Jaké jsou možnosti rychlého{0}}odpojení elektrických připojení na odnímatelných topných deskách?

Pevná elektrická připojení ve výrobních situacích, kdy se topné desky často vyměňují pro různé velikosti dílů nebo údržbu, mohou způsobit prostoje a problémy s bezpečností. Systémy rychlého{1}}odpojení znamenají, že desky lze vyměnit během několika minut bez potřeby elektrikáře. Výběr elektrických konektorů pro rychlé odpojení topné desky je založen na jmenovitém proudu, provozní teplotě, cyklech spojování a bezpečnostních funkcích. Tento článek pojednává o možných možnostech a poskytuje principy návrhu pro spolehlivé, na dotek-bezpečné oddělení.

Proč byste měli mít rychlé{0}}odpojení připojení na odnímatelných topných deskách
Topné desky ve strojích pro tepelné tvarování, laminování nebo balicí stroje jsou obecně navrženy pro rychlou výměnu-. Každá deska má elektrická topná tělesa (kartuše, trubková nebo leptaná fólie). Deska může mít termočlánky nebo snímače zemního spojení. Pokud jej zapojíte napevno, budete potřebovat elektrikáře, aby otevřel spojovací skříňku, odstranil matice drátu nebo šrouby svorek a znovu připojil novou desku, což může trvat 30 minut nebo více. Díky systémům rychlého-odpojení se to zkrátí pod pět minut. Výhodou je také zvýšená bezpečnost tím, že-odpojíte napájení před odpojením a nedochází k chybám v kabeláži.

Silný systém rychlého{0}}připojení ve flexibilní výrobě má tři hlavní součásti:

více-kolíkový nebo jednokolíkový-konektor s jmenovitým napětím a proudem ohřívače.

Bezpečnostní blokování zabraňující odpojení při zatížení.

Odlehčení tahu pro ochranu kabelu a připojení před mechanickým namáháním.

Rychlé-možnosti odpojení topných desek – pohled
Níže je uvedena tabulka srovnávající nejoblíbenější typy konektorů pro odnímatelné topné desky.

Typ konektoru Jmenovitý proud (na kontakt) Spojovací cykly (jmenovité) Max. teplota Relativní cena Optimální použití
Vysokoteplotní kruhové (např. Amphenol, Harting, Veam) 10–150 A 150–250 stupňů (v závislosti na materiálu vložky) 500–1000 Vysokoteplotní vysoko-proudé,-teplotní desky s termočlánky
Svorkovnice s pákovými svorkami (ve spojovací krabici)20-100 A (na blok) 80-120 stupňů (plastové pouzdro) 100 (cykly vložení drátu) Nízké Nízkofrekvenční nastavení, bez použití nářadí, ale není skutečně připojitelné
Napájecí pólové / jednopólové konektory (např. Anderson, řada SB) 50–350 105-150 stupňů (pouzdro) 500-10 000 Střední Pouze vysoký proud ohřívače (žádné řídicí signály)
Hybridní pravoúhlé připojení (např. Wieland, Phoenix Contact) 10–50 A 100–125 stupňů 500–2000 Střední desky vyžadující napájení + několik termočlánků + blokování
1. Kruhové konektory pro vysokoteplotní-průmysl
K odnímatelným topným deskám nejlépe poslouží více-kolíkové kruhové konektory, které jsou nejodolnějším řešením. Jsou nabízeny v různých počtech pinů (2 až 61 pinů) a proudových hodnotách (10 A až 150 A na pin). Mezi hlavní výrobce patří Amphenol (řada Amphe{7}}Lite), Harting (řada Han) a Veam (řada CIR).

Pro:

Vysoká životnost párovacích cyklů (500-1000 procedur).

Při lepení utěsněno na IP65 nebo IP67.

K dispozici s vysokoteplotními vložkami (PTFE, PEEK atd.) dimenzovanými až na 200-250 stupňů.

Uzemňovací kolík lze nastavit pro první-přestávku, poslední{1}}přestávku.

