Bud Industries
por Ravi Jain, Bud Industries Inc.
Algunos 30 hace años, Gabinetes con clasificación NEMA se utilizaban únicamente en aplicaciones eléctricas. En la actualidad, dado que la electrónica ha invadido áreas como la automatización de fábricas, los controles interiores y exteriores y las telecomunicaciones, NEMA es el segmento de más rápido crecimiento de la industria de gabinetes electrónicos.
Las normas NEMA definen los distintos niveles de protección ambiental. Cuando una aplicación está mojada, sucia o lavada, los gabinetes NEMA son la solución obvia.
Lo que no es tan obvio es qué tipo de material seleccionar para la caja del gabinete NEMA. La mayoría de los ingenieros de EE. UU. eligen automáticamente gabinetes metálicos, desperdiciando dinero y flexibilidad. De hecho, los gabinetes NEMA económicos están disponibles en una amplia variedad de materiales que incluyen plástico, aluminio fundido a presión, chapa de acero y aluminio y fibra de vidrio. Cada tipo de material tiene sus pros y sus contras, y es una decisión importante, porque determina cómo y dónde se puede usar el dispositivo. La elección del material depende de la aplicación, el presupuesto y el grado de personalización requerido.
Caja de ventana transparente con bisagras todo en uno AIO IP66
A pesar del aumento del precio del petróleo, el plástico sigue siendo la opción de menor costo para los gabinetes NEMA. No es tan resistente como el metal, pero tiene algunas propiedades únicas que lo convierten en una opción útil. Para principiantes, envolventes de plástico son ligeros, lo que los hace fáciles de llevar. Muchos dispositivos portátiles y de mano pequeños están empacados en gabinetes eléctricos de plástico. Si un recinto de plástico de policarbonato pesa 1 libra, el mismo recinto de fibra de vidrio pesaría alrededor de 1.5 libras, de aluminio 2 libras y de acero más de 6 libras.
El plástico se puede moldear en formas infinitas, lo que permite compartimentos de batería moldeados, cubiertas empotradas, esquinas redondeadas y otras características de diseño útiles típicas de los gabinetes portátiles pequeños.
También es única la opción de transparencia. Los gabinetes NEMA pueden tener una cubierta transparente, lo que permite que los LED y otros indicadores sean visibles sin necesidad de abrir la cubierta o proporcionar aberturas selladas o con juntas.
Los recintos de plástico pueden albergar instrumentos que pueden verse afectados por el metal. Si este es un requisito, no olvide especificar sujetadores y pestillos no metálicos, que los proveedores de gabinetes ofrecen como opción.
Debido a que el plástico es naturalmente resistente a la corrosión, se puede usar al aire libre y en entornos de lavado. Especialmente en Europa, las cajas eléctricas de plástico se utilizan a menudo para cajas de conexiones y para albergar controles industriales. Contrariamente a la creencia popular, las cajas de plástico se montan fácilmente en la pared y en la máquina.
Los gabinetes de plástico estándar vienen en una cantidad limitada de colores, pero para grandes cantidades, hay colores personalizados disponibles. Encontrar gabinetes de plástico de tamaño personalizado es un poco más desafiante. Las herramientas necesarias para las modificaciones pueden costar entre 5,000 y 40,000 XNUMX dólares, según el tamaño y la complejidad. Afortunadamente, hay una gran variedad de dimensiones disponibles en stock.
Cajas de plastico son típicamente moldeados por inyección de plástico de policarbonato. El plástico se puede formular para proporcionar estabilidad UV y resistencia a las llamas.
Las cajas hechas de plástico ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) encuentran servicio en muchas aplicaciones. La razón para elegir un gabinete ABS es como una alternativa de bajo costo en aplicaciones de interior donde no se requiere una clasificación. Son más pesados y tienen menos resistencia al impacto que los gabinetes hechos de plástico de policarbonato. Además, el plástico ABS no puede ser transparente, por lo que algunos gabinetes tienen cuerpos de ABS y cubiertas transparentes hechas de policarbonato.
AN Gabinete de aluminio fundido a presión con bisagras
Las carcasas de aluminio fundido a presión también son livianas, pero ofrecen más resistencia a la compresión y rigidez que el plástico. El proceso de fundición da como resultado paredes que son comparativamente más gruesas, lo que hace que el gabinete sea muy fuerte y resistente a los impactos. Por lo general, las cajas de aluminio fundido a presión se utilizan para albergar dispositivos electrónicos, neumáticos, hidráulicos y eléctricos. Son especialmente buenos para albergar conjuntos electrónicos sensibles debido al blindaje EMI y la calidad de disipación de calor del aluminio.
