Connecteurs industriels

Jul 01, 2023

David Marac | 20 janvier 2022

Les connecteurs électriques ont parcouru un long chemin au fil des ans en fournissant un composant tout-en-un qui relie plusieurs contacts dans une connexion enfichable individuelle. Ces connecteurs abritent des modules de style Lego-block dans un composant unique, sûr et infaillible qui tient dans la paume de votre main.

Deux des principales raisons qui caractérisent cette évolution sont les suivantes : 1) Ils ont évolué au-delà de l'énergie électrique car les forces du marché ont entraîné le besoin d'une personnalisation simple et d'une large gamme de connectivité ; et 2) Ces connecteurs avancés peuvent gérer jusqu'à 430 ampères de manière fiable pendant la durée de vie des composants qu'ils connectent - même lorsqu'ils sont accouplés jusqu'à 100 000 cycles. Les connecteurs modulaires les plus avancés comprennent :

Différents modules, boîtiers et options sont disponibles. Certains seront discutés ci-dessous. Dans de nombreux cas, ces connecteurs doivent résister à des températures extrêmes, aux chocs/vibrations, à l'humidité et à d'autres conditions environnementales difficiles pour des connexions critiques qui ne peuvent pas tomber en panne. Si vous ne travaillez pas déjà avec des connecteurs modulaires, cette brève vidéo vous montrera un exemple d'assemblage :

La vidéo ci-dessus montre le produit CombiTac direqt, qui est évalué à 350 ampères / 1 kilovolt et 10 000 cycles d'accouplement. Il est très similaire à son produit plus polyvalent appelé l'uniq, qui est évalué à 300 ampères / 5 kilovolts et 100 000 cycles d'accouplement. La version personnalisée pour environnements difficiles d'uniq est évaluée jusqu'à 430 ampères. Ceux-ci sont le résultat de l'évolution et sont issus des premiers connecteurs électriques modulaires CombiTac que Stäubli a introduits il y a plus de 20 ans.

Le direqt (ci-dessus), évalué à 10 000 cycles d'accouplement, gère l'alimentation, le signal et la pneumatique ; et l'uniq, évalué à 100 000 cycles d'accouplement, gère l'alimentation, le signal, les données, le thermocouple, le coaxial, la fibre optique, les fluides et la pneumatique.

Les problèmes de désalignement et de résistance électrique nuisent à l'efficacité des connecteurs depuis des années. Aujourd'hui, les connecteurs les plus avancés offrent un alignement autoguidé à l'aide de boîtiers qui garantissent un accouplement correct et évitent les problèmes tels que l'inversion de polarité.

Être "branché" correctement ne suffit pas. Pour un contact sûr et fiable au sein des modules, une innovation brevetée appelée technologie MultiLAM assure une transmission de puissance maximale avec la résistance électrique la plus faible possible là où, par exemple, les douilles à broches traditionnelles ou les méthodes de contact à surface plane ne le peuvent pas. Les matériaux utilisés sont également critiques et, par conséquent, seuls des contacts plaqués or ou argent doivent être utilisés pour le contact le plus fiable. Rien dans un connecteur haute puissance ne devrait jamais être considéré comme "bas de gamme".

Les entreprises qui utilisent les connecteurs les plus avancés d'aujourd'hui font état de succès face à de nombreux défis connexes et dans de nombreux secteurs. Il s'agit notamment des constructeurs automobiles mondiaux, de l'aérospatiale et de la défense, de l'automatisation, des tests et des mesures, de la médecine et de la santé, du rail et des transports, de la mobilité électrique et de la logistique, ainsi que des équipements et systèmes OEM dans tous les secteurs. Voici quelques exemples basés sur des expériences avec la gamme CombiTAC :

Systèmes de batteries de véhicules électriques : Akasol, basée en Allemagne, produit des batteries modulaires pour voitures électriques, bateaux, trains, etc. Le choix de l'OEM en matière de connecteurs a entraîné une augmentation de 30 % des performances ; achats simplifiés avec un seul connecteur au lieu de beaucoup plus sur la nomenclature d'un système ; et un entretien de la batterie plus rapide et plus sûr. Les techniciens disposent désormais d'un seul connecteur à débrancher, ce qui coupe l'alimentation électrique. Voici une vidéo montrant le fonctionnement d'Akasol et le connecteur modulaire qu'ils ont configuré sur mesure :

AGV automatisés pour l'exécution des entrepôts : IAM Robotics a récemment cherché à mettre à jour ses robots de manutention et ses véhicules guidés automatisés (AGV) avec des connecteurs mieux à même de gérer des années de changements fréquents de batterie (cycles d'accouplement) dans les entrepôts et les centres de distribution de ses clients. Dans une étude de cas récente, Vladimir Altman, co-fondateur d'IAM, a cité le manque de fiabilité des connecteurs commerciaux prêts à l'emploi, utilisant à la place CombiTAC UniqTM, en disant : "Tout ce que je pourrais utiliser d'autre me coûterait beaucoup plus cher".

