Tipos y consideraciones de diseño para bloques terminales
En los sistemas electrónicos y eléctricos modernos, las bloques terminales son componentes clave que garantizan conexiones eléctricas estables, seguras y eficientes. Con el avance de la tecnología y la diversificación de los campos de aplicación, el diseño y la selección de los bloques terminales se han vuelto cada vez más importantes. Elegir el bloque terminal adecuado no solo ayuda a mejorar el rendimiento general del sistema, sino que también reduce el riesgo de fallos, simplifica los procesos de mantenimiento y prolonga la vida útil del equipo. Por lo tanto, comprender los diversos tipos de bloques terminales y las consideraciones en su diseño y aplicación es un paso necesario para lograr conexiones eléctricas eficientes y confiables. Este artículo presentará los tipos de bloques terminales, las consideraciones al elegirlos y las características de los bloques terminales ofrecidos por Same Sky.
Tipos diversificados de bloques terminales disponibles para adaptarse a las necesidades de las aplicaciones
En la automatización industrial y otras aplicaciones, muchos dispositivos requieren sistemas de cableado estables y seguros, donde los bloques de terminales pueden utilizarse para conectar cables de manera eficiente y mejorar la seguridad general del sistema. Los bloques de terminales consisten en carcasas modulares y un cuerpo aislado que sujeta de forma segura dos o más cables juntos. También conocidos como conectores de terminales, terminales de conexión o terminales de tornillo, se utilizan ampliamente en aplicaciones que requieren conexiones seguras dentro de sistemas eléctricos. Son ideales para diseños que necesitan conexiones de cables seguras, bien organizadas y semipermanentes, y pueden reemplazarse fácilmente para inspecciones de campo o reparaciones.
Los tipos de bloques de terminales son bastante diversos y pueden seleccionarse según las necesidades de la aplicación. Se pueden utilizar varios tipos de bloques de terminales en los diseños, incluidos los de montaje en PCB, tiras de barrera, paso directo/raíl DIN, entre otros.
Los bloques terminales de montaje en PCB, a menudo conocidos como bloques terminales de estilo europeo o de cable a placa, funcionan insertando cables pelados en el módulo, asegurando los cables en la carcasa con abrazaderas y luego soldando la carcasa a una PCB con huellas comunes. Los bloques terminales de montaje en PCB pueden presentarse como módulos de un solo nivel, doble nivel o multinivel.
Las tiras de barrera, por otro lado, tienen un terminal de rosca donde se conectan terminales de anillo o terminales de horquilla a los cables, luego se insertan en el tornillo y se ajustan en la carcasa. Las tiras de barrera se suelen utilizar en entornos donde la vibración es un factor a considerar. Además, otro tipo, el bloque terminal de paso/DIN rail, se utiliza para conectar dos cables entre sí para conexiones cable a cable. Este tipo de bloque terminal tiene un contacto de entrada y otro de salida, con dos cables distintos alimentados en lados opuestos de la carcasa. Al igual que las versiones montadas en PCB, estos módulos también pueden venir en configuraciones de nivel único, doble o múltiple. El estilo de paso es más comúnmente encontrado en configuraciones montadas en riel DIN. Los bloques terminales de riel DIN generalmente se ofrecen como un tipo de paso para conexiones cable a cable o tipos de tierra, que visualmente se parecen al estilo de paso pero, en lugar de conectar los cables entrantes entre sí, los conectan a tierra en el riel DIN o el panel.
Consideraciones eléctricas clave para bloques de terminales
Al diseñar un sistema que utilizará bloques terminales, es importante comprender los requisitos generales de voltaje y corriente del sistema, así como otros factores como el número de polos, el paso y el tamaño/tipo de cable.
En primer lugar, la clasificación de corriente suele ser el parámetro más importante a considerar al diseñar con bloques terminales. La clasificación de corriente se basa en factores como la conductividad del terminal, el área de sección transversal y el aumento de temperatura correspondiente. Operar con corrientes demasiado altas puede hacer que el bloque terminal se sobrecaliente y se dañe, lo que generaría problemas de seguridad significativos. Una práctica recomendada es utilizar un bloque terminal con una corriente nominal de al menos el 150% de la corriente máxima esperada del sistema.
La clasificación de voltaje, por otro lado, depende de la resistencia dieléctrica y el paso del alojamiento del bloque terminal. El voltaje máximo del sistema aplicado debe ser menor que la clasificación de voltaje, y también se deben evaluar los picos de voltaje en el sistema al seleccionar bloques terminales. Además, la cantidad de circuitos individuales dentro del bloque terminal, conocida como el número de polos, puede variar desde un solo polo hasta 24 polos o más, dependiendo de la aplicación específica.
El paso del bloque terminal se define como la distancia de centro a centro de un polo al siguiente. El paso del conector generalmente se determina según las clasificaciones generales del bloque terminal, las cuales tienen en cuenta factores como voltaje/corriente, distancia de fuga y espacio libre. Los pasos industriales comunes incluyen, pero no se limitan a, 2.54 mm, 3.81 mm, 5.0 mm y 7.62 mm.
El tamaño mínimo y máximo del cable que un bloque terminal puede aceptar es una función correspondiente de la clasificación de voltaje/corriente. Además de asegurarse de que el cable utilizado encaje físicamente en el bloque terminal, también se debe considerar el tipo de cable. Los cables trenzados o de múltiples núcleos generalmente se utilizan con terminales de tornillo, mientras que los cables de núcleo sólido se usan comúnmente con bloques terminales de estilo de inserción. En América del Norte, los tamaños del cable se especifican en American Wire Gauge (AWG), pero el tamaño del cable también se puede especificar en mm2.
