Электрические соединители с гиперболоидными гнездами

Электрические соединители с гиперболоидными гнездами

Гиперболоидное гнездо – контактная технология, разработанная для обеспечения высокой надежности контакта электрического соединителя.

Компания Hypertronics производит соединители с использованием технологии гиперболоидного электрического контакта Hypertac. На базе стандарта PC104+ и гиперболоидного контакта Hypertac, производства Hypertronics наше предприятие выпускает соединители СНП388.

hyper_profhyper_front

Конструкция гиперболоидных контактов, применяемых в разъемах повышенной надежности, удовлетворяет жёстким требованиям космических и авиационных систем, транспортной, промышленной и медицинской техники. Технология организации электрического контакта получила такое название, поскольку, если смотреть на гнездо, проволоки кажутся изогнутыми по гиперболе. Получившаяся поверхность представляет собой однополостный гиперболоид вращения, таким образом, диаметр в средней части меньше чем диаметр по краям. Когда контактный штырь входит в гнездо, проволоки растягиваются и вся конструкция принимает цилиндрическую форму. Особенности контактной системы и преимущества, которые обеспечивает технология гиперболоидных гнезд электрическим соединителям, представлены в таблице.

Особенности контактной системы Преимущества
 Низкое усилие сочленения расчленения Снижение полного веса системы за счёт использования соединителей с большим количеством контактов
Снижение нагрузки на печатную плату при сочленении (соединители для печатных плат)
Увеличение срока эксплуатации
 Значительное количество циклов сочленения расчленения Низкая стоимость владения
Снижение объёма обслуживания и регламентных работ или их полное исключение для контактных систем
Увеличение интервалов между техническими обслуживаниями
 Низкое контактное сопротивление Снижение падения напряжения на соединителе
Снижение тепловыделения системы.
 Больший ток на одиночный контакт Миниатюризация конструкции
Увеличение передаваемой электрической мощности на единицу поперечного сечения соединителя
 Устойчивость к ударам и вибрации  Использование соединителей для работы в жёстких условиях
Создание высоконадёжных систем, не требующих обслуживания и контроля при эксплуатации

Конструкция технологии гиперболоидного контакта в электрических соединителях, включающая в себя гнездо, изготовленное в виде корзины из упругих проволок и цилиндрический штырь, обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с классическими соединителями.

Рисунок1В обычном контакте, в условиях повышенных вибраций происходит кратковременное размыкание контакта (дребезг) и, как следствие, подгорание контактов, что приводит к увеличению переходного сопротивления, и может перевести к отказу соединителя. В гиперболоидном гнезде благодаря тому, что штырь подвешен в корзине из проволочек, а также осесимметричной конструкции размыкания контакта, а следовательно и подгорания не происходит даже в условиях сильных вибраций.
Поверхность контакта имеет большую площадь в сравнении с классическим гнездом, таким образом, переходное сопротивление меньше и не меняется с течением времени.
Большая поверхность контакта позволяет проводить больший ток на контакт.
Усилие сочленения расчленения меньше чем в классической контактной системе, что актуально для многоконтактных соединителей.
Благодаря конструктивным особенностям переходное сопротивление контакта не меняется в зависимости от температуры и срока наработки соединителя.
С ростом диапазона воздействий внешних факторов на элементы инженерных конструкций, а также их усложнения, ужесточаются требования к качеству передачи силовых и управляющих электрических сигналов, в т.ч. посредством электрических соединителей.

Износостойкость. Это свойство соединителей характеризует способность конструкции сохранять требуемые качества во время эксплуатации и с ростом числа циклов сочленений-расчленений. Гиперболоидные контакты в разъемах обеспечивают ровное, лёгкое скольжение сопрягающихся частей контактной пары. Всё это гарантирует низкий износ контактных поверхностей. Кроме того, с течением времени электрическое сопротивление контактной пары даже несколько уменьшается. Это позволяет использовать разъёмы с гиперболоидными контактами в устройствах с большим сроком службы и необходимостью большого числа циклов сочленения-расчленения. Ровное и упругое скольжение контактных поверхностей дополнительно очищает контакты при каждом цикле сочленения-расчленения.