El metal transfiere bien el calor y es resistente a la corrosión. Aluminio fundido a presión Los alojamientos suelen estar disponibles con bridas de montaje opcionales, que están soldadas o formadas como parte del troquel. Busque que la brida de montaje esté en el cuerpo de la caja, en lugar de la tapa; de lo contrario, la caja no se puede abrir sin quitarla primero de la pared o de la máquina.
A diferencia del plástico, las cajas de aluminio fundido a presión se pueden pedir con un acabado de pintura en polvo resistente a los daños en una variedad de colores. Esto no solo mejora la propiedad relativamente resistente a la corrosión del aluminio, sino que también es una forma de diferenciar un producto en el mercado.
Cajas de aluminio extrusionado puede ser producido de manera rentable. Los cuerpos son básicamente de diseño tubular. Las tapas o biseles de plástico cubren los extremos, lo que puede agregar funcionalidad, como paneles infrarrojos. A pesar de su precio asequible, las cajas de aluminio extruido pueden tener tapas y acabados elegantes. Al igual que con otras cajas metálicas, la carcasa de aluminio aleja el calor de los componentes electrónicos. Algunos modelos cuentan con guías de tarjetas integradas.
Cajas de chapa de acero proporcionar una apariencia más agradable que el aluminio fundido a presión, mientras que proporciona el mismo
La serie de gabinetes N3R proporciona una excelente protección exterior NEMA 3r
beneficios de disipación de calor, blindaje EMI y resistencia a la compresión. Las cajas de chapa son más duraderas y también más pesadas que las de otros materiales. En pequeñas cantidades, los gabinetes de láminas de metal pueden ser costosos, pero en grandes cantidades son económicos. Sin embargo, los gabinetes personalizados en pequeñas cantidades y los gabinetes grandes son generalmente más económicos en láminas de metal debido a los costos de herramientas comparativamente bajos.
El acero no es tan resistente a la corrosión como el aluminio, pero con un acabado de pintura en polvo, puede cumplir con los mismos estándares NEMA que los gabinetes hechos de otros materiales. Para aplicaciones al aire libre que necesitan una larga vida útil, el acero inoxidable funciona mucho mejor, aunque a un costo elevado. Bud ofrece una carcasa de acero inoxidable que tiene un costo más bajo que la mayoría. Las aplicaciones típicas incluyen cajas de instrumentos, cajas de control, cajas de cableado de terminales, cajas de medidores, cajas de conexiones y aplicaciones marinas.
Formado por doblado de chapa y soldadura, cajas NEMA de chapa tener dimensiones personalizadas se puede obtener fácilmente. Estos vienen a un precio superior a los recintos comunes, que están disponibles en una amplia variedad de tamaños.
Las cajas de chapa también están disponibles en aluminio. Las principales ventajas de los gabinetes de chapa de aluminio: en comparación con el acero, son más livianos, de menor costo y naturalmente resistentes a la corrosión. El aluminio solía ser la primera opción para gabinetes portátiles, pero hoy en día se usa más comúnmente el plástico.
Gabinete de fibra de vidrio serie NF
Recintos de fibra de vidrio ofrecen muchas de las mismas ventajas de los gabinetes de plástico, como resistencia al agua y a la corrosión. Son apropiados para lavado en interiores y ambientes al aire libre. La fibra de vidrio combina los beneficios del plástico con las fibras de vidrio para agregar rigidez y resistencia a los impactos. La fibra de vidrio es más resistente que el ABS o el policarbonato; de hecho, es más resistente que el acero del mismo peso. Levantar un gabinete grande para montarlo en la pared o en un poste será mucho más fácil si el gabinete está hecho de fibra de vidrio en lugar de metal.
En comparación con el plástico de policarbonato, la fibra de vidrio tiene una temperatura de funcionamiento superior (-31 grados F a 300 grados F). La desventaja es que los gabinetes de fibra de vidrio cuestan hasta el doble que los gabinetes de plástico ABS o policarbonato. También son caros de mecanizar debido a la dureza de las fibras de vidrio. También son menos resistentes a los impactos que otros tipos de recintos de plástico. La inclusión de las fibras de vidrio también significa que no tienen un aspecto tan "limpio" y pueden tener algunos bordes irregulares.
Lea más consejos de selección para gabinetes de fibra de vidrio en nuestra publicación de blog.
Recientemente, se han puesto a disposición cajas de plástico de policarbonato reforzadas con un 10 por ciento de fibras de vidrio. Este material tiene mucho menos contenido de fibra que la fibra de vidrio tradicional, lo que reduce el costo y mejora la apariencia. Estos recintos son más resistentes que las cajas de policarbonato simples. (Ver un vídeo de lo que sucede cuando un automóvil pasa por encima de dicho recinto). Además, las fibras agregan estabilidad durante el moldeado, por lo que las tolerancias son más estrictas.