Omezení:

Dražší než jednoduché konektory.

Vyžaduje spojovací pár (zástrčka na topném kabelu, zásuvka na zařízení).

Velká fyzická velikost pro vysoce proudové kolíky.

Poznámky k aplikaci:
Pro normální topnou desku máte napájení (3 fáze, takže 4 kolíky: L1, L2, L3, zem) a pak dva termočlánky (2 kolíky). Krásně by se hodil kruhový konektor se 7 nebo 9 piny. Konektor se instaluje na šasi zařízení a má volný přívod k topné desce. Kabelová průchodka na zadní straně konektoru poskytuje odlehčení od tahu. Konektor musí být dimenzován na maximální teplotu desky s určitou bezpečnostní rezervou. Pokud je deska na 200 C, nepoužili byste pro pouzdro konektor dimenzovaný na 150 C. Přenos tepla vedením po kabelu bude příliš vysoký.

2. Pákové svorkové svorkovnice (nástroj-volné připojení)
Svorkovnice typu -pákové{1}} pružiny (např. řada WAGO 221 nebo Phoenix Contact Push-in) umožňují vkládání a vyjímání vodičů bez použití nářadí. Topná deska má na konci krátký kabel s dutinkami nebo odizolovanými dráty. Zařízení má propojovací skříňku s pákovou upínací svorkovnicí. Chcete-li vyměnit desku, otevřete víko spojovací krabice a zvedněte jednotlivé páčky, abyste odstranili vodiče.

Výhody:

Levné a snadno dostupné.

Není potřeba žádný speciální spojovací konektor.

Průhledné pouzdro umožňuje zjistit, zda jsou vodiče vloženy.

Jsou akceptovány standardní velikosti vodičů (až 10 AWG pro 50 A).

Omezení:

Nepravé "rychlé odpojení" - musí otevřít spojovací skříňku a vypořádat se s jednotlivými vodiči.

Vodiče musí být označeny, jinak hrozí nebezpečí chybného opětovného připojení.

Žádné bezpečnostní blokování, obvod musí být před otevřením ručně-odpojen od napájení.

Omezený počet párovacích cyklů (napětí pružiny klesne po ~100 vloženích).

Poznámky k aplikacím:
Tato možnost je vhodná pro desky, které jsou vyměňovány zřídka (například jednou za měsíc) a pouze vyškoleným personálem. Všechny vodiče by měly být zřetelně označeny (např. "H1", "H2", "TC+", "TC-"). Před otevřením spojovací krabice je nutné dodržet metodu uzamčení/označení.

3. Napájecí pól / jednopólový konektor
Napájecí pólové konektory (jako je řada Anderson Power Products SB) jsou jednopólové a bezpohlavní konektory, které se spojují do více-pólových sestav. Často se používají v bateriových-zařízeních a vysokonapěťových stejnosměrných aplikacích. Dva nebo tři póly jsou spojeny dohromady pro četné fáze pro topné desky.

Pro:

Velmi vysoký jmenovitý proud (50 až 350 A) v kompaktním balení.

Dlouhá životnost párovacího cyklu (5000+ procedur).

Velmi nízký přechodový odpor (<0.5mΩ/pole).

Provedení odolné proti dotyku- (kontakty zapuštěné v nezapojeném stavu).

Omezení:

Obvykle jsou dimenzovány pouze na teplotu krytu 105-150 stupňů.

Nevhodné pro nízkoúrovňové termočlánkové signály (změny odporu kontaktů)

Vyžaduje samostatný konektor pro řídicí signály.

Poznámka k aplikaci:
Napájecí pólové konektory jsou dobré pro vysoce výkonné topné desky (10 kw a více), kde by mělo být odpojeno pouze napájení topného tělesa. Termočlánkové vodiče by měly být vedeny přes samostatný nízkonapěťový kruhový konektor. Musíte se ujistit, že zemnící pól se připojuje jako první a odpojuje se jako poslední. To se provádí vytvořením zemnicího kolíku o něco delšího nebo samostatným vyhrazeným zemnicím sloupem s odstupňovanou délkou.

