У більшості таблиць даних M12 друкується один номінальний струм -, часто 4 А на контакт. Це число зазвичай вимірюється з одним контактом під напругою, при кімнатній температурі, на відкритому повітрі.
Ваша програма рідко є будь-якою з цих речей.
У цьому посібнику описано, що насправді обмежує струм в інтерфейсі M12, як кількість контактів змінює відповідь і як правильно визначити розмір провідників -, перш ніж ви виявите проблему під час кваліфікації.
1. Кількість пінів змінює все
Це частина, яку більшість посібників з вибору пропускають. Ось фактичні номінальні струми в нашому діапазоні M12, усі створені відповідно до IEC 61076-2-101:
| Контакти | Номінальний струм | Номінальна напруга |
|---|---|---|
| 2/3/4-контактний | 4 A | 250 V |
| 5-контактний | 4 A | 125 V |
| 8-контактний | 2 A | 60 V |
| 12-контактний | 1.5 A | 30 V |
12-контактний M12 пропускає 37% струму 4-контактного - у тому самому корпусі M12.
Дві причини:
Фізично менші контакти.Встановлення 12 контактів в оболонку M12 означає, що кожен контакт має менший діаметр, що підвищує опір звуження на сполучній поверхні. Ось чому а4-контактний роз'єм M12несе більший струм на контакт, ніж an8-контактна версія для монтажу на панельоднакового розміру.
Спільний тепловий об'єм.Кожен контакт під напругою віддає тепло в той же корпус. Дванадцять контактів на 1,5 А генерують більше загального тепла, ніж чотири контакти на 4 А, незважаючи на нижчий показник на-контакт.
Наслідки відбору: якщо вам потрібна і велика кількість контактів, і більший струм, M12 може бути неправильним форм-фактором. 4-контактний роз’єм M12 зручно справляється зі струмом 4 А; потреба в 4 А в 12 колах означає перехід до anроз'єм М16, анроз'єм М23, або поділ на два роз’єми.
Більш{0}}поточні варіанти: для силових застосувань наша серія фланцевих гнізд M12 розрахована на струм до 12 A (4/5-pin) і 16 A (5-pin). Інша геометрія контакту, однакова різьба M12 - варто вказувати, коли стандартних 4 А недостатньо.
2. Реальною межею є підвищення температури, а не струм
Роз’єм M12 не виходить з ладу, тому що через нього тече «занадто багато ампер». Він виходить з ладу, оскільки тепло, яке виробляють ці підсилювачі, погіршує ізолятор, розслабляє контактну пружину або прискорює окислення на контактній поверхні.
Механізм джоулева нагріву:
P = I² × R
Два практичних наслідки:
Теплові ваги з квадратом струму.Подвоєння струму збільшує тепло в чотири рази. Комфортний контакт при 4 А не є "трохи теплим" при 8 А - він генерує в чотири рази більше тепла.
У R переважає контактний опір, а не опір провідника.З’єднувальна поверхня, а не мідь, є місцем, де виникає найбільше тепла.
Цілі дизайну, які використовуються в цьому посібнику:
| Параметр | Значення |
|---|---|
| Допустиме підвищення температури | 30 K |
| Контактна температура 25 градусів навколишнього середовища | 55 градусів |
| Послаблений ліміт для закритих установок | до 40 К |
Еталонні стандарти: IEC 61076-2-101 (круглі роз'єми M12), IEC 60512-5-2 (метод випробування підвищенням температури).
3. Специфікація Kabasi M12
| Параметр | Значення | довідка |
|---|---|---|
| Стандартний | IEC 61076-2-101 | - |
| Контактний опір | Менше або дорівнює 10 мОм | IEC 60512-2-1 |
| Опір ізоляції | >100 MΩ | - |
| Ступінь захисту | IP67 | - |
| Робоча температура | -40 градусів до +85 градусів | - |
| Доступне кодування | A / B / D | - |
| Ступінь забруднення | 3 | - |
| Категорія перенапруги | II | - |
| Контактний матеріал/покриття | Cu сплав / Au (більше або дорівнює 0,8 мкм) | - |
| Матеріал корпусу | Нікельована латунь- | - |
| Ізоляційний матеріал | PA, UL94 V-0 | - |
| Екранування | Доступна екранована конструкція | - |
| Діапазон провідника | 0,25-0,5 мм² (24-20 AWG) | - |
| Кабельний ввід | PG7: 4-6 мм / PG9: 6-8 мм | - |
| Номінальні цикли спарювання | Більше або дорівнює 100 | IEC 61076-2-101 |
| цикли спаровування ted (перевірено Kabasi) | Більше або дорівнює 500 | В-домашні випробування на міцність |
Значення контактного опору та ізоляції перевірені на нашому сайтіобладнання для-власного тестування. Для обґрунтування наших специфікацій покриття дивіться нашу технічну приміткустандарти товщини золотого покриття.
