
图1 采用插入式连接技术的新型弹簧卡紧接线端子能够快捷舒适地完成导线连接
在现代化的仪器仪表连接技术中,有着不同的发展趋势:一种趋势是仪器设备的外形尺寸越来越小,另一种趋势是电路板所集成的功能越来越多。另外,变频器和供电设备的电缆连接方式也趋向简单和轻便。由Phoenix Contact公司研发生产的新型弹簧卡紧接线端子采用了适用于仪器设备的整体化设计,无论连接何种导线都只需一种接线端子即可。
在电气安装工程中,节约时间和费用非常重要,尤其是在高效的机床设备制造中。在工业化的电气连接技术中,快速连接技术的发展趋势已经非常引人关注。除了插针式接线端子和回拉式弹簧端子以外,市场上越来越多地要求有直插式接线端子。今天,这种操作舒适的电气连接技术不仅仅在机床设备制造领域及电气柜制造领域中得到了广泛的应用,而且也在电路板生产制造领域中得到了广泛的应用。
除了螺钉,弹簧也成为导线连接中非常成功的重要零部件;而且它在具有强烈振动的工作场合中也有着非常突出的表现。Phoenix Contact公司研发生产的SPT(Spring Print Terminal)系列接线端子就是一种符合弹簧力夹紧趋势的接线端子。其规格型号有四种,尺寸在3.5~10mm之间;从而构成了一个适用于各种仪器设备制造使用的通用性解决方案,满足了所有规格电气安装的需要。如图1,采用插入式连接技术的新型弹簧卡紧接线端子能够快捷舒适地完成导线连接。
这种印刷电路板使用的电路板接线端子是利用插入弹簧的力量来工作的。使用了(接线端用于保护裸露在外的电线)接线套筒的柔软导线或者硬质导线都能够快捷且不使用任何电气安装工具直接固定在端子上。这一技术使得电路板的安装更加快捷,操作也更加舒适。即使没有使用接线套管的柔软导线也能够简单、快速的完成连接。此时,只需把螺丝刀插入到端子上部的开口中就可打开端子接线孔,然后插入柔软的导线,取出螺丝刀就完成导线的连接。从这一导线连接件的几何尺寸来看,也满足了现代化仪器制造业提出的不同要求。
这种SPT系列接线端子不仅仅为Front接线方式,而且也为其他所有的仪器仪表导线连接提供了合适的导线连接技术。在SPT系列接线端子所有的功率等级中,接线端子不仅可以按0方位角水平安装,而且也可以与电路板呈90角垂直安装。

图2 由于弹簧卡紧接线端子采用了彩色编码,从而使导线的插接连接变得更加简单:如Kostal太阳能电气技术公司生产Piko太阳能转换器时的情况
避免错接的标记或彩色代码
在机床、电气柜、仪器仪表在电气接线时都要求“越快越好”。为了在“越快”中做到“越好”,不出现导线的错接,适用于各个接线端子的标记系统对电气现场安装工程师们有着极大的帮助。SPT系列接线端子除了有视觉的或者书写标记的自粘胶标签之外,还有导线极性对极性的颜色代码。这种电路板接线端子根据被连接导线的极性不同有着不同的颜色;每一个端子也都制成了独立的个体。如图2,由于弹簧卡紧接线端子采用了彩色编码,从而使导线的插接连接变得更加简单:如Kostal太阳能电气技术公司生产Piko太阳能转换器时的情况。
由这种彩色方法构成的导线连接解决方案可以说是一种几乎杜绝错接的解决方案。这种被称之为单体式结构的接线端子开创了许多新的应用可能性。在仪器仪表内部,利用不同的单体端子可以很快完成导线连接的任务。而一个个单体都整齐地排列在一起,钎焊在电路板上;从而保障了快捷、方便、舒适地在仪器设备内部完成导线连接;省略了原来使用的钎焊式或者扁插接套管。
SPT连接弹簧的材料使用的是一种特殊的、把多种特性综合在一起的专用弹簧钢。为了保证其可靠工作,需要有一定的硬度;同时,还需要足够的韧性,能够满足多次插接连接的要求。材料的强度和抗拉强度、弯曲半径以及弯曲过程等,都能有机结合在一起——共同发挥作用。在这一产品的设计阶段,Phoenix Contact公司就利用计算机进行了模拟计算以及FEM(有限元法)分析。
可靠性从性能测试开始
电路板接口的工作条件非常艰苦。高温、强烈的振动或者经常变换的负载等,都是其必须承受的基本工作环境。在Blomberg市公司的实验室中,对电路板的接口进行着反复的插接连接测试和电路板端子驱动测试,以便使产品能够满足市场艰苦工作环境的要求。另外,这种SPT系列产品还获得了UL、IEC和Kema等国际认证。
例如,电路板接线端子按照UL技术规范的要求进行热循环测试,这是一种在非常恶劣环境条件下、模拟在超负荷的环境中电气连接件使用寿命的测试。测试时,电气连接件承受的电流为额定工作电流的1.5倍,工作210min后冷却30min,周而复始连续检测14天。经过这样的测试之后,最后一次通电后连接件的工作温度不得比第一次高出3K,从而长期稳定地满足了过渡电阻的要求。
其他需要考虑的问题是振动和易燃易爆安全防护。在电动机启动初期时,其振动周期和负载周期是不同的,当电动机机械性旋转时,电路板接口承受强烈的振动。在连接接口的型式鉴定检验时,振动实验时三维方向的频率加速度高达5g且长达数小时——SPT系列的电路板接口必须能经得起这样的测试。工作在易燃易爆危险场合中的机床设备需要有很高的安全防爆性能:对空气保护间距和漏电保护间距、耐热性能、耐老化性能以及绝缘材料的绝缘性能都提出了很高的要求,而SPT 2.5系列的接线端子满足了上述所有的要求。
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