DigiKey
Avtor: Rolf Horn
Za napajanje industrijske opreme v tovarni, na gradbišču ali v podatkovnem centru so potrebni kabelski priključki, ki so zasnovani tako, da ustrezajo posebnim potrebam vsake namestitve in zagotavljajo varne, zanesljive in dolgotrajne povezave.
Posebne namestitve lahko zahtevajo odpornost na vodo ali industrijske kemikalije ter zaščito pred prahom ali ultravijolično svetlobo. Konektorji morajo vzdržati mehanske obremenitve zaradi ponavljajočih se ciklov spajanja in odklapljanja, pri čemer so stiki lahko izpostavljeni onesnaženju. Hkrati morajo zagotavljati varnost uporabnikov in opreme.
Glavni izziv za razvijalce je razumeti odtenke teh zahtev za vsako situacijo in poiskati zaupanja vreden povezovalni vir, ki bo pomagal zanesljivo izpolniti te zahteve.
Ta članek vsebuje pregled izzivov povezljivosti, ki jih oblikovalci lahko pričakujejo v industrijskih aplikacijah. Nato predstavi industrijske moške/ženske konektorje in vtičnice podjetja Amphenol Sine Systems [1] ter pokaže, kako omogočajo varne in zanesljive povezave ter odklope industrijske opreme.
Okolje napajalnega priključka
Okolja, v katerih se uporabljajo napajalni priključki, se lahko zelo razlikujejo, od hladnih in suhih podatkovnih centrov do vročih in vlažnih tovarniških tal ali celo mokrih obratov za predelavo hrane. Konektorji lahko prenašajo enofazne izmenične napetosti, trifazne izmenične napetosti v konfiguraciji zvezda ali trikot ali različne vrste izmenične in enosmerne napetosti. Konektorji so potrebni tudi za prenos energije od stenskih vtičnic do priključkov strojev, nameščenih na plošči (slika 1). Morda bodo potrebni tudi linijski pari vtikačev in vtičnic za izpolnjevanje zahtev glede konfiguracije napajanja, kot so fazni zasuki ali podaljški kablov.
Za napajalne priključke so potrebni od trije do pet vodnikov ali polov. Za enofazno izmenično napajanje in ozemljitev so na primer potrebni priključki s tremi vodniki. Za trifazno napajanje v konfiguraciji trikot, ki vključuje trifazne signale in ozemljitveni vodnik, so potrebni štirižilni vodniki. Za trifazno napajanje s konfiguracijo zvezda so potrebni vodniki za vsako fazo, nevtralni vodnik in ozemljitev, skupaj torej pet vodnikov. Velikost vodnikov in priključkov se razlikuje glede na tok, za katerega so namenjeni.
Izbrana vrsta priključka se razlikuje glede na predvideno uporabo. Za vstopno točko za napajanje je običajno potreben priključek za namestitev na steno, za napajano napravo pa je običajno potreben priključek za namestitev na ploščo. Seveda pa linijski konektorji povezujejo kable med fiksnimi zaključki, da omogočajo vstavljanje podaljškov, faznih pretvornikov ali drugih vmesnih povezav.
Preprečevanje slabih kontaktov
Načrtovalci morajo upoštevati tudi dejstvo, da večina naprav vključuje več strojev, kar lahko povzroči večje število napajalnih kablov in večjo možnost napačnih povezav. Mednarodni standardi, kot sta IEC 60309-2 in UL/CSA, določajo razporeditev priključnih žic/polov glede na vrsto prenesene energije (slika 2), s čimer se zmanjša možnost napačnih povezav.
Lokacija ozemljitvenega priključka glede na utor v ohišju konektorja določa konfiguracijo konektorja. Ozemljitveni priključek se lahko nahaja na katerem koli od 12 možnih položajev v razmiku 30˚, ki jih povzema diagram „ure“. Ta označuje vsakega od njih za tri- (2P+E ali 2P-3W), štiri- (3P+E ali 3P-4W) ali pet- (3P+N+E ali 4P-5W) kabelske konektorje z barvno oznako glede na nazivno napetost konektorja. Premer vodnika in s tem konektorja je prilagojen nazivnemu toku bremena.
Primeri industrijskih napajalnih konektorjev
Amphenol Sine Systems ponuja obsežno paleto industrijskih konektorjev in vtičnic [2], namenjenih za aplikacije, ki zahtevajo do 100 amperov (A) in 690 voltov.
Na primer, Amphenol Sine Systems 2CMA104446R1000 [3] za linijski napajalni konektor, ki je namenjen za trifazne aplikacije s priključkom zvezda, ima pet vodnikov: enega za vsako od treh faz, enega za nevtralno in enega za maso. Dimenzioniran je za napetosti od 200 do 415 voltov pri 32 A (največ). Njegov ozemljitveni priključek se nahaja na isti poziciji ure 6 kot ključ priključka. Zunanji obroč na shemi (za petpolne konektorje) na položaju 6, ki je obarvan rdeče, označuje območje napetosti, v tem primeru od 200 do 415 voltov.
Konstrukcija konektorja
Priključki Amphenol Sine Systems imajo sodobno, robustno zasnovo (slika 3). Ohišje konektorja je sestavljeno iz polibutilen tereftalata (PBT), termoplastičnega poliestra. PBT odlikujejo odlična električna izolacija, visoka trdnost, dimenzijska stabilnost ter odpornost na vročino in kemikalije. Ima izjemno odpornost proti obrabi, absorbira zelo malo vlage in je enostaven za strojno obdelavo.
