Разъемы компании ODU для силовой электроники

Разъемы компании ODU для силовой электроники Марина Самойлова

В данной статье проведен лаконичный обзор продукции и неких новинок германской компании ODU (www.odu.de/ru) для силовой электроники.

В текущее время центр разработок и главные производственные мощности размещаются в баварском городке Мюльдорф (Mühldorf an Inn). Для ублажения возрастающего спроса на кабельные сборки открыт завод в Румынии (Sibiu), есть создание в Китае (Shanghai) и США (Camarillo).

Потому что статья посвящена продукции для силовой электроники, сначала остановимся на изобретении основоположника компании Отто Дункеля (Otto Dunkel) — так именуемых пружинных контактах ODU Springwire Contact (по другому — гиперболоидных контактах либо одноконтактных разъемах) (рис. 1). Сначало разъем представлял собой штырь с расположенными вокруг подпружиненными проволочками. Сейчас независящие контактные пружинки (для контакта ø0,76 мм их 15) помещают вовнутрь, и данный процесс стопроцентно автоматизирован. Такая конструкция обеспечивает высшую вибрационную стойкость и маленькое усилие смыкания/размыкания соединения, маленькое контактное сопротивление и высочайшие токи, а гарантированное количество циклов сочленения — более 100 000. По данным неких японских потребителей, использующих контакты в испытательной аппаратуре, можно гласить даже о нескольких миллионах циклов сочленений. Номинальный ток, согласно каталогу, 9–720 А, для заказных разъемов — до 2000 А.

Разъемы компании ODU для силовой электроники

Рис. 1. Контакты ODU Springwire

Более экономное решение — контакты ламельного типа (ODU Lamella). В их пружинки изменены железной полосой с параллельно расположенными прорезями. Разъемы ODU Lamella можно рассматривать как более дешевенькую кандидатуру предшествующему типу разъемов, с наименее жесткими требованиями к ресурсу (для типа ODU Lamella гарантировано более 10 000 циклов сочленения).

В качестве материала для покрытия контактов (как ODU Lamella, так и ODU Springwire) употребляется серебро (слой 0,75 либо 3–5 мкм), по запросу — золото; основание контактов выполнено из латуни, пружинки — из сплава меди с оловом, ламеллы — из медно-бериллиевого сплава.

Где же находят применение данные контакты? Пару лет вспять в большинстве случаев их использовали в телекоммуникации, сейчас это, в главном, жд техника и другие разъемы. А именно, ODU Single Contacts употребляются в разъемах компании Schaltbau и неких других производителей. Для связи моторного блока с зарядным устройством в корейском скоростном поезде употребляют как ODU Springwire, так и сделанные на базе данных контактов разъемы серии ODU MAC. Очередное применение — так именуемая выкатная система для подключения устройства к источнику питания.

Разумеется, что компания ODU также употребляет высочайшие эксплуатационно-технические свойства контактов в других разъемах — а именно, в изделиях серии Heavy Duty (для жестких критерий эксплуатации) (рис. 2), в ODU SPC (одноконтактных разъемах на высочайшие токи) и ODU MAC (модульных разъемах).

Разъемы компании ODU для силовой электроники

Рис. 2. Примеры разъемов серии ODU Heavy Duty

Разглядим данные серии подробнее исходя из убеждений внедрения в силовой электронике. Начнем с группы Heavy Duty, в изделиях которой для обеспечения высочайшей стабильности соединения употребляются пружинные контакты ODU Springwire и гарантировано 100 000 циклов соединений. Наибольшее количество контактов — 252, ток — до 1500 А, уровень защиты — IP67 в замкнутом состоянии. Сходу оговорюсь, что идет речь о жестких критериях эксплуатации исходя из убеждений евро потребителя, потому что нижняя граница рабочей температуры составляет –35 °С. Но в 90% спредеров (спредер — особое устройство для автоматического захвата транспортных контейнеров), производимых в мире, употребляются конкретно разъемы серии Heavy Duty. Их также используют для межвагонных соединений трамваев.

Последующая группа разъемов, использующих контакты ODU Single Contacts, — серия ODU MAC (Modular Attachable Connector — модульные прямоугольные разъемы). Внешний облик этих изделий показан на рис. 3.

Разъемы компании ODU для силовой электроники

Рис. 3. Разъемы серии ODU MAC в DIN-корпусе и дюралевой рамке

Модульный принцип построения разъемов серии ODU MAC дает разработчику огромную свободу выбора: можно сочетать вставки разных типов и по-разному располагать их в разъеме, вспоминая при всем этом детские конструкторы. Отмечу, что даже в границах одной вставки, зависимо от избранных контактов, получаются различные характеристики — скажем, наибольший ток нагрузки трехконтактного модуля может изменяться от 7,5 до 40 А.

