Kakšne so možnosti za hitre-odklopne električne povezave na odstranljivih grelnih ploščah?

Žične električne povezave v proizvodnih situacijah, kjer se grelne plošče pogosto menjajo za različne velikosti delov ali vzdrževanje, lahko povzročijo izpade in varnostne težave. Sistemi za hitri{1}}odklop pomenijo, da je plošče mogoče zamenjati v nekaj minutah, ne da bi potrebovali električarja. Izbira električnih konektorjev grelne plošče s hitrim odklopom temelji na nazivnem toku, delovni temperaturi, ciklih parjenja in varnostnih funkcijah. Ta članek pokriva možne izbire in nudi načela zasnove za zanesljivo,-varno ločevanje.

Zakaj bi morali imeti hitro{0}}odklopne povezave na odstranljivih grelnih ploščah
Grelne plošče v strojih za termooblikovanje, laminiranje ali pakiranje so na splošno zasnovane za hitro zamenjavo-. Vsaka plošča ima električne grelne elemente (kartuša, cevasta ali jedkana folija). Plošča ima lahko termočlene ali senzorje za ozemljitev. Če ga napeljate, boste potrebovali električarja, da odpre razdelilno omarico, odstrani žične matice ali priključne vijake in ponovno priključi novo ploščo, kar lahko traja 30 minut ali več. S sistemi hitre-odklopa se to skrajša na manj kot pet minut. Te imajo tudi prednosti povečane varnosti, saj se -odklopijo pred odklopom in brez napak v ožičenju.

Močan sistem hitre{0}}povezave v prilagodljivi proizvodnji ima tri glavne komponente:

več{0}}polni ali eno-polni konektor z oceno za napetost in tok grelnika.

Varnostna zapora za preprečevanje odklopa pod obremenitvijo.

Razbremenitev napetosti za zaščito kabla in povezave pred mehanskimi obremenitvami.

Možnosti hitrega-odklopa za grelne plošče – ​​pogled
Spodaj je tabela s primerjavo najbolj priljubljenih vrst priključkov za odstranljive grelne plošče.

Tip konektorja Nazivni tok (na kontakt) Cikli spajanja (ocenjeno) Največja temperaturna ocena Relativni stroški Optimalna uporaba
Visok{0}}temperaturni krožni (npr. Amphenol, Harting, Veam) 10–150 A 150–250 stopinj (odvisno od materiala vložka) 500–1000 Visok-tok, visoko{10}}temperaturne plošče s termočleni
Priključni bloki z vzvodnimi sponkami (v razdelilni omarici) 20-100 A (na blok) 80-120 stopinj (plastično ohišje) 100 (cikli vstavljanja žice) Nizka Nizkofrekvenčne nastavitve, brez orodja, vendar ni mogoče zares priključiti
Napajalni/enopolni konektorji (npr. Anderson, serija SB) 50–350 105-150 stopinj (ohišje) 500–10.000 Zmerno Visok tokovna samo moč grelnika (brez krmilnih signalov)
Hibridne pravokotne povezave (npr. Wieland, Phoenix Contact) 10–50 A 100–125 stopinj 500–2000 Zmerno Plošče, ki potrebujejo napajanje + več termočlenov + zaklep
1. Okrogli priključki za visoko-temperaturno industrijo
Za odstranljive grelne plošče najbolje služijo več-okrogli konektorji, ki so najbolj prožna rešitev. Na voljo so v različnih številih nožic (2 do 61 nožic) in tokovnih ocenah (10 A do 150 A na nožico). Med glavnimi proizvajalci so Amphenol (serija Amphe-Lite), Harting (serija Han) in Veam (serija CIR).

prednosti:

Visoka življenjska doba ciklov parjenja (500-1000 postopkov).

Zatesnjeno na IP65 ali IP67 pri lepljenju.

Na voljo z visokotemperaturnimi vložki (PTFE, PEEK itd.) z oceno do 200-250 stopinj.

Ozemljitveni zatič je mogoče nastaviti za prvi-vklop, zadnji-prekinitev.