Rdeča kapica označuje napetost priključka od 200 do 415 V, kot je prikazano v diagramu ure. Ozemljitveni priključek ima večji premer kot drugi priključki in je v tem konektorju, glede na njegove napetostne specifikacije, nameščen na dnu (položaj ob 6. uri). Poleg tega je nekoliko daljši od drugih, zato prvi sklene kontakt. Kontaktni priključki so izdelani iz medenine in se po spojitvi z ustrezno vtičnico samočistijo. Stiki so umerjeni tako, da sčasoma ohranjajo natančen kontaktni tlak, kar zagotavlja kakovost in zmogljivost. Dva vijaka iz nerjavnega jekla služita pritrditvi žice na vsak kontakt. Zaščitni tulec okoli vtičnih priključkov služi tudi kot zaščita pred prahom in vlago. Na kontaktnem bloku znotraj priključka so vtisnjene jasne oznake priključkov, ki označujejo fazo (L1, L2 ali L3), nevtralno (N), linijo (L/+) ali ozemljitev (G), da se zmanjšajo napake pri montaži.
Kabli so v ohišju konektorja pritrjeni z dvema objemkama: zunanjo objemko na zadnji strani in notranjo objemko. Med objemkama je nameščena vodotesna vdolbina, ki zapira vhod kabla in preprečuje, da bi tekočine prek kabla vstopile v telo konektorja. Odvisno od modela imajo konektorji stopnjo zaščite pred vdorom vode IP44 (odpornost na brizganje) ali IP67 (odpornost na prah in vodo).
Vtičnica ima podobno strukturo, pri kateri so za kontakt uporabljeni okrogli tulci (slika 4).
Verzija vtičnice ima enako vrsto tesnil za zaščito notranjosti pred prahom in vlago. Stiki so prav tako izdelani iz medenine in so opremljeni z dvojnimi varovalnimi vijaki za pritrditev žic. Poleg tega je odprtina konektorja zaščitena z barvno označenim plastičnim pokrovčkom, ki zmanjšuje onesnaženje, kadar konektor ni povezan.
Amphenol Sine Systems 2CMA166618R1000 [4]je konektor s petimi kontakti, ki ima enak nazivni tok 32 A in napetost od 200 do 415 V kot konektor 2CMA104446R1000. Pri tej nazivni napetosti je njegov ozemljitveni priključek nameščen na položaju ure 6 in ima rdečo kapico. Upoštevajte, da so vsi konektorji iz te serije skladni z IEC 60309-1, 2 in 4 ter so odobreni tudi s strani UL in CSA.
Konec napajalnega kabla z vtičnico na stroju ali drugi napravi se običajno priključi prek priključka za montažo na ploščo, kot je Amphenol Sine Systems 2CMA193146R1000 [5] (slika 5) z dvema poloma in tremi žicami.
Ta vtičnica je zasnovana za namestitev na zunanjo stran naprave z uporabo montažne prirobnice. Namenjena je za enofazno napetost 200 do 250 voltov pri 16 A. Glede na diagram ure se pri konfiguraciji s tremi žicami (notranji obroč) uporablja nastavitev na položaju ure 6 z modrim pokrovčkom. Konektorji za montažo na plošče so na voljo v ravni ali kotni izvedbi.
Priključki za vir napajanja so običajno nameščeni na steno. 2CMA178699R1000 [6] (slika 6), ki se montira na steno, je štiripolna petžilna vtičnica.
Ta stenska vtičnica za podometno vgradnjo je deklarirana za napetosti od 380 do 415 voltov in 16 A. Na diagramu ure je prikazana v režo na uri 6 in ima rdečo identifikacijsko barvo, ki je prikazana v obročku okoli kontaktnega bloka. Ima stopnjo zaščite IP44, kar pomeni, da je odporna na brizganje vode. Kot vsi vtični konektorji ima tudi ta vzmetni pokrov, ki ščiti kontakte vtičnice, ko je konektor odklopljen.
Zaključek
Industrijska oprema potrebuje napajalne priključke, ki so zasnovani tako, da ustrezajo posebnim potrebam vsake namestitve za varne, zanesljive in dolgotrajne povezave. Industrijski konektorji in vtičnice podjetja Amphenol Sine System, ki so na voljo za različne napetosti, tokove in fizične konfiguracije, so zasnovani tako, da izpolnjujejo posebne zahteve, ki jih postavlja širok razpon okoljskih pogojev v sodobnih proizvodnih, infrastrukturnih in podatkovnih centrih.
Viri:
1: https://www.digikey.com/en/supplier-centers/amphenol-sine-systems
2: https://www.digikey.com/en/product-highlight/a/amphenol-sine-systems/industrial-plugs-and-sockets
3: https://www.digikey.com/en/products/detail/amphenol-sine-systems-corp/2CMA104446R1000/26668259
4: https://www.digikey.com/en/products/detail/amphenol-sine-systems-corp/2CMA166618R1000/22491033
5: https://www.digikey.com/en/products/detail/amphenol-sine-systems-corp/2CMA193146R1000/22490983
6: https://www.digikey.com/en/products/detail/amphenol-sine-systems-corp/2CMA178699R1000/22490991