Главные свойства серии ODU MAC:

  • композиция разных вставок согласно требованиям заказчика;
  • 100 000 циклов соединения для большинства модулей ODU MAC;
  • наличие направляющих со стороны штыревой части (стандартная рамка);
  • шаг — 1 Unit = 2,54 мм;
  • три вида дюралевых рамок для различных требований (3–60 Units):
    • до 600 контактов;
    • стандартная ODU MAC-S;
    • укороченная ODU MAC-M;
    • с увеличенным расстоянием меж установочными отверстиями и удлиненными направляющими ODU MAC-L.
  • ток до 200 А;
  • номинальное напряжение до 2500 В;
  • скорость передачи данных до 400 Мбит/с;
  • ВЧ-контакты на частоты до 9 ГГц.

В серии имеются последующие виды контактных вставок (модулей):

  • сигнальные (в том числе на высочайшие токи от 1,5 до 100 А);
  • высоковольтные (до 2500 В);
  • коаксиальные (50 и 75 Ом, в том числе высоковольтные и немагнитные);
  • волоконно-оптические (POF 980/1000, MOST 980/1550, затухание <2 дБ для волны 670 нм);
  • для сжатого воздуха либо воды (скорость потока воды до 350 л/мин., рабочее давление воздуха до 20 бар);
  • экранированные (2–14 контактов, скорость передачи данных до 400 Мбит/с);
  • новинка — разделительные модули, предотвращающие повреждение тонких контактов (к примеру 0,76 и 1,02 мм).

Раздельно хотелось бы отметить достоинства ODU MAC:

  • вибрационная стойкость;
  • высочайшая плотность контактов;
  • внедрение направляющих с целью кодировки (16 вариантов для DIN-корпуса);
  • наличие винтообразного (шпиндельного) замка;
  • наличие контактов из немагнитных материалов.

Немагнитные контакты употребляются в установках МРТ (магнитно-резонансной томографии), на этом рынке компания ODU заслуженно занимает лидирующее положение.

Разъемы выпускаются в корпусах:

  • 10–34 Units;
  • дюралевый DIN-корпус, литой под давлением.

Конструктивно корпус изделий производится с одним из 2-ух типов замков — это либо стандартная фиксирующая защелка (10–34 модулей, до 340 контактов), либо же винтообразной (шпиндельный) замок (до 29 модулей, до 290 контактов). Обычно конкретно последний завлекает внимание конструкторов (рис. 4). Достоинства данного крепления явны: непростой многоконтактный разъем можно замкнуть либо разомкнуть легким движением руки.

Разъемы компании ODU для силовой электроники

Рис. 4. Пример разъема ODU MAC с винтообразным (шпиндельным) замком: а) внешний облик; б) схема

Очередное отличительное свойство изделий данной серии — возможность удаления контактов при помощи особых экстракторов, при этом непринципиально, в каком виде находится контакт — в собранном либо разобранном.

При тестировании на производстве 100 000 циклов соединений уже недостаточно. Для этих целей предусмотрены так именуемые быстросъемные сменные головки, дозволяющие прирастить ресурс разъемов ODU MAC до нескольких миллионов. В этом случае употребляют разъемы в дюралевой рамке, что позволяет производить стыковкурасстыковку в автоматическом режиме. Посреди заказчиков ODU на эти разъемы для целей автоматического тестирования собственных изделий — компании Nokia, Sony, Philips, Самсунг, Matsushita. Приведу некие данные, которые могут заинтриговать читателей статьи.

Модуль для питания 3-фазных движков:

  • 3 контакта;
  • 4 Units;
  • Uноминальное = 2500 В;
  • Uиспытательное = 7500 В (MIL-стандарт);
  • поперечник контакта — 3 мм;
  • Iноминальный <40 А.

Двухконтактный модуль на номинальный ток 100 А/контакт:

  • поперечник контакта 8 мм;
  • поперечное сечение — 25 либо 16 мм2;
  • Uиспытательное = 2700 В (по эталону MIL);
  • Uноминальное = 900 В;
  • ширина — 6 Units.

Разъемы компании ODU для силовой электроники

Рис. 5. Одноконтактная вставка на 125/250 А для серии ODU MAC

Одноконтактная вставка (рис. 5):

  • сечение контакта — 35 либо 50 мм2;
  • поперечник контакта — 10 либо 12 мм;
  • номинальный ток — 125 либо 200 А;
  • номинальное напряжение до 250 В (степень загрязнения 2 в согласовании с IEC 60664 / VDE 0110).