Véhicules électriques: Silence Mobilité urbaine, connue dans toute l'Europe pour sa vision de « l'éco-mobilité » urbaine moderne, produit des scooters électriques pour les clients de flottes tels que les services de livraison et les forces de police. Les connecteurs modulaires faisaient partie intégrante (littéralement) du système de batterie extractible breveté de l'entreprise qui élimine le problème de la couverture inégale de la station de charge. (Cliquez ici pour voir une vidéo de cette application.)

E-mobilité : Le nouveau méga-port de PSA Singapour, le plus grand hub de transbordement de conteneurs au monde, met en place sa flotte d'AGV avec des échanges de batteries automatiques à charge rapide et remplaçables à chaud qui utilisent des connecteurs modulaires pour des changements rapides dans les opérations en cours. (Cliquez ici pour voir une vidéo de cette application.)

Électrification des équipements miniers : Certains OEM peuvent avoir une opportunité de marché si nouvelle qu'ils s'associent pour créer un nouveau type de connecteur. L'entreprise technologique mondiale ABB collabore désormais avec Stäubli pour une nouvelle solution d'électrification des mines afin de réduire les coûts et les émissions de gaz à effet de serre associés aux équipements lourds et aux véhicules alimentés par batterie pour des opérations minières à zéro émission. (Cliquez pour plus d'informations.)

Test & mesure : Un testeur de charge de véhicule électrique (EV) nécessitait un connecteur pour les combinaisons de puissance moyenne et élevée ; options d'extension ; un couvercle de protection et une protection contre les chutes pour l'ensemble de câbles ; et protection contre la saleté et l'eau pour une utilisation en extérieur. La solution comprenait des modules pour un utilisateur configuré un connecteur avec un circuit 350A et un circuit 120A supplémentaire ; contacts d'alimentation de protection IP2X ; un boîtier IP67 ; et le module Last Mate First Break Monitoring (High Voltage Interlock) pour une alimentation sûre et fiable, l'intégrité du signal et la transmission de données à travers les processus de fabrication de véhicules électriques et autonomes.

Équipement médical: Les connecteurs modulaires sont essentiels pour les unités chirurgicales, les appareils de diagnostic et plus encore. La machine à impulsions acoustiques rapides d'un OEM medtech a configuré un connecteur tout-en-un pour une sonde/connecteur détachable afin d'inclure des connecteurs coaxiaux pour un courant pulsé haute puissance ; raccords anti-fuite pour solution saline ; et étanchéité pour les procédures de lavage/stérilisation, le tout dans un seul boîtier IP68/69K.

Navires à passagers : Le réservoir de Brno en République tchèque a commencé à utiliser des navires alimentés par batterie depuis 1946 et s'est lancé dans un récent projet de modernisation pour mieux gérer 245 000 passagers par an. La dernière génération de connecteurs industriels unipolaires à 16 barillets avec protection IP68 et IP69 joue un rôle dans la fourniture d'une charge nocturne sûre pour fournir à chaque navire une alimentation électrique jusqu'à 100 km de trajet le lendemain.

Le dernier développement pour réaliser le multi-connecteur modulaire parfait se trouve dans une innovation logicielle, sous la forme d'un configurateur en ligne. Il s'agit d'une application qui accélère le processus de sélection du bon boîtier de connecteur et de tous les modules. Les ingénieurs peuvent combiner des modules à l'aide de graphiques, avec des fiches techniques intégrées, pour tous les composants, y compris l'alimentation, la haute tension, le signal, les contacts de surveillance, les données, le coaxial, le thermocouple, la fibre optique, les fluides et la pneumatique, ainsi qu'une gamme complète d'accessoires et d'options, vers le bas aux faisceaux de câbles et aux forages. Pour voir comment cela fonctionne, vous pouvez visionner cette vidéo :

Le configurateur présente des modèles 3D aux ingénieurs et une fois qu'un connecteur est terminé (ou enregistré en tant que produit proposé), le logiciel génère un numéro de pièce unique pour la commande, le pré-assemblage et l'expédition. Ce processus se fait généralement en temps réel avec un ingénieur commercial. Cependant, n'importe qui peut visiter la page du configurateur et créer un connecteur qui peut être enregistré pour une évaluation ultérieure.

A propos de l'auteur

David Marak est responsable des ventes pour le groupe de connecteurs modulaires chez Stäubli Electrical Connectors, Amérique du Nord. Il dirige l'équipe qui aide les gens à trouver des solutions personnalisées sur le marché en pleine croissance de la haute puissance. Il est titulaire d'un diplôme en génie mécanique et possède plus de 10 ans d'expérience de travail avec des spécialistes de la fabrication électronique, de l'automatisation et de la robotique. Vous pouvez joindre David par e-mail à [email protected] ou en l'appelant aux États-Unis au (707) 838-0530.

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