Omejitve:

Dražji od preprostih priključkov.

Potreben parni par (vtič na grelnem kablu, vtičnica na opremi).

Velika fizična velikost za zatiče z visokim tokom.

Opombe o aplikaciji:
Za običajno grelno ploščo imate moč (3 faze, torej 4 zatiči: L1, L2, L3, ozemljitev) in nato dva termočlena (2 zatiča). Okrogel priključek s 7 ali 9 pini bi se lepo prilegal. Konektor mora biti nameščen na ohišju opreme in mora imeti leteči vod do grelne plošče. Kabelska uvodnica na ohišju konektorja zagotavlja razbremenitev napetosti. Priključek mora biti ocenjen za najvišjo temperaturo plošče z nekaj varnostne rezerve. Če je plošča na 200C, za ohišje ne bi uporabili konektorja za 150C. Prevodni prenos toplote navzgor po kablu bo previsok.

2. Terminalni bloki vzvodnih sponk (orodje-brezplačna povezava)
Vzmetni-priključni bloki z vzvodom- (npr. serija WAGO 221 ali Phoenix Contact Push-in) omogočajo vstavljanje in odstranjevanje žic brez orodja. Grelna plošča ima kratek kabel z obročki ali ogoljenimi žicami na koncu. Oprema ima priključno omarico s priključnim blokom za vpenjanje ročice. Če želite zamenjati ploščo, odprite pokrov priključne omarice in dvignite vsako ročico, da odstranite žice.

Prednosti:

Poceni in enostavno dostopen.

Poseben spojni priključek ni potreben.

Prozorno ohišje vam omogoča, da vidite, ali so žice vstavljene.

Sprejemljive so standardne velikosti žice (do 10 AWG za 50 A).

Omejitve:

Pravi "hitri odklop" - ne mora odpreti razdelilne omarice in opraviti s posameznimi žicami.

Žice morajo biti označene, sicer obstaja velika nevarnost napačne ponovne povezave.

Ni varnostne zapore, tokokrog je treba pred odpiranjem ročno-odklopiti.

Omejeno število ciklov parjenja (napetost vzmeti pade po ~100 vstavljanjih).

Opombe za aplikacije:
Ta možnost je primerna za plošče, ki se menjajo redko (na primer enkrat na mesec) in le za to usposobljeno osebje. Vse žice morajo biti jasno označene (npr. "H1", "H2", "TC+", "TC-"). Preden odprete priključno omarico, morate uporabiti metodo zaklepanja/označevanja.

3. Napajalni/enopolni priključek
Napajalni konektorji (kot je Anderson Power Products SB serija) so enopolni in brezspolni konektorji, ki se združijo v več{0}}polne sklope. Pogosto se uporabljajo v baterijsko-opremi in visoko-tokovnih enosmernih aplikacijah. Dva ali trije poli so združeni za številne faze za grelne plošče.

prednosti:

Zelo visok nazivni tok (50 do 350 A) v kompaktni embalaži.

Dolga življenjska doba cikla parjenja (5000+ postopkov).

Zelo nizek kontaktni upor (<0.5mΩ/pole).

Zasnova, odporna na-dotik (kontakti so pogreznjeni v nepovezanem stanju).

Omejitve:

Običajno je ocenjeno samo na temperaturo ohišja 105-150 stopinj.

Ni primerno za signale termoelementa nizke ravni (spremembe kontaktnega upora)

Potrebuje ločen priključek za krmilne signale.

Opomba za uporabo:
Konektorji za napajalne drogove so dobri za grelne plošče z veliko močjo (10 kw in več), kjer je treba odklopiti le moč grelnika. Žice termoelementa je treba napeljati skozi ločen nizkonapetostni okrogli priključek. Prepričati se morate, da se ozemljitveni pol najprej poveže in nazadnje odklopi. To naredite tako, da naredite ozemljitveni zatič malo daljši ali pa uporabite ločen namenski ozemljitveni drog z zamaknjeno dolžino.

