Силовая электроника №1'2005

Промышленные силовые разъемы от Tyco Electronics HTS

Валерий Петраков


Западногерманская фирма HTS, основанная в 1956 году, с 1976-го начала тесно сотрудничать c известной американской компанией АМР и в 1996 году стала ее подразделением. Позже компания АМР вместе со своими подразделениями вошла в состав концерна Tyco Electronics. Фирма HTS специализируется на производстве промышленных силовых разъемов для машиностроения, железнодорожного транспорта, судостроения и пищевой индустрии. В статье рассмотрены особенности и основные характеристики промышленных силовых разъемов HTS.


Промышленными называются штыревые и гнездовые соединители в металлическом кожухе, предназначенные для применения в промышленном оборудовании: роботах, станках, транспортных средствах, подъемно-транспортном оборудовании, оборудовании по производству пищевых продуктов и т. д. Внешний вид одного промышленного силового разъема показан на рис. 1.

Рис. 1. Внешний вид промышленного разъема в кожухе серии НВ
Рис. 1. Внешний вид промышленного силовые разъема в кожухе серии НВ

Составные части промышленного силового разъема представлены на рис. 2.

Рис. 2. Элементы промышленного разъема
Рис. 2. Элементы промышленного силового разъема

Силовой разъем состоит из металлического кожуха и основания, уплотнителя, сопряженной пары вставок из армированного стекловолокна, контактов штырей и гнезд, внешних металлических частей.

В процессе эксплуатации промышленные силовые разъемы могут подвергаться воздействию вредных веществ и агрессивных сред. На силовые разъемы, которые стоят на оборудовании морских судов, действует морская соль, на оборудование в пищевой и упаковочной индустрии воздействуют моющие средства, а оборудование на транспорте подвергается воздействию влаги, уличной соли и ультрафиолетового излучения. Для того чтобы работоспособность и надежность силовых разъемов сохранялась, кожухи и основания промышленных силовых разъемов должны иметь хорошую защиту от коррозии.

В результате исследований подразделение HTS концерна Tyco Electronics разработало технологию применения антикоррозийного покрытия К-серии. Кожух силового разъема после прессовки подвергается анодному оксидированию и осаждению в охлажденном кислотном электролите. С помощью электрического тока основное вещество на поверхности кожуха преобразуется в прочное алюминиево-оксидное покрытие. Созданный слой имеет высокое сопротивление (десятки ТОм) и может применяться в качестве изолирующего материала. При абразивном износе он сохраняется лучше, чем прочная сталь. Кроме того, при износе и нанесении царапин антикоррозийные свойства сохраняются.

Исходя из запросов потребителей промышленных силовых разъемов, фирма Tyco Electronics HTS разработала широкий набор кожухов и изолирующих вставок. Производится 10 серий кожухов (совместно с корпусами) и 14 серий изолирующих вставок. Кожухи, основания и вставки выпускаются в 12 типоразмерах. Кожух совместно с основанием предотвращает попадание жидкостей и грязи внутрь силового разъема и обеспечивает защиту контактов и вставки в соответствии с нормами IP44, IP65 и до IP68, а также подавляет электрические наводки. Кожух сочленяется с основанием силового разъема с помощью запорного механизма, который обеспечивает достаточно большое прижимное усилие для обеспечения герметичности. В силовых разъемах HTS используются три типа запорного механизма. В запорном механизме первого типа применяется одна запорная скоба, которая закреплена на кожухе (или основании), и два штифта, расположенных на основании силового разъема (или кожухе). Запирание кожуха осуществляется поворотом скобы, в результате которого в ее подпружиненные пазы входят штифты основания. В запорном механизме второго типа используется две запорные скобы, расположенные на основании (или кожухе) с двух сторон, и четыре штифта на кожухе (или основании). В этом механизме прижимное усилие больше, чем в первом. В запорном механизме третьего типа кожух и основание соединяются винтами. В этом случае достигается самое большое прижимное усилие, и герметичность сохраняется при внешнем давлении до 5 бар.

В таблице 1 показаны внешний вид и основные характеристики выпускаемых кожухов и оснований промышленных силовых разъемов. Из таблицы видно, что кожухи и основания отличаются размерами, высотой, типом запорного механизма, диаметром уплотнителя кабеля и цветом покрытия. Кожухи, предназначенные для работы в неагрессивных средах, покрыты порошковой краской серебристо-серого цвета. Кожухи, предназначенные для работы в тяжелых условиях, имеют антикоррозийное покрытие К-серии черного цвета.

Изолирующие контактные вставки изготавливают из армированного стекловолокном поликарбоната, который является устойчивым к возгоранию и удовлетворяет стандарту DIN IEC707/VDE 0304 UL 94V-0. При поджигании горелкой с сильным пламенем изолятор ведет себя инертно и не выделяет вредных галогенов, причем после удаления горелки пламя сразу гаснет. Этот материал обладает также хорошими изоляционными свойствами (сопротивление между контактами вставки не менее 10 ТОм) и высокой электрической прочностью. Благодаря этому силовые разъемы HTS допускают большие рабочие напряжения (250, 400, 690, 1000 и 3000 В) и выдерживают загрязнение степени 3 (С). Тестовое максимальное напряжение для силовых разъемов с рабочим напряжением 250 и 380 В равно 2000 В, а для силовых разъемов с рабочим напряжением 400 и 690 В — 3000 В. Для силовых разъемов с более высокими рабочими напряжениями тестовые максимальные напряжения можно найти в технических описаниях.

