Diseño de recinto eléctrico: 9 consideraciones clave

En los sistemas industriales y eléctricos modernos, el recinto eléctrico no es solo una carcasa para proteger los componentes internos, sino también una barrera importante para garantizar un funcionamiento estable de la seguridad de los equipos y el personal . Un excelente diseño de gabinete eléctrico requiere una consideración integral de múltiples factores, desde la adaptabilidad ambiental hasta el rendimiento de la disipación de calor, desde la selección del material hasta la protección de la interferencia electromagnética {{1} Sistema . Este artículo explorará las nueve consideraciones clave en el diseño de gabinete eléctrico para ayudar a los ingenieros y tomadores de decisiones tomar decisiones más inteligentes durante el proceso de diseño y selección .

 

 

Contenido

1. Estructura y planificación del espacio

2. adaptabilidad material y ambiental

3. Diseño de gestión térmica y disipación de calor

4. Seguridad eléctrica y compatibilidad electromagnética (EMC)

5. Administración de cables y diseño de interfaz

6. mantenibilidad e interacción humana-computadora

7. Diseño de escenario a prueba de explosión y especial

8. Costo y optimización de la cadena de suministro

9. Cumplimiento de la regulación y de certificación

 

 

1. Estructura y planificación del espacio

El diseño estructural es la base del chasis eléctrico, que determina su compatibilidad, escalabilidad y racionalidad de cableado .

• Tamaño estandarizado: priorice el diseño de tamaño que cumple con los estándares IEC para garantizar la compatibilidad con los componentes estándar de la industria, como los rieles DIN y los interruptores de circuitos, que es conveniente para el mantenimiento y reemplazo posteriores .
• Diseño modular: mediante la configuración de particiones móviles y marcos de instalación modular, la estructura interna del chasis se puede ajustar de manera flexible, lo que es conveniente para la adición y reducción del equipo y la expansión de funciones .
• Utilización del espacio: se recomienda reservar aproximadamente un 20% de espacio redundante después de que se completa el cableado inicial para evitar el sobrecalentamiento o el inconveniente en el mantenimiento debido a la concentración excesiva de cables .

 

2. adaptabilidad material y ambiental

La selección de materiales debe tener en cuenta las condiciones ambientales del escenario de aplicación para garantizar la estabilidad a largo plazo del chasis .

• Selección de materiales: FRP o placas de acero galvanizadas se recomiendan para escenarios al aire libre, que tienen una buena resistencia y resistencia al clima; Los materiales ABS se pueden usar para ocasiones en interiores, que tienen un buen aislamiento y rentabilidad .
• Nivel de protección: el nivel de IP se determina de acuerdo con el entorno de instalación . Los niveles comunes como IP54 son adecuados para el interior industrial general, e IP65 es adecuado para entornos polvorientos o húmedos para garantizar que la resistencia al polvo y el agua cumplan con los estándares .}
• Diseño resistente a la corrosión: para las áreas costeras o de alta sal, el chasis debe pasar la prueba de spray de sal, que generalmente requiere 96 horas sin óxido para garantizar la vida útil .

 

3. Diseño de gestión térmica y disipación de calor

La gestión térmica es crucial para la operación estable de componentes electrónicos dentro del chasis, y las soluciones de enfriamiento pasivas y activas deben considerarse de manera integral .

• Enfriamiento pasivo: los respiraderos deben diseñarse de acuerdo con los principios aerodinámicos, generalmente con entrada de aire en la parte inferior y la salida de aire en la parte superior para eliminar eficazmente el calor .
• Enfriamiento activo: para los dispositivos de alta calidad, los ventiladores o los aires acondicionados dedicados deben configurarse . La selección debe basarse en los cálculos de generación de calor para garantizar que el dispositivo de enfriamiento coincida con la carga .
• Materiales conductores térmicos: el chasis metálico tiene una mejor conductividad térmica, y las piezas clave pueden tener aletas de enfriamiento incorporadas para mejorar la eficiencia general de la disipación de calor .

 

4. Seguridad eléctrica y compatibilidad electromagnética (EMC)

La seguridad eléctrica y el diseño de compatibilidad electromagnética son los requisitos previos para prevenir accidentes e interferencia de equipo .

