5. Электрические соединения

Электрический соединитель – это электромеханическое устройство, предназначенное для механического соединения и разъединения вручную электрических цепей (проводов, кабелей, модулей, узлов, блоков) в различных видах аппаратуры при включенном источнике тока через соединитель.

5.1 Устройство соединителя.

Основными деталями (узлами) электрических соединителей являются контактные детали, и зажимные элементы. Соединители выполненные с учетом дополнительных требований (герметичность, водонепроницаемость, пылезащенность и т. д.), снабжены дополнительными защитными и другими элементами.

Изоляторы – предназначены для создания электрической изоляции между контактами и между колпаками и электрическим корпусом в заданных условиях работы. Изоляторы служат также для закрепления и фиксации контактов и передачи механических сил контактам при сочленении и расчленении вилок и розеток соединителей.

Корпус соединителя обеспечивает прочную и однозначную установку изолятора, защиты контактов и изоляторов от повреждений, крепление кабеля к соединителю и всего соединителя к аппаратуре, взаимную ориентацию отдельных частей соединителя и их фиксацию в сочленном положении. В цилиндрических соединителях для крепления изолятора в корпусе применяют пружинные кольца, в прямоугольных винтовые зажимы. Для сочленения и расчленения вилки с розетками цилиндрических соединителей применяются соединительные гайки, которые одновременно служат для фиксации соединителя в сочленённом состоянии. Для выполнения той же функции в прямоугольных и комбинированных соединителях применяются специальные замочные устройства.

Контактная пара – является основным функциональным элементом соединителя и как правило состоит из гнезда и штыря. Электрические соединители в сочленном состоянии осуществляется соприкосновением поверхностей штыря и гнезда при определенном нажатии создаваемой упругим элементом, которым может быть как штырь так и гнездо.

5.2 Классификация, условные обозначения.

По виду соединяемых цепей все электрические соединители ручного управления подразделяются на низкочастотные (НЧ) напряжения до 1.5 кВ, радиочастотные (РЧ) напряжением выше 1.5 кВ и комбинированные.

НЧ электрический соединитель предназначен для работы в электрических цепях переменного и импульсного токов с частой до 3 МГЦ с рабочей длительностью сигнальных фронтов импульса до 0.1 нс.

Радиочастотный электрический соединитель предназначен для соединения и разъединения радиочастотных сигналов с волновым сопротивлением 50 Ом или 75 Ом.

Комбинированный электрический соединитель предназначен для одновременного соединения и разъединения низкочастотных, радиочатстных и импульсных цепей.

По конструктивным особенностям и форме изолятора соединители подразделяются на цилиндрические и прямоугольные.

По способу сочленения частей соединителя и фиксации сочлененного положения цилиндрическим соединителем подразделяются байонентное, врубное, резьбовое и самозапирающееся.

Прямоугольные соединители можно подразделить по способу монтажа в аппаратуре. По этим признакам они подразделяются на приборные и для печатного монтажа и для печатно – объемного монтажа.

Радиочастотные соединители по виду сочленения внешнего контакта подразделяются на соединители с резьбовым, байонентное, врубное.

По конструктивному исполнению РЧ – соединители подразделяются на приборные, кабельные, переходники, коаксикально – полосковые переходы, тройники и четверики.

Выпускаемые электрические соединители имеют различное обозначение в связи с тем, что определенная система обозначений была введена в 1977г. ГОСТ 17468 – 76. До внедрения указанного стандарта обозначение производилось в соответствии с общими механическими условиями на группы соединителей.

Согласно ГОСТ 110634 –89 условные обозначения НЧ и комбинированных соединителей состоят из буквенных и цифровых элементов.

5.3 Маркировка.

Маркировка соединителей производится на каждой его отвесной части. Должны быть отчетливо указаны :

1. товарный знак предприятия изготовителя.

2. Условное обозначение соединителя (вилки и розетки)

3. Месяц и две последние цифры года изготовления.

Обозначение климатического исполнения маркируют в одной строке в составе условного обозначения через дефис.

5.4 Основные параметры электрических соединителей.

Параметры электрических соединителей делятся на электрические и механические.

Основные электрические параметры:

1. сопротивление контактов. Ом

2. емкость между контактами. nФ

3. сопротивление изоляции. MОм

4. рабочий ток по одиночным контактам . А

5. максимально допустимый кратковременный ток по контактам не более 5 минут.

6. Минимальное рабочее напряжение и ток.

7. Максимальный рабочий ток на соединителе. А

Основные механические параметры:

1. усилие расчленения

2. вибрация

3. ударные нагрузки

А также допускаются параметры падения.

- Наработка в часах

- Сохраняемость в годах

Монтаж и установка эл. соединителей на практических занятиях.

При установке цилиндрических соединителей обращать внимание на то повернуты ли изоляторы в корпусе, число контактов и их размеры.

Литература.

Справочник Лярский В.Ф , Мурадян О.Б электрические соединители 1988.

ГОСТ 28752-90 соединители до частоты 3 МГЦ часть 9 цилиндрические соединители для РЭА и связанной с ними акустической аппаратуры.

ОНЦ –ВГ- 2 –3 /16 – В ГОСТ 28752-90

ОНЦ – ВГ –4 – 5 /16-В

ОНЦ –ВН-1-2-16В

ГОСТ 17468-76 (нов ред. 1980) условные обозначения электрических соединителей.

Классификация соединителей.

6. Трансформаторы и дроссели.

Трансофматором называют электромагнитное устройство для преобразования основных параметров электрической энергии в цепях переменного тока. Дроссели бывают высокочастотные и низкочастотные . Дросселем называют устройство, которое служит для уменьшения пульсации, получающейся после выпрямления переменного тока и применяется в качестве фильтров и выпрямителей.