4. Hybridní obdélníkové konektory
Hybridní konektory kombinují napájecí a signální kontakty v jednom obdélníkovém pouzdře. Příklady jsou Wieland Revos, Phoenix Contact Heavycon a Harting Han-Modular. Tyto konektory mohou být přizpůsobenou kombinací vysokoproudých kolíků (až 100 A), nízkoproudých signálních kolíků (1-10 A) a dokonce i pneumatických nebo optických kontaktů.

výhody:

Jeden konektor pro napájení, termočlánky a bezpečnostní blokování.

Modulární design - kolíků lze přidat nebo vyměnit podle potřeby.

Možnosti vysoké teploty (až 200 stupňů se specifickými vložkami).

Integrovaný uzamykací mechanismus, který lze zablokovat s napájecím zdrojem.

Omezení:

Nákladnější než jednoduché kruhové konektory.

Větší půdorys než vícekolíkový kruhový konektor.

Poznámky k aplikaci:
Hybridní konektor se 6 napájecími a 8 signálními kolíky je perfektním řešením pro topnou desku, která vyžaduje kromě třífázového napájení a uzemnění několik teplotních senzorů (například 4 termočlánky). Pouzdro konektoru by mělo být kovové, nikoli plastové pro odvod tepla a mechanickou odolnost.

Rychlé-bezpečnostní aspekty odpojení systémů
Klepněte na -Bezpečný design (IP2X)
Konektor na straně zařízení musí být bezpečný pro dotyk, dokud není zapojen – žádné živé části nejsou přístupné standardnímu testovacímu prstu (IP2X nebo vyšší). Tím se zabrání neúmyslnému šoku při vyjímání topné desky. Toho je dosaženo použitím konektorů, které mají zapuštěné samičí kontakty (zásuvky) na straně zařízení a samčí kolíky na straně topného kabelu. Opačné uspořádání (odkryté kolíky na zařízení) je nebezpečné a nikdy se nesmí používat.

Bezpečnostní blokování, které se vypne před odpojením
Odolný systém rychlého{0}}připojení je vybaven blokováním, které odpojí napájení dříve, než může být konektor uvolněn. Dvě oblíbené metody:

Pomocný pilotní kontakt Konektor obsahuje nízkonapěťový pilotní kolík, který je kratší než napájecí kolíky. Pokud je konektor částečně uvolněn, pilotní kontakt se otevře jako první, což signalizuje bezpečnostní relé, které odpojí hlavní stykač. Bez zátěže se pak napájecí kolíky odpojí.

Samostatný blokovací konektor - Malý pomocný konektor (např. 2-kolíkový mikrokonektor) je umístěn vedle hlavního napájecího konektoru. Pomocný obvod je zapojen do série s cívkou stykače. Obvod bude odpojen, pokud je pomocný konektor odpojen před hlavním konektorem.

Blokování je{0}}bezpečné proti selhání. Napájení je přerušeno , pokud je přerušen pilotní obvod , a nelze jej obnovit , dokud není konektor znovu zcela zapojen .

První-vyrobit, naposled-rozbít zemní výčnělek
při spojování musí ochranný zemnící (zem) kolík vytvořit kontakt před jakýmikoli kolíky aktivního napájení a při rozpojení se musí přerušit za všemi silovými kolíky. Toho je dosaženo poskytnutím konektoru s delším zemnicím kolíkem nebo speciálním zemnicím pólem s odstupňovanou délkou. Blokování může mít také obvod pro kontrolu uzemnění (kontinuita mezi šasi desky a uzemněním zařízení).

Snížení výkonu pro vysoké okolní teploty
Výrobci obvykle uvádějí hodnocení konektorů při okolní teplotě 20 až 25 stupňů. V aplikacích s topnými deskami může být konektor vystaven teplu vyzařovanému z desky nebo přenášenému přes kabel. Musí být použit faktor snížení:

Snižte jmenovitý proud o 15 – 20 % při okolní teplotě 50 – 80 °C.

