Connettori elettrici industriali

I connettori elettrici sono componenti elettrici che hanno la funzione di collegare elettricamente due o più componenti elettrici (nel nostro caso principalmente cavi) mediante un’operazione di tipo meccanico.

I connettori elettrici industriali, in particolare, sono realizzati specificatamente per lavorare negli ambienti industriali e soddisfare tutte le esigenze tipiche di questi ambienti.
Comune a tanti connettori esiste quindi la logica della “codifica meccanica” che costituisce la sicurezza di poter accoppiare i due connettori in un modo unico e ripetibile.

La codifica è un sistema atto a prevenire lo scambio di connettori uguali e posti a fianco l’uno dell’altro. La codifica dei connettori elettrici rettangolari avviene per mezzo dei perni guida, che oltre a prevenire inserimenti dei connettori al posto sbagliato fornisce anche un allineamento ottimale dei connettori elettrici aumentando così anche la durata dei contatti.

In ambito industriale abbiamo due macro-famiglie di prodotto che si distinguono per la geometria del piano di accoppiamento:

• connettori rettangolari
• connettori circolari

All’interno di queste due tipologie si sviluppano terminologie e logiche completamente differenti.

EPIC® raggruppa una famiglia di connettori industriali ad elevati standard qualitativi, lo stesso brand è l’acronimo di Environmental Protection Industrial Connection.

In generale i connettori elettrici EPIC® sono provvisti di soluzioni di collegamento dei conduttori di diverso tipo:

• a vite
• a crimpare         
• a saldare
• a molla
• Push-in

Ognuna di queste soluzioni di collegamento ha vantaggi e svantaggi. Il collegamento a vite è il più comune, è semplice e pratico. Il collegamento a crimpare richiede attrezzi speciali, ma è stabile in presenza di vibrazioni. Il collegamento a molla è facile, veloce e resistente alle vibrazioni. Il collegamento a saldare richiede poco spazio ed è quindi adatto a connettori di piccola taglia. Push-in è ideale per un grande numero di conduttori, provvisti da puntalini non isolati.

In merito ai contatti, la placcatura del contatto con un metallo prezioso è necessaria per garantire una ottima connessione per lungo tempo. I contatti sono normalmente placcati galvanicamente. LAPP utilizza principalmente argento (Ag) e oro (Au) per queste placcature.

L’argento è il metallo con la più alta conducibilità elettrica ed è anche il più conveniente per il rapporto qualità - prezzo. Lo zolfo nell’ambiente o negli oggetti che lo rilasciano ne causa una veloce ossidazione (solfuro di argento) di colore marrone/nera. L’ossidazione, tuttavia, viene rimossa dal semplice attrito dei contatti durante l’accoppiamento o dal passaggio di alte correnti, così che la conduttività resti inalterata. La passivazione dell’argento riduce la formazione dell’ossido e favorisce lo scorrimento dei contatti.

L’oro è il metallo prezioso più stabile, la sua ossidazione è praticamente trascurabile. I contatti placcati in oro hanno uno scorrimento migliore, così serve meno forza per inserire o disinserire i contatti. Sono utilizzati principalmente nella trasmissione di segnali con bassi valori di corrente e tensione.

I connettori elettrici EPIC® hanno una durata molto elevata, grazie alla qualità dei materiali e all’alta precisione nella costruzione dei contatti.

Per motivi di sicurezza in alcuni casi l’alimentazione di un circuito deve essere attivata o disattivata rispettivamente dopo che i contatti di potenza siano già stati accoppiati o disaccoppiati.
In questi casi è possibile utilizzare connettori con contatti ausiliari “ritardati” di pre-accoppiamento.

Un ciclo di accoppiamento comprende l’operazione di inserimento e di disinserimento. Il massimo numero di cicli risulta dal fatto che la resistenza di contatto dopo “n” volte che si collega e scollega non deve aumentare più del 50% o non deve superare il valore di 5 mΩ (milliohm).

Un altro fattore da considerare è la durezza dei contatti che non devono subire abrasioni profonde durante le fasi di collegamento e scollegamento. EPIC® possiede elevati standard di durezza dei contatti.

La compatibilità elettromagnetica esprime la capacità di un circuito elettrico di funzionare in presenza di interferenze elettromagnetiche e senza che lo stesso eserciti influenze tali da alterare il funzionamento di altri circuiti (DIN/VDE 0870, Section 1).

Per la valutazione della schermatura secondo la EMC, esiste un diagramma che ne descrive il comportamento alle diverse frequenze. Nell’ambiente industriale le frequenze che provocano interferenze sono quelle definite basse, tipicamente entro i 100 kHz. In questo range di frequenza l’efficienza della schermatura è definita da un valore basso di impedenza, quindi da una grossa sezione equivalente e dalla buona copertura nei 360° attorno al cavo.

I connettori elettrici industriali EPIC® ULTRA offrono continuità di collegamento tra il metallo della custodia maschio e custodia femmina grazie a un sofisticato anello di continuità e permettono alle correnti indotte sullo schermo di scorrere senza interruzioni verso terra.

Il collegamento tra la custodia del connettore e il cavo è realizzabile con SKINTOP® BRUSH (pressacavo con ripresa dello schermo).

Adesso entriamo più nel dettaglio delle tipologie di connettori elettrici. Cominciamo con i connettori elettrici rettangolari per uso industriale.

I connettori elettrici rettangoli sono costituiti da diverse componenti a seconda dell’ambiente di applicazione:

I connettori elettrici sono soggetti a diverse classificazioni, una di queste è per le dimensioni, a lato si riporta una tabella in cui sono sintetizzate quelle più importanti.

Per ultimo, è importante notare che all’interno delle custodie è possibile montare diversi tipi di inserti con la possibilità di trasmettere segnali e comunicazioni con conduttori di rame, alimentazioni, segnali via fibra ottica, segnali con cavi coassiali, pneumatica ecc.

Passiamo ai connettori elettrici circolari.  Come i loro corrispettivi rettangolari, anche questi connettori elettrici, specialmente se applicati in ambito industriale, presentano alcune componenti:

Nel caso dei connettori elettrici industriali circolari le dimensioni sono relative alla filettatura della ghiera di connessione oppure a degli standard di mercato:

• M17
• M23 che sono tipicamente connettori di segnale
• LS1 (che ha una ghiera M23) che sono tipicamente connettori di alimentazione
• LS1,5
• LS3

In merito ai connettori elettrici industriali di segnale M23 è indispensabile ricordare che è necessario porre attenzione alla codifica ed all’orientamento.

La codifica meccanica è definita dall’orientamento relativo dell’inserto rispetto alla custodia, esternamente è facilmente distinguibile dalla codifica cromatica, i tre colori (blu, rosso e nero) identificano i tre orientamenti (-20°, 0° e +20°).

Per quanto riguarda l’orientamento dei cavi elettrici, invece, è necessario abbinare un inserto di tipo E con uno di tipo P a prescindere dalla custodia in cui sono inseriti e a prescindere dei contatti montati.

Fino ad ora abbiamo visto connettori circolari con connessione a ghiera filettata ma tra la gamma EPIC® esistono connettori industriali circolari con innesto rapido come gli EPIC^®POWER TWIST che offrono sicurezza di connessione e di tenuta, non da poco anche compatibilità coi vari standard di mercato. In questo caso non serve avvitare la ghiera ma semplicemente compiere ¼ di giro per avere la sicurezza della tenuta.

Adesso conosci le caratteristiche dei connettori elettrici industriali che ti aiuteranno nella scelta della migliore soluzione per la tua azienda. Consulta il catalogo LAPP per conoscere tutti i prodotti disponibili.