Consideraciones mecánicas clave para bloques terminales
Además de los factores eléctricos, también se deben considerar las restricciones y limitaciones mecánicas en el diseño de bloques terminales. Las características clave a tener en cuenta incluyen cualquier restricción mecánica en la carcasa que pueda afectar la huella general, la orientación y la accesibilidad de las conexiones. Las variaciones mecánicas en la carcasa pueden incluir la orientación de entrada de los cables, los métodos de sujeción de los cables, los tipos de módulos y los métodos de conexión entre el cable y la carcasa, entre otros.
Hay tres orientaciones comunes de entrada de cables para bloques de terminales: horizontal, vertical y 45°. Horizontal y vertical también se conocen como 90° y 180°, respectivamente. La orientación del cable generalmente puede determinarse por las restricciones físicas en el diseño general, lo que ayuda a decidir cuál opción es más viable.
El método para asegurar los cables dentro de la carcasa del bloque terminal generalmente se logra a través de tres tipos principales: terminales con tornillo, terminales de botón y terminales de inserción directa. Los terminales con tornillo, o bloques terminales con tornillo, aseguran el cable contra el conductor en el bloque terminal al apretar un tornillo que cierra una abrazadera. Además, los terminales de botón utilizan una abrazadera de resorte para asegurar el cable contra el conductor; al presionar el botón se abre la abrazadera de resorte y, al soltar el botón, la abrazadera se ajusta al cable. Los terminales de inserción directa, similares a los terminales de botón con abrazaderas de resorte, permiten que el cable se inserte directamente en la carcasa sin necesidad de usar un botón para abrir el resorte.
Los módulos de bloques de terminales pueden construirse como componentes entrelazables o en alojamientos individuales. Los módulos de bloques de terminales entrelazables suelen fabricarse en versiones de 2 polos y 3 polos. Con estos dos tamaños, los diseñadores pueden unir los módulos para lograr cualquier cantidad de polos requerida. Los bloques de terminales para riel DIN funcionan de manera muy similar, con unidades individuales que se deslizan juntas sobre un riel metálico. Una vez que se alcanza la configuración deseada y el número de polos necesarios, se utiliza una tapa compatible para completar la instalación, protegiendo el alojamiento de la unidad más externa.
Los bloques de terminales de una sola pieza están construidos con todos los polos contenidos dentro de una sola carcasa. Estas son características típicas de las carcasas enchufables, donde no es posible configurar múltiples piezas. Otros usos incluyen versiones de alta corriente o alta temperatura, donde una sola carcasa proporciona mayor robustez.
Si bien la mayoría de los conectores de bloques terminales permiten que los cables se inserten directamente en el alojamiento, existen algunas variaciones que utilizan pares de conexión que pueden enchufarse entre sí. Estos bloques terminales enchufables todavía permiten insertar cables en el alojamiento, pero ofrecen el beneficio adicional de un alojamiento modular que puede conectarse directamente a un alojamiento fijo en la placa de circuito impreso (PCB). Estos son ideales para diseños que requieren desconexiones frecuentes de la conexión principal sin necesidad de desconectar todos los cables individuales.
La clasificación de seguridad de los bloques terminales y otras consideraciones de diseño
Las clasificaciones de seguridad son cruciales al especificar los bloques terminales. Los bloques terminales suelen estar certificados y/o diseñados según las normas de seguridad UL y/o IEC y están fabricados con materiales que cumplen con la clasificación de flamabilidad UL94V-0. Las clasificaciones de UL e IEC pueden aparecer de manera diferente en las hojas de datos porque cada agencia utiliza estándares distintos, y los bloques terminales deben cumplir con sus respectivos requisitos. Al seleccionar bloques terminales, es importante entender los requisitos de seguridad del sistema en general y asegurarse de que las clasificaciones de los bloques terminales cumplan con estos requisitos.
Para facilitar el montaje o mantenimiento para los usuarios, los colores del alojamiento o las marcas especiales pueden ser modificados para ayudar a distinguir entre diferentes conexiones de bloques de terminales. Esto es especialmente útil en sistemas complejos con múltiples cableados y circuitos alojados en una ubicación centralizada. Además, se debe considerar la temperatura de operación del sistema final al seleccionar bloques de terminales para determinar si son necesarios bloques de terminales con clasificación para altas temperaturas.
Same Sky es un proveedor clave de bloques terminales, ofreciendo configuraciones enchufables, sin tornillos, con tornillos y para riel DIN con hasta 24 polos, distintas opciones de color y calibres de cables que van desde 28 hasta 4 AWG. Los conectores de bloques terminales de Same Sky también cuentan con diversas certificaciones de corriente y voltaje UL e IEC, junto con un rango de temperatura operativa de -40 a 105°C, además de bloques terminales para altas temperaturas con una clasificación de hasta 130°C.
Conclusión
Si bien es necesario considerar muchos factores al diseñar un sistema completo, los bloques terminales son la mejor solución para conectar sistemas eléctricos complejos. Comprender las características y funciones de los diferentes tipos de bloques terminales es fundamental al seleccionarlos. Elegir el bloque terminal adecuado no solo afecta la estabilidad y la seguridad del sistema eléctrico, sino que también está relacionado con la facilidad de mantenimiento y la vida útil a largo plazo del sistema. Al considerar los requisitos específicos de la aplicación, los entornos operativos, la selección de materiales y la comodidad de instalación, los diseñadores pueden elegir el bloque terminal más adecuado, mejorando así el rendimiento y la confiabilidad general del sistema. Los bloques terminales de Same Sky ofrecen varias opciones de colores y configuraciones, brindando una gama de alternativas para enfrentar sus desafíos de diseño.
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