4. Розміри та зниження номінальних характеристик провідника
Для мідних провідників (більше або дорівнює 98% IACS) із нормальним охолодженням і допустимим підвищенням на 30 K:
| Поперечний-розріз | 0,5 мм² | 0,75 мм² | 1,0 мм² | 1,5 мм² | 2,5 мм² |
|---|---|---|---|---|---|
| Базовий струм | 5 A | 8 A | 12 A | 18 A | 25 A |
| AWG | 20 | 18 | 17 | 16 | 14 |
Примітка: версії стандартних гвинтових-роз’ємів M12 приймають 0,25-0,5 мм² (24-20 AWG). Більші поперечні перерізи застосовуються до серії фланців з більшим струмом.
Застосуйте коефіцієнт охолодження для фактичного встановлення:
Виправлений струм=Базовий струм × К
| Стан установки | K | Приклад: 1,0 мм² |
|---|---|---|
| Відкриті контакти, хороша вентиляція | 1.1 | 13.2 A |
| Стандарт (монтований на друкованій платі, відкрита панель) | 1.0 | 12 A |
| Закритий корпус, щільно упаковані штифти | 0.8 | 9.6 A |
| Висока температура навколишнього середовища (більше або дорівнює 60 градусам) | 0.7 | 8.4 A |
Працюючий приклад - шнура промислового сервоприводу
| Крок розміру | Приклад роботи - 15 безперервний замкнутий корпус |
|---|---|
| Вимога | 15 Безперервний, закритий корпус (K=0.8), межа підвищення 30 K |
| Розрахунок | Необхідна базова лінія=15 ÷ 0.8=18.75 A |
| Подивіться-вгору | 1,5 мм² дає базову лінію 18 А - недостатньо |
| Вибір | 2,5 мм² (25 A базова лінія × 0.8=20 A скориговано) |
Вибір натомість 1,5 мм² дає 14,4 А з поправкою на вимогу 15 А. Виміряне підвищення температури в цій конфігурації сягає 38 К - понад ліміт, і існує довгостроковий-ризик перегорання терміналу.
5. Три помилки, які спричиняють збої на полі
Помилка 1 - Використання рейтингової таблиці без зниження номінальних параметрів
Для провідника 1,0 мм² із струмом 12 А в закритому корпусі було виміряно підвищення температури вище 40 К. У таблиці зазначено 12 А; таблиця припускала, що у вас немає охолодження.
Помилка 2 - Припущення, що всі контакти несуть номінальний струм одночасно
Оцінки в таблиці даних зазвичай вимірюються одним-контактом. У багато-контакті M12:
- Кожен контакт під напругою додає тепло до того самого об’єму корпусу
- Центральні штифти нагріваються на 5-8 K вище, ніж крайові штифти – оточені іншими джерелами тепла без шляху до навколишнього середовища
- Нагрівання центрального-штифта само-підсилюється: вища температура підвищує опір, концентруючи більше тепла в тій самій точці
Правило проектування: призначте ланцюги високого-струму крайовим позиціям. Відокремте контакти живлення та сигналу на 2-3 мм, де це дозволяє схема контактів.
Помилка 3 - Ігнорування припинення
Поганий обжим підвищує контактний опір настільки, щоб зменшити ефективну потужність струму на 15-20%. Ви можете вказати правильний провідник і все одно не пройти термічну кваліфікацію через якість закінчення. Це стосується обохпольові-проводові роз’єми M12, де якість обтиску залежить від інструментів установника та заводуформовані шнури M12, де його контролюють у відкаліброваних виробничих умовах.