Cada vez más, los gerentes de las empresas solicitan modificaciones a sus proveedores de gabinetes. El fabricante puede asegurarse de que las modificaciones se realicen correctamente utilizando las mejores herramientas posibles y permite a las empresas centrarse en las competencias básicas y reducir los costes de fabricación. Puede agregar valor brindando a los clientes soluciones personalizadas, como el montaje de orificios en una configuración personalizada, o mejorando el diseño, como el mecanizado CNC de aberturas con formas personalizadas.
Desafortunadamente, Gabinetes de caja NEMA puede ser complicado de modificar. Cualquier abertura cortada en la caja podría comprometer la clasificación NEMA y la ventilación puede ser limitada o imposible, según la clasificación NEMA deseada.
Los prensaestopas son una forma económica y eficaz de sellar los orificios por donde salen los cables de la caja. Otras aberturas pueden requerir que su proveedor agregue juntas personalizadas. Además, considere la acumulación de calor en el diseño y utilice tácticas pasivas de dispersión de calor.
A menudo, las cajas NEMA de plástico y fundición a presión se moldean con protuberancias internas y guías para tarjetas. Previa solicitud, el proveedor podrá fresarlos para proporcionar una mayor capacidad interna. A veces, se pueden agregar modificaciones al exterior sin afectar la clasificación NEMA, como agregar pestillos, pasadores de bloqueo, soportes de montaje y manijas de transporte. Por supuesto, los proveedores a menudo están dispuestos a proporcionar acabados personalizados, serigrafía y etiquetas. Tenga en cuenta que cualquier personalización, como tamaños únicos o cambios de material, a menudo requerirá que el gabinete se vuelva a enviar a UL.
Cada vez más dispositivos se empaquetan en gabinetes con clasificación NEMA, una tendencia impulsada por la creciente demanda de los clientes y la caída de los costos. Al elegir el material ideal para un gabinete NEMA, los ingenieros pueden proteger sus diseños al menor costo posible.
La Asociación Nacional de Fabricantes de Productos Eléctricos ha estandarizado los distintos niveles de protección ambiental para los gabinetes. En una encuesta reciente, más del 70 por ciento de los ingenieros estaban confundidos por los diferentes Calificaciones NEMA. Además, la encuesta sugiere que el 40 por ciento de todos los recintos que requieren protección se especifican en el nivel incorrecto. La mayoría de los ingenieros utilizan un nivel que no proporciona la protección adecuada para la aplicación prevista de su diseño; el saldo es excesivo, lo que agrega costos innecesarios.
En el extremo inferior del rango, NEMA 1 brinda un nivel básico de protección, lo suficiente como para que no pueda poner el dedo dentro de la unidad y los componentes internos estén protegidos contra contactos accidentales. Este es un nivel básico que proporciona seguridad al producto pero no seguridad ambiental.
En el extremo superior de la gama, un gabinete NEMA 4 brinda toda la protección de NEMA 1 más protección contra líquidos rociados y la capacidad de resistir la formación de hielo. Este es un alto grado de seguridad que no se requiere en muchas situaciones, excepto en aplicaciones al aire libre.
La clasificación más incomprendida es NEMA 12. Aunque tiene un número más alto, cubre gabinetes solo para uso en interiores. Brinda protección contra la suciedad que cae, el polvo y las fibras que circulan y el goteo de agua. Los bastidores de gabinetes para uso en interiores a menudo se especifican según NEMA 12.
| NEMA Escriba no. | Definición de gabinete NEMA | IEC clase* |
| 1 | Construido para uso en interiores para proporcionar un grado de protección al personal contra el acceso a piezas peligrosas y para proporcionar un grado de protección del interior del equipo contra la entrada de objetos extraños sólidos (suciedad que cae). | IP10 |
| 4 | Construido para uso en interiores o exteriores para proporcionar un grado de protección al personal contra el acceso a piezas peligrosas; para proporcionar un grado de protección del interior del equipo contra la entrada de objetos extraños sólidos (suciedad que cae y polvo arrastrado por el viento); para proporcionar un grado de protección con respecto a los efectos nocivos en el equipo debido a la entrada de agua (lluvia, aguanieve, nieve, salpicaduras de agua y agua dirigida por manguera); y que no se dañará por la formación externa de hielo en el recinto. | IP56 |
| 4x | Igual que el Tipo 4 excepto que brinda protección adicional contra la corrosión. | IP56 |
| 12 | Construido (sin orificios ciegos) para uso en interiores o exteriores para brindar un grado de protección al personal contra el acceso a partes peligrosas; para proporcionar un grado de protección del interior del equipo contra la entrada de objetos sólidos extraños (suciedad que cae y polvo en circulación, pelusa, fibras y partículas volantes); y para proporcionar un grado de protección con respecto a los efectos nocivos en el equipo debido a la entrada de agua (goteo y salpicaduras ligeras). | IP52 |
* El tipo NEMA normalmente es igual o superior a la clasificación IP de IEC que se muestra.