ВЧ/дроссели – это устройства предназначенное для того, чтобы уменьшить ток высокой частоты, проходящий в какую либо цепь, сохранив возможность прохождения тока низкой частоты или постоянного тока.

6.1 Классификация трансформаторов.

Трансформаторы классифицируются по его мощности, силе тока, рабочей частоте, напряжению, режиму работы, предназначению и расположению в схеме.

По напряжению трансформаторы делятся на низко и высоковольтные. Рабочее напряжение, характеризует величину, на которую должна рассчитана изоляция какой либо одной, нескольких или всех обмоток трансформатора. К высоковольтным относятся трансформаторы у которых рабочее напряжение в любой обмотке не превышает 1000 – 1500В.

Такие трансформаторы делят на 2 типа:

1. имеет высокое номинальное напряжение.(свыше 1500В) и надежную изоляцию между отдельными обмотками трансформатора или между каждой обмоткой и корпусом, а так же надежную слоевую изоляцию в высоковольтных обмотках.

2. Имеет невысокое рабочее напряжение в обмотках, но в силу схемных особенностей высокие напряжения существуют между обмотками или между какой то обмоткой или корпусом. В этом случае транс. считается высоковольтным, т.к. требуется выполнение высоковольтной изоляции между обмоткой и корпусом. Однако в этом случае применяется низковольтная.

6.2 Область применения трансформаторов.

Силовые трансформаторы служат для получения напряжений питающих выпрямители моторы и других нагрузок (около 70% всех приборов)

Низкочастотные трансформаторы применяются в качестве согласующего элемента между источником сигнала и входом усилителя, между двумя усилителями или между усилителем и нагрузкой.

Особую группу составляют импульсные трансформаторы, которые используются для трансформации или формирования импульсов малой длительности. Они применяются в импульсной технике, гидролокации, в схемах ультразвуковых приборов и установок. В импульсном режиме их мощность достигает больших значений. Дроссели применяют в фильтрах питания (сглаживающие дроссели) в фильтрах выпрямителей, в высокочастотных фильтрах, в различных избирательных цепях, в различных стабилизаторах и регуляторах.

6.3 Элементы конструкций трансформаторов и дросселей.

Несмотря на различия функций силовых трансформаторов и низкочастотных, основные физические процессы происходящие в них одни и те же. Поэтому трансформаторы разного схемного назначения имеют однотипную конструкцию : любой трансформатор состоит из сердечника изготовленного из магнитного материала, на котором размещена катушка с обмотками , а так же элементов, служащих для скрепления частей сердечника и закрепления трансформатора.

6.3.1 Магнитопроводы.

Для трансформаторов и дросселей применяют три шипа магнитопроводов: стержневой, броневой и кольцевой.

При использовании броневого магнитопровода все обмотки трансф. размещают на одной катушке, которую надевают на средний стержень магнитопровода.

При использовании стержневого на 2 его стержнях расположены 2 катушки.

В маломощных силовых и низкочастотных трансф. используется броневой сердечник, т.к. применение одной катушки упрощает конструкцию и позволяет получить максимальный коофициент усиления , заполнена она медью.

Стержневую конструкцию используют для трансф. средней и большой мощности: наличие двух катушек увеличивает теплопередачи и улучшает тепловой режим обмоток.

Преимуществом стержневой системы конструкции является слабое внешнее магнитное поле, т.к. поля от этих катушек направлены навстречу друг – другу. Наименьшее внешнее поле получается при использовании в трансф. кольцевых магнитопроводов. Но они используются редко, т.к. низка производительность при поломке магнитопровода.

По конструкции броневые и стержневые магнитопроводы подразделяются на собранные из пленочных пластин и пленочные.

Ленточный магнитопровод можно получить наливкой и обмоткой полосы трансформаторной системы. После разрезки получают С –образные сердечники.

Для получения мин. намагниченного зазора в магнитопроводе торцы сердечников после установки в катушку заливают пастой содержащий ферромагнитный материал. Если зазор необходим то в месте слепка двух сердечников устанавливают накладки из бумаги или картона необходимой толщины. Ленточная конструкция сердечников позволяет механизировать процесс изготовления.

При использовании некоммутируемых сталей применение ленточных сердечников позволяет сохранить размеры и массу трансформаторов. Это происходит потому, что в магнитных силовых линий проходит перпендикулярно по направлению потока. При этом можно иметь достаточно большие размеры. В ленточных сердечниках линии расположения поля находятся по всей длине магнитопровода.

К основным параметрам сердечника относятся : средняя длинна магнитной силовой линии lc, активная площадь поперечного сечения магнитопроводаSc, площадь окнаSo, и вес магнитопроводаGc.

Площадь поперечного сечения

гдеkc– коэффициент заполнения , учитывающий, что часть площади поперечного сечения магнитопровода занял оксид металла и другие намагниченные материалы.

Kc– зависит от толщины материала и лежит в пределах

Трансформаторы.

ГОСТ 17596 – 72 – трансформаторы согласования, низкочастотные мощностью до 25 Вт.

Основные параметры:

Термины и определения.

Номинальная мощность – расчетная суммарная мощность вторичных обмоток при номинальных напряжениях и сопротивлениях нагрузки в режиме согласования.

Номинальное сопротивление нагрузки – сопротивление на которое рассчитан трансформатор.

Коофициент трансформации отношение числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной или напряжение на вторичной обмотке к напряжению на первичной обмотке. В режиме холостого хода будет учтено падение напряжения на трансформаторе.