Snížení 30-40% pro 80-120 stupňů.

Nad 120 stupňů použijte vysokoteplotní připojení vložky (PTFE nebo keramika)

Obecně platí, že teplota pouzdra konektoru by neměla překročit jeho maximální jmenovitou teplotu o více než 10 stupňů. K ověření provozních teplot během testování prototypu lze použít termovizi.

Příklad implementace: Odnímatelná deska pro tvarování za tepla
Tepelně tvarovací lis s výměnnými topnými deskami z hliníku (400 mm x 400 mm) při 200 stupních. Každá deska obsahuje šest 500W kazetových ohřívačů (celkem 3000 W, 240 V jednofázový-fázový, 12,5 A) a dva termočlánky typu J. Deska se mění dvakrát za směnu.

Zvolené řešení:

Vysokoteplotní kruhový konektor (řada Amphenol CIR, 12kolíkový, IP67).

Přiřazení kolíků: 2 kolíky pro topné těleso pod napětím a neutrál (každý s hodnotou 25 A), 1 kolík pro uzemnění (delší, první-značka), 4 kolíky pro dva termočlánky (2 na TC), 1 kolík pro pilotní blokování (nejkratší, poslední-značka).

Pouzdro konektoru dimenzované na 200 stupňů s vložkami z PTFE.

Strana vybavení: zásuvky (zapuštěné). Strana topného kabelu: kolíky samec.

Blokování: pilotní kolík připojený k bezpečnostnímu relé, které ovládá stykač 25 A. Když konektor není zapojen, pilot se otevře jako první a vypadne stykač, než se odpojí napájecí kolíky.

Odlehčení tahu: 90° zadní plášť s kabelovou průchodkou na straně topné desky.

Výsledek: Doba výměny desky se zkrátila z 25 minut (s elektrikářem) na 3 minuty (provedeno-operátorem). Za 18 měsíců provozu nedošlo k žádné chybě v elektroinstalaci.

Shrnutí pokynů pro výběr
Doporučený typ konektoru scénáře aplikace
Pouze vysokonapěťový{0}ohřívač (bez senzorů), časté změny Napájecí pól (řada Anderson SB)
Výkon ohřívače + 1-2 termočlánky, vysokoteplotní (200 stupňů) Vysokoteplotní{2}}kruhové (Amphenol/Harting s PTFE vložkami)
Výkon ohřívače + více termočlánků + blokování, mírná teplota (<125°C) Hybrid rectangular (Harting Han-Modular)
Občasné změny, omezený rozpočet, vyškolený elektrikář přítomné svorkovnice s pákovými svorkami (WAGO) uvnitř uzamykatelné rozvodné skříně
Very high current (>150 A) Napájecí sloup nebo vlastní přípojnice se šroubovým odpojením (bez nářadí-)
Závěr
Rychlé-odpojení elektrických připojení zlepšuje provozní flexibilitu a zkracuje dobu údržby odnímatelných topných desek. Vysokoteplotní kruhové konektory nabízejí robustní, na dotek-bezpečná a vzájemně propojená- řešení pro náročná tepelná prostředí. Napájecí pólové konektory poskytují extrémní proudovou manipulaci s dlouhou životností párovacího cyklu. Svorkovnice s pákovými svorkami slouží nízko-rozpočtovým nebo občasným{8}}výměnným aplikacím. Dobře -navržený systém rychlého{11}}odpojení zahrnuje bezpečnostní blokování, které{12}}odpojí obvod před odpojením, zemnící kolík, který dělá první a přeruší poslední, a správné snížení proudu při zvýšených teplotách. Při specifikaci elektrických připojení rychloodpojitelné topné desky musí být výběr založen na jmenovitém proudu, vystavení teplotě, frekvenci připojení a požadovaném počtu signálů. Promyšlená elektrická integrace zvyšuje celkovou použitelnost zařízení a snižuje riziko chyb v zapojení nebo nebezpečí úrazu elektrickým proudem během výměny desek.