В текущее время к приоритетным фронтам развития компании ODU добавились такие отрасли, как жд транспорт, возобновляемая энергетика и военная техника. К приведенным выше примерам добавлю очередной — в поездах ICE 3 на пульт в кабине машиниста выводятся данные от разных устройств, состыкованных при помощи ODU MAC в дюралевом корпусе.

Разъемы компании ODU для силовой электроники

Рис. 6. Разъем ODU SPC с байонетным соединением

Что касается возобновляемой энергетики, то конкретно ей должна своим возникновением серия одноконтактных разъемов на высочайшие токи ODU SPC (рис. 6). Контакты типа ODU Lamella помещают в крепкий пластмассовый либо железный корпус, вероятны различные варианты соединения, гарантирующие невозможность случайного размыкания: Push-Pull-защелка, байонет либо же snap-fit. Для стандартных разъемов ток может достигать 1000 А, а напряжение — 1000 В. Такие разъемы обеспечивают:

  • защиту от касания уровня IP2X в разомкнутом состоянии;
  • уровень защиты IP 50 либо IP 67 в сомкнутом состоянии;
  • рабочую температуру –40…+140 °C;
  • количество циклов соединений более 5000.

Сейчас хотелось бы тормознуть на серии ODU MAC LC (Low Cycles, уменьшенное количество), гарантирующей 5000 циклов сочленений. Это более экономное решение, чем ODU MAC. Тут также имеется два типа крепления — защелка либо винт (шпиндель), но добавлен ряд увлекательных вставок, к примеру RJ45 либо для печатного монтажа. Главные данные:

  • 4 размера рамки (12/18/26/37 Units);
  • до 370 контактов;
  • шаг — 1 Unit = 2,4 мм;
  • различные контактные вставки (модули) — сигнальные, силовые, высокочастотные, пневматические, RJ45, USB, на высочайшие токи, для установки на интегральную схему;
  • выравнивание и кодирование при помощи системы направляющих;
  • простота сборки и удаления контактов;
  • стремительная и обычная установка модулей в рамку. Одна из новинок в серии ODU MAC LC — двухконтактная вставка на ток до 74 А (контакт 16 мм2).

Увлекательны также особые модули для печатного монтажа (на 5, 6 и 10 контактов). После припайки модуля на плату (рис. 7) в него просто вставляют разъем ODU MAC LC. Со стороны платы не требуется никаких дополнительных рамок, что понижает издержки на сборку. Для предотвращения попадания пыли вовнутрь в случае неиспользуемых контактов выпускают особые модули-заглушки.

Разъемы компании ODU для силовой электроники

Рис. 7. Разъем ODU MAC LC с модулями для установки на интегральную схему

Не считая перечисленных выше серий, в силовой электронике используются также цилиндрические разъемы ODU с защелкой, выпускаемые как в железном корпусе, так и в пластиковом. Так, пользующаяся популярностью серия пластмассовых разъемов ODU MEDI-SNAP пополнилась экономным и малогабаритным решением для сетевого питания — трехконтактным разъемом. Нагрузочная способность — 10 А при 2-ух и 9 А при 3-х нагруженных контактах, а электронная крепкость, согласно VDE 0110, — 230 В, заземляющий контакт удлинен.

Довольно высочайшей нагрузочной способностью владеют также разъемы серий ODU MINI-SNAP (металл) и ODU MINI-SNAP PC (пластик). Зависимо от серии номинальный ток составляет 4–22 А (без учета понижающего коэффициента, derating factor), количество контактов от 2 до 40. Не считая того, предлагаются решения с высоковольтными вставками, где испытательное напряжение добивается 12 кВ AC, а токовая нагрузка — 60 А. В качестве примера можно привести четырехконтактный разъем серии F, размера 2 (поперечник корпуса 15 мм). Его свойства:

  • IP 50 в замкнутом состоянии (вероятна версия с IP 68);
  • контакты: 4xø0,9 мм;
  • токовая нагрузка 10 А;
  • испытательное напряжение 4,5 кВ AC;
  • зазор и длина пути утечки:
    • контакт/контакт: 3,4 мм;
    • контакт/корпус: 2 мм.

В заключение хотелось бы отметить, что каждый год в создание запускается около 30 новых изделий. Конструкторское бюро завода готово разрабатывать новые разъемы по требованиям заказчиков.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий