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Il funzionamento affidabile delle connessioni elettriche a spina è indispensabile nelle aree industriali. Anche in condizioni ambientali difficili, devono consentire di collegare e scollegare i cavi senza problemi. Ciò si ottiene da un lato con un'ampia standardizzazione, dall'altro con contatti e materiali di alloggiamento particolarmente resistenti. In questa guida vi presenteremo i principali tipi e design di connettori industriali e vi forniremo informazioni sull'acquisto.
I connettori utilizzati a livello industriale si trovano di preferenza nella tecnologia di controllo e monitoraggio degli impianti, nel fotovoltaico e nell'elettronica, nonché nella trasmissione di energia e dati. In altre parole, in settori in cui l'alta affidabilità e la lunga durata giocano un ruolo decisivo. In molti casi, questo include anche un interblocco del connettore. Questo impedisce la disconnessione involontaria per mezzo di dispositivi meccanici di bloccaggio o di rotazione.
I connettori elettrici possono essere suddivisi in due categorie fondamentali: I connettori circolari e quelli rettangolari:
I connettori circolari hanno solitamente un alloggiamento tubolare in plastica o metallo con spine o prese.
I connettori rettangolari sono spesso alloggiati in un involucro di metallo o plastica robusto e, rispetto ai tipi rotondi, molto più grande. Per questo motivo sono chiamati anche connettori per impieghi gravosi. I connettori rettangolari contengono solitamente indicatori di stato a LED, fusibili e altri componenti elettronici. I rappresentanti tipici di questo tipo sono i cosiddetti moduli di trasferimento. Contengono sia morsetti o viti per il collegamento fisso sia connessioni che possono essere staccate in qualsiasi momento. Le strisce di contatto sono solitamente contrapposte e possono anche essere costituite da spine o prese standardizzate sul lato di controllo.
Simili nel design sono le scatole per sensori/attuatori, che possono essere paragonate visivamente a una striscia di distribuzione di corrente convenzionale. Le loro prese sono utilizzate per collegare sensori e attuatori, ad esempio nell'automazione di processo.
I connettori modulari, invece, sono necessari quando alcuni dei contatti delle spine o delle prese da utilizzare non sono conformi ad alcuno standard comune e devono essere specificati individualmente. Spesso vengono venduti anche come connettori ibridi. In questo modo è possibile mescolare diversi tipi di connettori, di solito utilizzando un alloggiamento con inserti. Questi alloggiamenti consentono anche di mescolare interfacce elettriche e non elettriche, ad esempio connettori di linea pneumatici e connettori per fibre ottiche. I connettori modulari di solito semplificano l'assemblaggio, la riparazione e le modifiche future. Consentono inoltre la costruzione di gruppi di cavi assemblati, riducendo i tempi di installazione delle apparecchiature.
I criteri di selezione più importanti riguardano le proprietà elettriche di un connettore in termini di tensione e corrente di esercizio. A ciò si aggiungono l'assegnazione dei pin, il tipo di connessione, i materiali, le dimensioni, la resistenza dei contatti e l'isolamento. Alcuni connettori per la corrente di rete hanno i cosiddetti contatti di testa: Il pin per il conduttore di protezione è più lungo dei pin per i conduttori esterni e neutri. In questo modo si garantisce la messa a terra della linea prima del contatto con la corrente.
Poiché i connettori sono componenti puramente passivi, devono influenzare il meno possibile il funzionamento di un circuito. Pertanto, anche l'aspetto meccanico gioca un ruolo importante nella scelta. Un montaggio non sicuro, ad esempio, può contribuire in modo significativo al rischio di guasti, soprattutto se i connettori sono esposti a urti o vibrazioni estreme. Per questo motivo, alcune custodie per connettori sono dotate di meccanismi di bloccaggio. Questi impediscono lo scollegamento accidentale e garantiscono anche una migliore tenuta contro le influenze ambientali. La classe di protezione IP svolge un ruolo importante in questo caso. Con IP68, ad esempio, la protezione comprende gli influssi negativi della polvere e dell'acqua in pressione.
Uno dei tipi di guasti più comuni nei connettori elettrici è la corrosione dinamica dei contatti. Questa può causare la formazione di un sottile strato superficiale sui contatti, aumentando la resistenza e contribuendo all'accumulo di calore e all'interruzione dei cavi. Il reinserimento può ridurre il problema della corrosione superficiale, poiché uno strato microscopico viene raschiato dalla superficie del contatto a ogni ciclo di accoppiamento, ma la durata del connettore ne risente. I contatti con uno speciale rivestimento superficiale o con spray o grassi di contatto specifici offrono un rimedio. Molti produttori specificano anche il numero di cicli di accoppiamento consentiti.
Perché esistono connettori standardizzati e specifici per il produttore?
Naturalmente, sarebbe auspicabile che un connettore fosse visivamente facile da identificare e rapido da assemblare. In alcuni casi, tuttavia, un produttore di dispositivi sceglie un connettore proprio perché non è compatibile con i connettori di altri produttori. Il motivo è che nessun connettore possiede tutte le proprietà ideali per ogni applicazione. La moltitudine di tipi è il risultato di requisiti diversi ma specifici. Inoltre, il produttore ha il controllo su tutto ciò che può essere collegato, per così dire, attraverso le proprie specifiche.
Che cos'hanno di speciale le spine e le prese fotovoltaiche?
Rispetto ad altri connettori industriali, i connettori del settore fotovoltaico presentano diverse proprietà specifiche. Ad esempio, sono particolarmente stabili alla temperatura; la temperatura ambiente più bassa è solitamente definita come meno 40 gradi Celsius, mentre la temperatura più alta è di 90 gradi Celsius. Sono inoltre impermeabili secondo la norma IP67.
Cosa sono i backshell?
I backshell sono un tipo di copertura protettiva e un accessorio comune per i connettori industriali e ad alta affidabilità, in particolare per i connettori circolari. I backshell proteggono il connettore o il cavo dalle sollecitazioni ambientali o meccaniche o lo schermano dalle interferenze elettromagnetiche. Esistono molti tipi di backshell per scopi diversi, tra cui dimensioni, forme, materiali e livelli di protezione differenti. I backshell sono solitamente fissati al cavo con un morsetto o un manicotto stampato e possono avere una filettatura per il fissaggio.