jeweilig unabhängig an drei Spitzen eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, und eine nicht mit einer isolierenden Ummantelung ausgestattete Rückleitung in einem Mittelbereich der drei in eine Dielektrikum eingebetteten Kerndrähte angeordnet ist, wodurch die Induktivitäten der von den in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten und der Rückleitung gebildeten Schleifenkreise verringert wird.
Antriebskabel mit einer HF-Leckstromleitung zur Verbindung eines Wechselrichters mit einer angetriebenen Steuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Weise aufgebaut, daß eine Mehrzahl von in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten und eine oder eine Mehrzahl von HF-Leckstromrückleitungen, die jeweils nicht mit einer isolierenden Ummantelung umhüllt sind, benachbart im wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung angeordnet und verseilt sind, und eine Ummantelung vorgesehen ist, ohne daß außerhalb der verseilten Leitungen eine Abschirmung vorgesehen ist, wobei der Wechselrichter und die angetriebene Steuervorrichtung durch das Antriebskabel verbunden sind, um dadurch Induktivitäten der von den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten und Rückleitungen gebildeten Schleifenkreise zu verringern, um dadurch die HF-Leckstromrückleitung als einen Rückweg des HF-Leckstroms von der angetriebenen Steuervorrichtung zu dem Wechselrichter zu bilden.
Antriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundleitung zu der Mehrzahl von in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten hinzugefügt ist und die Leitungen benachbart im wesentlichen parallel zu der Längsrichtung angeordnet sind.
Antriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Leckstromrückleitung benachbart zu und in engem Kontakt mit dem in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndraht in Nachbarschaften von äußeren Umfängen der Ummantelungen der jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähte angeordnet sind, welche mit einer isolierenden Ummantelung in einer Weise ausgestattet sind, daß ein Anstieg einer Wirkung als Kondensator mit einer Leitung verhindert ist, die durch Umhüllung eines äußeren Umfangs eines Leiters mit einem Isolator oder einem Isolator niedriger Dielektrizitätskonstante gebildet ist.
Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung zur Verbindung eines Wechselrichters und einer angetriebenen Steuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Weise aufgebaut ist, daß, von einer Kabelquerschnittsrichtung gesehen, drei in ein Dielektrikum eingebettete Kerndrähte jeweils unabhängig an drei Spitzen eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, drei HF-Leckstromrückleitungen jeweils an einer Spitze eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, die drei HF-Leckstromleitungen benachbart zu und in engem Kontakt mit den in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten in ihrer Nachbarschaft angeordnet sind, und die so angeordneten Leitungen verseilt sind, und eine Ummantelung vorgesehen ist, ohne daß außerhalb der verseilten Leitungen eine Abschirmung vorgesehen ist, wobei der Wechselrichter und die angetriebene Steuervorrichtung durch das Antriebskabel verbunden sind, um die Induktivitäten der von den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Kerndrähten und Rückleitungen gebildeten Schleifenkreise zu verringern, um dadurch die HF-Leckstromrückleitungen als Rückwege für den von der angetriebenen Steuervorrichtung zu dem Wechselrichter fließenden HF-Leckstroms zu bilden.
Antriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schleifeninduktivität L der jeweiligen den Schleifenkreis bildenden HF-Leckstromrückleitung als niedriger wie 0,4 μH/m oder niedriger und weiter bevorzugt niedriger als 0,31 μH/m oder niedriger bewirkt ist.
Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung, welches aus den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten und den drei HF-Leckstromrückleitungen gebildet ist, die benachbart zu und in engem Kontakt mit den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten in der Nachbarschaft der in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähte angeordnet sind, wie in Anspruch 14 oder 15 definiert, wobei das Antriebskabel dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen einer Leiterquerschnittsflächengröße S einer jeweiligen der drei in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähte und einer Leiterquerschnittsflächengröße P der jeweiligen Stromrückleitung eine Beziehung in dem von dem Ausdruck (1) vorgegebenen Bereich besteht: P/3 < S ≤ P (1)
Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung, welches aus den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten und den drei HF-Leckstromrückleitungen gebildet ist, die benachbart zu und in engem Kontakt mit den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten in der Nachbarschaft der in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähte angeordnet sind, wie in Anspruch 14 bis 16 definiert, wobei das Antriebskabel dadurch gekennzeichnet ist, daß, wenn eine Mitte des Dreiecks O ist, ein Abstand von der Mitte O zu einer Mitte der jeweiligen HF-Leckstromrückleitung in dem Fall, wo die jeweilige HF-Leckstromrückleitung in Kontakt mit beiden von zwei benachbarten in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten r1, r2 und r3 ist (r1 ≈ r2 ≈ r3), und ein engster Abstand R ist, ein größter Abstand (wie etwa r1) mit einem höchsten Wert unter den Abständen r1, r2 und r3 in dem Fall der tatsächlichen Anordnung der jeweiligen HF-Leckstromrückleitungen unter den Ausdruck (2) fällt: R ≤ r1 < 1,35 R (2)
Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung, welches aus den drei in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten und den drei HF-Leckstromrückleitungen gebildet ist, die benachbart zu und in engem Kontakt mit den jeweiligen in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähten in der Nachbarschaft der in ein Dielektrikum eingebetteten Motorantriebskerndrähte angeordnet sind, wie in einem der Ansprüche 14 bis 17 definiert, wobei das Antriebskabel dadurch gekennzeichnet, ist, daß, wenn eine gerade Linie, die die Mitte O des Dreiecks mit der Mitte der jeweiligen HF-Leckstromrückleitung in dem Fall verbindet, in dem die jeweilige HF-Leckstromrückleitung in Kontakt mit beiden von zwei benachbarten in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähten der drei in ein Dielektrikum eingebetteten Antriebskerndrähte steht, eine Bezugslinie ist, ein Bereich einer Winkelabweichung α bezüglich der Bezugslinie, die die Mitte O und die Mitte der jeweiligen HF-Leckstromrückleitung in dem Fall verbindet, in dem die jeweiligen HF-Leckstromrückleitungen tatsächlich angeordnet sind, unter den Ausdruck (3) fällt: –5° < α < +5° (3)
Motorantriebssteuersystem, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wechselrichter und ein als angetriebene Steuervorrichtung arbeitender Motor, der von dem Wechselrichter angetrieben wird, von einem Antriebskabel mit einer HF-Leckstromrückleitung verbunden sind, bei dem bewirkt ist, daß die Induktivität niedrig ist, wobei ein an der Seite des Motors aufgrund eines mit dem Wechselrichter assoziierten HF-Schaltpulses verursachter HF-Leckstrom von dem Antriebskabel wirksam zu der Seite des Wechselrichters zurückgeleitet wird.
Numerisch gesteuertes Maschinenwerkzeug, -Roboter oder -Spritzgußmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß als ein Leistungskabel für einen Motor irgendeines der in einem der Ansprüche 1 bis 7 definierten Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung, dem in einem der Ansprüche 8 bis 10 definierten, nicht abgeschirmten Kabel mit einer Rückleitung niedriger Induktivität, dem in einem der Ansprüche 11 bis 13 definierten Antriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung, und dem in einem der Ansprüche 14 bis 18 definierten Motorantriebskabel mit HF-Leckstromrückleitung eingesetzt ist.