• Diseño de conexión a tierra: se debe establecer un terminal de conexión a tierra independiente para evitar la interferencia electromagnética o los riesgos de descarga eléctrica personal causados ​​por un terreno común .
• Diseño de aislamiento: cuando el cableado internamente, se deben distinguir canales de corriente fuertes y débiles, y se deben instalar capas de blindaje de metal en líneas clave para suprimir la radiación electromagnética .
• Protección contra la sobrecarga: configure razonablemente fusibles y interruptores de circuitos, y establezca la lógica de protección segmentada para mejorar la tolerancia general de fallas y las capacidades de respuesta del sistema .

5. Administración de cables y diseño de interfaz

El diseño científico del cable y el diseño de la interfaz no solo mejoran la eficiencia de la construcción, sino que también ayudan con el mantenimiento posterior y la solución de problemas .

• Planificación del conducto del cable: el diseño de separación del conducto de alambre vertical y horizontal se adopta para evitar la interferencia de la señal causada por el cruce de cables y mejorar la ordenación de cableado .
• Interfaz rápida: para escenas al aire libre o móviles, se pueden configurar enchufes de aviación prefabricados o conectores impermeables a nivel de IP para garantizar una conexión confiable y un reemplazo fácil .
• Sistema de etiquetado: todos los puertos y cables deben etiquetarse permanentemente de acuerdo con los estándares ISO 2063 para la identificación y gestión a largo plazo .

 

6. mantenibilidad e interacción humana-computadora

El buen diseño de mantenimiento no solo ahorra costos de operación y mantenimiento, sino que también mejora la experiencia del usuario .

• Ventana de mantenimiento: elija una estructura de puerta de apertura frontal o de apertura lateral de acuerdo con el espacio de instalación para facilitar el acceso a equipos y herramientas en diferentes direcciones .
• Espacio de operación: el espacio de operación de herramienta suficiente (al menos 50 mm) debe reservarse dentro para garantizar que herramientas como destornilladores y llaves puedan girar libremente .
• Visualización de estado: se coloca una ventana de observación en el cuerpo de la puerta, y el material se puede seleccionar de vidrio o policarbonato a prueba de explosión, lo cual es conveniente para monitorear el estado operativo interno sin la apertura de la puerta frecuente .

 

7. Diseño de escenario a prueba de explosión y especial

Para entornos de aplicación especiales, como el equipo químico, minero o marino, se deben cumplir las especificaciones de protección correspondientes .

• Certificación a prueba de explosión: en áreas inflamables y explosivas, la estructura del chasis debe cumplir con los estándares a prueba de explosión ATEX o IECEX, incluidos la estructura de sellado y el diseño del puerto de alivio de presión .
• Diseño resistente a los terremotos: el equipo utilizado en los entornos de vibración, ferrocarriles o de vibración debe estar equipado con soportes de absorción de choque y conectores flexibles para evitar que los componentes se aflojaran o dañen .

 

8. Costo y optimización de la cadena de suministro

La racionalidad del diseño debe tener en cuenta tanto el control de costos como la eficiencia de la cadena de suministro .

• Diseño modular: minimice las piezas personalizadas, dale prioridad a los módulos y accesorios estandarizados, y reduzca los costos de producción y mantenimiento .
• Adquisición local: se recomienda cooperar con proveedores locales para componentes clave como capas de chapa y piezas estándar para acortar los ciclos de entrega y mejorar la velocidad de respuesta .

 

9. Cumplimiento de la regulación y de certificación

Asegurar que el diseño del producto cumpla con los estándares nacionales e internacionales relevantes es la base del acceso al mercado .

• Estándares obligatorios: por ejemplo, el mercado norteamericano debe cumplir con los estándares UL 508A y NEMA 250, y el mercado chino debe referirse a estándares nacionales como GB/T 4208.
• Verificación de la prueba: después de completar el diseño, se deben realizar pruebas de tipo, cubriendo elementos como el aumento de la temperatura, la resistencia a la presión y la resistencia mecánica para garantizar que diversas actuaciones cumplan con los requisitos de seguridad y estabilidad .

 

 

The design of electrical chassis is a multidisciplinary engineering task that requires comprehensive consideration of structural mechanics, electromagnetic theory, thermodynamics, ergonomics, and other aspects. Through systematic design strategies and standardized engineering implementation, not only can the reliability and safety of the electrical system be improved, but also the subsequent maintenance costs and operational risks can be significantly reducido . para diseñadores de ingeniería, solo integrando los nueve factores clave anteriores se pueden lograr las mejores soluciones del sistema en diferentes escenarios de aplicación .