4. Hibridni pravokotni priključki
Hibridni konektorji združujejo napajalne in signalne kontakte v enem pravokotnem ohišju. Primeri so Wieland Revos, Phoenix Contact Heavycon in Harting Han-Modular. Ti priključki so lahko prilagojena mešanica visokotokovnih zatičev (do 100 A), nizkotokovnih signalnih zatičev (1–10 A) in celo pnevmatskih ali optičnih kontaktov.

Prednosti:

En konektor za napajanje, termočlene in varnostne zapore.

Modularna zasnova - zatiče lahko po potrebi dodate ali zamenjate.

Možnosti visoke temperature (do 200 stopinj s posebnimi vložki).

Vgrajeni zaklepni mehanizmi, ki jih je mogoče zakleniti z napajalnikom.

Omejitve:

Dražji od preprostih okroglih priključkov.

Večji odtis kot večpinski krožni priključek.

Opombe o aplikaciji:
Hibridni konektor s 6 napajalnimi in 8 signalnimi nožicami je odlična rešitev za grelno ploščo, ki poleg tri-faznega napajanja in ozemljitve potrebuje več temperaturnih senzorjev (kot so 4 termočleni). Ohišje konektorja mora biti kovinsko in ne plastično zaradi odvajanja toplote in mehanske robustnosti.

Varnostni vidiki sistemov za hitro{0}}odklop
Varna zasnova-na dotik (IP2X)
Priključek na strani opreme mora biti varen na dotik, ko ni spojen – standardnemu testnemu prstu (IP2X ali višji) ni dostopnih delov pod napetostjo. S tem se izognete nenamernemu udarcu pri odstranjevanju grelne plošče. To se doseže z uporabo konektorjev, ki imajo vdolbine ženske kontakte (vtičnice) na strani opreme in moške zatiče na strani grelnega kabla. Obratna razporeditev (videni zatiči na opremi) je nevarna in je nikoli ne smete uporabiti.

Varnostna zapora, ki se izklopi pred odklopom
Robusten sistem hitre{0}}povezave ima zaklep, ki odklopi napajanje, preden se priključek lahko odklopi. Dva priljubljena načina:

Pomožni krmilni kontakt Priključek vsebuje nizko{0}}napetostni krmilni zatič, ki je krajši od napajalnih zatičev. Če je konektor delno nepovezan, se pilotni kontakt najprej odpre, kar signalizira varnostni rele, ki izključi glavni kontaktor. Brez obremenitve se nato napajalni zatiči odklopijo.

Ločen zaklepni konektor - Majhen pomožni konektor (npr. 2-pin mikro konektor) je nameščen poleg glavnega napajalnega konektorja. Pomožno vezje je zaporedno povezano s tuljavo kontaktorja. Tokokrog bo brez napetosti, če se pomožni konektor odklopi pred glavnim konektorjem.

Zaklep je-varen pred napakami. Napajanje je prekinjeno, če je krmilno vezje moteno, in ga ni mogoče obnoviti, dokler se konektor ponovno popolnoma ne poveže.

Prvi-Make, Zadnji-Break Ground Lug
pri parjenju mora zaščitni ozemljitveni (ozemljitveni) zatič vzpostaviti stik pred vsemi aktivnimi napajalnimi zatiči, pri razklapljanju pa se mora zlomiti za vsemi napajalnimi zatiči. To se doseže z zagotovitvijo konektorja z daljšim ozemljitvenim zatičem ali posebnim ozemljitvenim drogom z zamaknjeno dolžino. Blokada ima lahko tudi vezje za preverjanje ozemljitve (zveznost med ohišjem plošče in ozemljitvijo opreme).

Zmanjšanje za visoke temperature okolja
Proizvajalci običajno poročajo o ocenah priključkov pri temperaturi okolja od 20 do 25 stopinj. Pri aplikacijah z grelnimi ploščami je lahko konektor izpostavljen toploti, ki jo oddaja plošča ali prenaša po kablu. Treba je uporabiti faktor zmanjšanja:

Zmanjšajte nazivni tok za 15 – 20 % pri temperaturah okolice 50 – 80 C.