Образцы изоляционных контактных вставок показаны на рис. 3.

Рис. 3. Изолирующие вставки промышленных разъемов фирмы HTS
Рис. 3. Изолирующие вставки промышленных силовых разъемов фирмы HTS

Вставки могут быть как монолитными, так и составными, собранными из отдельных мо-

дулей. Модульные вставки используют в тех случаях, когда в силовом разъеме устанавливаются более двух типов контактов или контакты на большие токи и напряжения.

Монолитные изоляционные вставки серии НА показаны на рис. 4.

Рис. 4. Изоляционные вставки серии HD для контактов-штырей (слева) и для контактов-гнезд (справа)
Рис. 4. Изоляционные вставки серии HD для контактов-штырей (слева) и для контактов-гнезд (справа)

Вставка, предназначенная для контактов-штырей, имеет углубление, в котором находятся выходящие из вставки штыревые контакты. В это углубление входит выступ вставки, предназначенной для контактов-гнезд. В теле этого выступа, не выступая наружу, находятся контакты-гнезда. Вставки крепятся к корпусу и к кожуху винтами. Такая конструкция сохраняется для всех серий вставок. В таблице 2 приведены основные данные всех серий изоляционных вставок.

Серии вставок отличаются рабочими напряжениями и токами, количеством гнезд для контактов и размерами гнезд и их формой. Размеры гнезд и их форма определяются типом применяемых контактов. Вставки серий HA, HE и HEE содержат до 64 гнезд, вставки серий HD и HN.D — до 128 гнезд. Самое большое число гнезд могут содержать вставки серии HN.2D — 216. У остальных серий число гнезд существенно меньше, причем число гнезд уменьшается с увеличением рабочего напряжения и тока.

У некоторых серий рабочие токи и напряжения одинаковы, например, серии HA, HD, HN.D и HN.2D. В указанных сериях имеются некоторые конструктивные отличия во вставках и контактах. Все вставки удовлетворяют требованиям стандартов DIN VDE 0110 и DIN VDE 0627, и большинство из них имеет сертификаты UL, CSA, SEV, VDE.

Инженеры компании Tyco Electronics HTS большое внимание уделили разработке конструкций контактов. Из таблицы 2 видно, что в промышленных силовых разъемах применяются контакты с рабочими токами 10, 16, 35, 40, 63, 150 и 350 А. Контакты, у которых рабочие токи не более 15 А, могут соединяться с проводом тремя способами: с помощью винта, пружины или обжима (рис. 5).

Рис. 5. Силовые контакты промышленных разъемов
Рис. 5. Силовые контакты промышленных силовых разъемов: а) соединение с проводом с помощью винта; б) соединение с проводом с помощью пружины; в) соединение с проводом с помощью обжима

Для токов выше 40 А контакты соединяются с проводом только с помощью обжима. Использование винтового соединения в контактах для токов 35 А является экзотическим. Контакты изготовлены из медных сплавов и имеют серебряное или золотое покрытие, что обеспечивает малое контактное сопротивление (< 3 мОм) и высокую надежность.

Помимо силовых контактов в промышленных силовых разъемах могут быть установлены коаксиальные контакты с волновым сопротивлением 50 и 75 Ом (рис. 6), оптические контакты (для световодных кабелей) (рис. 7) и силовые разъемы USB и RJ.

Рис. 6. Коаксиальные контакты модульных промышленных разъемов
Рис. 6. Коаксиальные контакты модульных промышленных силовых разъемов
Рис. 7. Элементы оптического контакта промышленного разъема
Рис. 7. Элементы оптического контакта промышленного силового разъема

Применение коаксиальных и оптических контактов было вызвано запросами потребителей, так как в промышленных установках помимо питающих цепей существуют сигнальные, причем их доля постоянно возрастает в связи с увеличением насыщения промышленного оборудования электроникой.

Промышленные силовые разъемы фирмы Tyco Electronics HTS обладают высоким качеством и пользуются большим спросом среди производителей промышленного оборудования во всем мире. Об этом свидетельствует не только постоянный рост продаж (в 2000 году он составил свыше 500 млн немецких марок), но и постоянное расширение областей применения этих силовых разъемов.

*  *  *

Другие статьи по этой теме


Скачать статью в формате PDF

Скачать статью в формате PDF 2005_01_54.pdf  

 
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ

Оцените, пожалуйста, удобство и практичность (usability) сайта:
Хорошо
Нормально
Плохо

Полимерные полы
Устройство бетонных полов. Краски и пропитки для бетонных полов
npo-composite.ru