6. Контактна сила: існує оптимум, а не максимум
Опір контакту має дві складові: опір звуженню (протікання струму через мікроскопічні точки контакту) і опір плівки (шари оксиду та забруднення).
Нормальна контактна сила є основним важелем -, але більше не означає краще:
| Контактна сила | Ефект |
|---|---|
| Нижче 3 пн | Опір різко зростає і стає нестійким; висока{0}}чутливість до вібрації |
| 3-5 N | Мінімальний життєздатний діапазон |
| 5-15 N | Рекомендоване робоче вікно |
| Вище 20 пн | Опір перестає покращуватися, але контактна пружина приймає постійне положення |
Виміряна поведінка на контактах M12: збільшення сили з 2 Н до 4 Н зменшує опір контакту приблизно з 50 мОм до 15 мОм. Понад 20 Н майже немає електричного посилення, тоді як сила пружини може зменшитися приблизно на 30% після 50 циклів сполучення.
7. Падіння напруги
Для контурів датчиків падіння напруги часто стає обмежуючим, ніж тепло.
R = ρ × L / A
Датчик 24 В постійного струму з допуском живлення 10% витримує загальне падіння в петлі приблизно 2,4 В. Під час довгих пробігів шнура цей бюджет зникає швидше, ніж тепловий бюджет.
Падіння напруги - Kabasi M12 cordsets, 24 VDC, turn-trip
| Диригент | поточний | Опір петлі | 5 m | 10 m | 20 m |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,34 мм² (22 AWG) | 1 A | 0.101 Ω/m | 0.51 V | 1.01 V | 2.03 V |
| 0,5 мм² (20 AWG) | 2 A | 0.069 Ω/m | 0.69 V | 1.38 V | 2.76 V |
Значення розраховуються, а не вимірюються:-кругове падіння=2 × ρ × L × I / A, з ρ=0.017241 Ω·мм²/м для відпаленої міді при 20 градусах, на основі номінального поперечного-перерізу. Контактний опір лише провідника - (менше або дорівнює 10 мОм на сполучену пару) і кінцевий опір не включені, тому розглядайте їх як підлогу, а не як найгірший випадок.
Уважно прочитайте останню колонку.Шнур 0,5 мм², що передає 2 А на відстані 20 м, падає напругу 2,76 В-в обидва кінці. Це становить 115% від бюджету 2,4 В, датчик 24 В постійного струму з допуском живлення ±10% дозволяє - петля не відповідає специфікаціям тільки на міді. Корпус 0,34 мм² 1 A 20 м досягає 2,03 В, або 85% бюджету, майже не залишаючи запасу для контактного опору чи пульсацій живлення.
Температура погіршує стан. Опір міді зростає приблизно на 0,393% на K, тому ті самі 0,34 мм² 20 м пробігу при 1 А падають на 2,03 В при 20 градусах, 2,35 В при 60 градусах і 2,55 В при 85 градусах - цифра 20 градусів відповідає бюджету, а цифра 85 градусів — ні. Обчислюйте падіння напруги при фактичній температурі шафи або польової температури, а не при лабораторній температурі.
Практичне правило: понад приблизно 15 м при 2 А збільште поперечний-переріз провідника, перемістіть точку введення живлення ближче до пристрою або виберіть датчик із ширшим діапазоном живлення. Для більших пробігів ми постачаємоПодовжувачі М12певної довжини або збіркиспеціальні кабельні збіркиіз розміром поперечного-перерізу відповідно до вашого бюджету падіння напруги.
8. Контрольний список вибору
- Необхідна кількість контактів - перевірте номінальний струм для цієї кількості контактів, а не цифру заголовка серії
- Загальний струм з усіма контактами під напругою
- Максимальна температура навколишнього середовища в місці роз’єму, а не кімнатна температура
- Встановлення: на відкритому повітрі, у закритому приміщенні або в комплекті - виберіть K із Розділу 4
- Довжина кабелю та допустиме падіння напруги в петлі
- Потрібне кодування (A / B / D) і чи потрібна екранована конструкція
- Ланцюги високого-струму, призначені крайовим контактам
- Спосіб закріплення: польовий-дротовий гвинтовий затискач або набір шнурів із залитою формою
поширені запитання
Q1: Скільки ампер може нести роз’єм M12, коли всі чотири контакти під напругою?