Zmanjšanje 30-40% za 80-120 stopinj.

Nad 120 stopinj uporabite visokotemperaturni vložni priključek (PTFE ali keramika)

Pravilo je, da temperatura ohišja konektorja ne sme preseči najvišje nazivne temperature za več kot 10 stopinj. Toplotno slikanje je mogoče uporabiti za preverjanje delovnih temperatur med testiranjem prototipa.

Primer izvedbe: snemljiva termoformirna plošča
Stiskalnica za termooblikovanje z zamenljivimi grelnimi ploščami iz aluminija (400 mm x 400 mm) pri 200 stopinjah. Vsaka plošča vsebuje šest 500 W kartušnih grelnikov (skupaj 3000 W, 240 V eno-faza, 12,5 A) in dva termočlena tipa J. Plošča se menja dvakrat na izmeno.

Izbrana rešitev:

Visok{0}}okrogli priključek (serija Amphenol CIR, 12-pin, IP67).

Dodelitev zatičev: 2 zatiča za grelnik pod napetostjo in nevtralnost (vsak z nazivno močjo 25 A), 1 zatič za ozemljitev (daljši, prvi-izdelava), 4 zatiči za dva termočlena (2 na TC), 1 zatič za pilotno zaporo (najkrajši, zadnji-izdelava).

Ohišje konektorja ocenjeno na 200 stopinj s PTFE vložki.

Stran opreme: ženske vtičnice (vgradne). Stran grelnega kabla: moški zatiči.

Blokada: pilotni zatič, povezan z varnostnim relejem, ki krmili kontaktor 25 A. Ko konektor ni spojen, se najprej odpre pilot, pri čemer izpade kontaktor, preden se napajalni zatiči odklopijo.

Razbremenitev obremenitve: 90-stopinjska hrbtna lupina s kabelsko uvodnico na strani grelne plošče.

Rezultat: Čas menjave plošč se je zmanjšal s 25 minut (z električarjem) na 3 minute (izvedel operater-). V 18 mesecih delovanja ni prišlo do nobene napake pri ožičenju.

Povzetek izbirnih smernic
Scenarij aplikacije Priporočena vrsta priključka
Visok{0}}tokovni samo grelnik (brez senzorjev), pogoste menjave Napajalni drog (serija Anderson SB)
Moč grelnika + 1-2 termoelementi, visokotemperaturni (200 stopinj) Visoko{2}}temperaturni krožni (Amphenol/Harting z vložki PTFE)
Moč grelnika + več termoelementov + blokada, zmerna temperatura (<125°C) Hybrid rectangular (Harting Han-Modular)
Redke spremembe, omejen proračun, prisoten usposobljen električar Sponke z vzvodnimi sponkami (WAGO) v razdelilni omarici s ključavnico
Very high current (>150 A) Napajalni steber ali vodilo po meri z odklopom z vijaki (brez orodja-)
Zaključek
Električne povezave s hitrim- odklopom izboljšajo fleksibilnost delovanja in skrajšajo čas vzdrževanja za odstranljive grelne plošče. Visoko{2}}okrogli konektorji nudijo robustne,-varne na dotik in-zaklepne rešitve za zahtevna toplotna okolja. Konektorji napajalnih polov zagotavljajo ekstremno ravnanje s tokom z dolgo življenjsko dobo parjenja. Priključni bloki z vzvodnimi sponkami služijo nizko-proračunskim ali redkim-menjavam. Dobro-zasnovan sistem-hitrega odklopa vključuje varnostno zaporo, ki -odklopi tokokrog pred odklopom, ozemljitveni zatič, ki se prvi vključi in prekine zadnji, in ustrezno znižanje toka za povišane temperature. Pri določanju električnih povezav grelne plošče s hitrim odklopom mora izbira temeljiti na nazivnem toku, izpostavljenosti temperaturi, parni frekvenci in zahtevanem številu signalov. Premišljena električna integracija poveča splošno uporabnost opreme in zmanjša tveganje napak pri ožičenju ali nevarnosti električnega udara med zamenjavo plošče.