Помехоустойчивость характеризует способность соединителя осуществлять коммутацию электрических цепей без возникновения побочных электромагнитных полей, искажающих основной сигнал. Проведённые испытания и результаты практического использования показывают, что гиперболоидные контакты способны выдерживать очень высокие уровни ударов и вибраций с гарантированной стабильностью соединения; это является одной из причин их широкого распространения в промышленных приборах и аэрокосмической отрасли. Удары и вибрация могут приводить к кратковременным потерям контакта, критичным при использовании высоких скоростей достоверной передачи данных.

Нестабильность контактного сопротивления недостаточно надёжных разъёмов в приборах может приводить к считыванию ошибочных результатов измерений или, в случае использования сложного медицинского оборудования, создать опасность для жизни больного. Благодаря гиперболоидной конструкции разъёма, в особенности из-за 360-градусного охвата окружности штыря упругими проволоками гнезда, устойчивость к высоким уровням ударов и вибрации может быть гарантирована даже при частоте колебаний порядка 2 МГц. Это позволяет использовать данный тип соединителей при работе с сигналами чувствительных датчиков и преобразователей, где должны быть сведены к минимуму потери энергии, электромагнитные помехи и тепловыделение на разъёмах.

Надёжность. Данная конструкция контактов была испытана на 100 000 циклов сочленения-расчленения, показав минимальный износ и отсутствие потери функциональности при сохранении основных электрических показателей в оговоренном диапазоне. В соответствии с требованиями Государственного стандарта РФ ГОСТ 23784 – 98 «Соединители низкочастотные на напряжение до 1500 В и комбинированные. Общие технические условия», число циклов сочленения-расчленения для соединителей конкретного типа выбирается из ряда, максимальное значение которого составляет 1000 циклов. Таким образом, технология гиперболоидного контакта в соединителях позволяет увеличить число циклов сочленения-расчленения разъемов в 100 раз. Кроме того, как было показано выше, сопротивление гиперболоидной технологии контактов в разъёмах остаётся практически постоянным при длительной эксплуатации.

Начальная стоимость разъёмов, изготовленных по гиперболоидной технологии, выше стоимости разъёмов, имеющих «классическую» конструкцию. Однако интегральная оценка стоимости эксплуатации всего оборудования, оснащённого электрическими соединителями с гиперболоидными контактами, оказывается значительно ниже с учётом высокой надёжности работы этого оборудования и низкой вероятности появления сбоев и электрических помех. В медицинской технике, например, поломка разъёма повлияет не только на стоимость ремонта оборудования, но и на здоровье пациента.

Типовые проблемы, связанные с использованием разъёмов, обусловлены трудностями подключения и отключения, неустойчивым контактом из-за ударов и вибраций под воздействием факторов внешней среды, отказами или неустойчивым соединением в агрессивных средах, а также выходом из строя из-за неаккуратного обращения. Проведённый выше анализ позволяет сделать вывод, что электрические соединители, выполненные по гиперболоидной технологии, свободны от большинства вышеперечисленных проблем. Другими преимуществами гиперболоидных соединителей являются низкие усилия сочленения-расчленения и лёгкость модификации конструкции. Данный тип контактов обладает пониженными усилиями сопряжения, что позволяет монтировать контакты с большей плотностью, нежели контакты обычного типа, предоставляя свободу манёвра для конструкторов и компоновщиков агрегатов.

1-hypertac

На современном этапе развития технологии гиперболоидных контактов электрических соединителей данный тип соединителей превосходит по надёжности, продолжительности эксплуатации, износостойкости, устойчивости к внешним воздействующим факторам и удобству применения все существующие схемы коммутации электрических цепей. Конструктивные и технологические особенности гиперболоидных контактов позволяют строить на их основе широкую гамму различных типов электрических соединителей для самых разнообразных применений, что позволяет разработчикам создавать аппаратуру, способную работать в более широком диапазоне воздействия факторов окружающей среды без принятия дополнительных мер для повышения надёжности.

Получить более подробную информацию, заказать и купить соединители с использованием гиперболоидного электрического контакта Hypertac, производства Hypertronics или отечественные соединители СНП388, выпускаемые нашим предприятием, Вы можете позвонив нам по телефонам, указанным в контактах или любым другим удобным Вам способом.