Номінальний струм 4 A згідно з IEC 61076-2-101 застосовується для кожного контакту, але для реальних установок потрібне зниження. У закритому корпусі (K=0.8) заплануйте приблизно 3,2 А на контакт. Для безперервної роботи з повним навантаженням на всіх контактах запитайте дані про зниження номінальних параметрів для вашої конкретної конфігурації.
Q2: Чому 8-контактний M12 передає лише 2 А, тоді як 4-контактний 4 А?
Дві причини. Більша кількість контактів вимагає фізично менших контактів, які мають більший опір звуженню. А контакти з більшою напругою генерують більше загального тепла в межах того самого об’єму корпусу. Наші номінальні струми відображають це: 4 А для 2-5-контактного, 2 А для 8-контактного, 1,5 А для 12-контактного. Якщо вам потрібен великий струм у багатьох ланцюгах, M16 або M23 зазвичай є кращим форм-фактором.
Q3: Чому центральний штифт нагрівається сильніше, ніж крайні?
Крайові штифти мають тепловий шлях до стінки корпусу та навколишнього повітря. Центральні контакти оточені іншими-контактами зі струмом і зазвичай нагріваються на 5-8 K вище. Призначайте ланцюги сильного струму до крайових позицій, де це дозволяє схема контактів.
Q4: Мій M12 гріється, але відповідає поточному рейтингу. Це проблема?
Очікується тепло - IEC 60512-5-2 допускає певне підвищення вище температури навколишнього середовища. Важливим є загальний показник: температура навколишнього середовища плюс підвищення проти номінальної температури ізолятора. Наш діапазон M12 розрахований на ступінь +85. Роз’єм під кутом 70 градусів у кімнаті з температурою 25 градусів є нормальним; той самий роз’єм під кутом 70 градусів у шафі під кутом 60 градусів є майже межею.
Q5: Ви постачаєте як комплекти шнурів, так і польові-дротові з’єднувачі?
Так - обидва з одного виробництва. Гвинтові -версії клем приймають 0,25-0,5 мм² (24-20 AWG) з кабельним вводом PG7 (4-6 мм) або PG9 (6-8 мм) для польового монтажу, і ми виробляємо комплекти шнурів із залитою формою до заданої довжини. Це включає в себеКод M12 D- до шнурів Ethernet RJ45для мереж PROFINET іекрановані роз'єми M12де продуктивність EMC має значення. Постачання обох від одного постачальника дозволяє уникнути невідповідності інтерфейсу, яка виникає, коли польові-з’єднувальні та формовані деталі надходять від різних виробників.
Q6: Яка мінімальна кількість замовлення для пробної збірки?
10 шт. Ми підтримуємо партії від 10 до 5000 штук, включаючи змішані специфікації, тому ви можете кваліфікувати кілька кодувань і кількість штифтів, не зобов’язуючись об’єму. Стандартний термін виконання 15 днів; прискорено будує корабель у 7.
Q7: Наскільки поганий обтиск впливає на потужність струму?
Погане стиснення обжиму може зменшити ефективну потужність струму на 15-20% через підвищений опір на кінці. Це поширена причина того, що з’єднувачі не витримують теплової кваліфікації, незважаючи на правильний розмір провідника. Висоту обжиму слід перевірити на відповідність специфікаціям, а інструменти відкалібрувати за визначеним графіком.
Потрібні дані про зниження параметрів для вашої конфігурації?
Надішліть нам три параметри, і ми повернемо розраховане зниження номінальних параметрів і падіння напруги для вашого налаштування:
- Температура навколишнього середовища в місці роз’єму
- Кількість PIN-кодів, кодування та поточний контакт
- Довжина кабелю та стан монтажу (відкритий/закритий/в комплекті)
- Підтримка зразків: 5-10 штук для оцінки, включаючи тестові дані для вашої програми.
- MOQ: від 10 штук - змішані характеристики вітаються.
- Час виконання: 15 днів стандартний, 7 днів прискорений.
Перегляньте нашповний асортимент роз'ємів M12або надішліть нам деталі вашої заявки для розрахунку зниження номінальної вартості.
Запит на розрахунок зниження номіналу
