Pautas de diseño de carcasas electrónicas: la guía definitiva

Elegir una carcasa electrónica adecuada puede ser una tarea abrumadora.

Una razón por la que destacaré todos los aspectos críticos que debes considerar en el diseño de una carcasa electrónica.

Elija las dimensiones adecuadas para la carcasa electrónica

Tener las dimensiones correctas para su caja electronica Facilita su funcionamiento eficaz. Además, permite una correcta instalación de su armario.

Una ventilación adecuada solo es posible si se eligen las dimensiones correctas para el armario eléctrico. Hay que tener en cuenta varios factores a la hora de seleccionar las dimensiones correctas para el armario eléctrico.

Por ejemplo, debe tener en cuenta la aplicación para la que utilizará su caja eléctrica. Las aplicaciones de gran tamaño suelen requerir cajas de gran tamaño para que funcionen correctamente.

El motivo es que hay muchos y grandes componentes que hay que instalar en el armario. También hay que tener en cuenta cómo acceder al armario eléctrico a la hora de decidir las dimensiones.

El fácil acceso implica tener que reparar la mayoría de los componentes de su gabinete eléctrico.

Es importante elegir las dimensiones adecuadas para el gabinete

Seleccione el material adecuado para la carcasa electrónica

Las cajas electrónicas están disponibles en diferentes materiales dependiendo de dónde quieras usarlas. Al seleccionar el material adecuado, debes considerar varios factores, entre ellos:

Condiciones climáticas

Antes de decidir qué material utilizar para la carcasa de su equipo electrónico, debe tener en cuenta las distintas condiciones climáticas, que pueden variar desde nieve y lluvia hasta calor excesivo.

El calor excesivo no es ideal para el correcto funcionamiento de su gabinete electrónico, ya que es necesaria una ventilación adecuada para su funcionamiento eficaz.

Condiciones ambientales

Las condiciones ambientales del lugar donde se utiliza una determinada carcasa electrónica son fundamentales. Dichas condiciones incluyen el entorno químico y salino.

El entorno ambiental afecta la durabilidad de la carcasa electrónica y los componentes que se encuentran en su interior. También afecta la funcionalidad de los componentes dentro de la carcasa electrónica.

Material de blindaje EMI/RF

Interferencias electromagnéticas y de radiofrecuencia Afecta el funcionamiento adecuado de su equipo electrónico. Dichas frecuencias también pueden interferir con el funcionamiento de su equipo.

Seleccionar un material con el blindaje adecuado es vital para el funcionamiento eficaz de los componentes de su gabinete.

Requisito de clasificación IP del material

La clasificación IP detalla la resistencia de protección del material contra la penetración de agua y polvo. También hay que tener en cuenta la resistencia del material frente a diversos factores, como el impacto de fuerzas externas.

La clasificación IP ayuda a comprender la durabilidad de su material.

Mecanizado posterior del material

Necesitará material con el que pueda seguir trabajando, si es necesario, durante el proceso de instalación de su gabinete.

El trabajo adicional en el gabinete incluye perforar agujeros o cortar los bordes para una instalación adecuada.

Los diferentes materiales tienen distintas capacidades de mecanizado, lo que puede afectar la eficiencia de su gabinete.

El común materiales para caja electronica son:

Aluminio

El aluminio es un material liviano para la fabricación de carcasas electrónicas. Además, tiene otras ventajas, como la resistencia a la intemperie y la facilidad de mecanizado, lo que le da una ventaja sobre el acero inoxidable.

Si busca un material con un mayor índice de protección contra radiofrecuencias, este es el adecuado para su carcasa. También tiene un mejor efecto de bloqueo contra las radiaciones electromagnéticas.

Estas propiedades hacen posible que este material se pueda utilizar para fabricar envolventes destinadas a zonas sensibles. También se puede utilizar en aplicaciones de alta temperatura, ya que puede soportar dichas temperaturas.

Una caja electrónica de aluminio

Acero inoxidable

La ventaja de utilizar acero inoxidable como material para la carcasa electrónica es su resistencia a la corrosión.

Por lo tanto, puede utilizar un recinto de este tipo en un entorno propenso al agua salada sin preocuparse por su durabilidad.

Además, es un recinto fácil de limpiar, lo que lo convierte en la mejor opción para aplicaciones que requieren un alto grado de limpieza, como las industrias de procesamiento de alimentos y médicas.

La principal limitación para utilizar este material para su recinto es su precio relativamente alto.

El acero inoxidable 304 es el estándar que se puede utilizar para fabricar cajas electrónicas. Esto se debe a sus ventajas en comparación con otros grados de acero inoxidable.

Caja electrónica de acero inoxidable

Fibra de vidrio

La ventaja de utilizar fibra de vidrio es su durabilidad en comparación con los materiales plásticos. Sin embargo, no es tan resistente como el aluminio o el acero inoxidable.

El aspecto de durabilidad lo hace más económico que el acero inoxidable y el aluminio, pero más caro que el plástico. Además, permite el mecanizado, lo que hace que sea relativamente más fácil perforar agujeros durante la instalación.

La fibra de vidrio está limitada al área de aplicación ya que no tolera altas temperaturas.

Caja de fibra de vidrio

Plástico

Existen distintos tipos de plásticos disponibles para las carcasas electrónicas, cada uno con sus ventajas. Sin embargo, el tipo de plástico que se utiliza habitualmente es el ABS debido a sus características únicas.

Otros plásticos que puedes utilizar para tu carcasa electrónica incluyen PVC, PC, PE y PMMA.

El ABS es un tipo de plástico endurecido cuyo precio es menor al de otros plásticos. Además, este material no es conductor de electricidad, lo que minimiza la electrocución durante el funcionamiento de su gabinete.

Es un material relativamente más económico que los demás para fabricar su caja eléctrica. Además, se beneficia de su mecanizado mediante diversos métodos, lo que aumenta su aplicación.

La principal limitación del ABS es su inadecuación para su uso en zonas con altas temperaturas, debido al efecto de fusión que tiene.

Caja electrónica de plástico

Tenga claras las opciones de montaje deseadas para la carcasa electrónica

El montaje adecuado de su caja electrónica garantiza su estabilidad y minimiza los riesgos durante su funcionamiento. Existen varias opciones de montaje que puede elegir para su caja.

Los principales son:

Opción de montaje independiente

Esta opción de montaje implica colocar el gabinete sobre una superficie plana. Consiste en patas o una plataforma que sostiene y asegura el gabinete debajo.

La mayoría de los gabinetes eléctricos independientes tienen acero inoxidable, fibra de vidrio o acero dulce como material principal.

Las opciones de montaje independientes suelen tener polvo de poliéster como acabado de superficie, lo que las convierte en opciones ideales para su uso en las industrias del petróleo, el gas y la farmacéutica.

El uso de esta opción es económico y maximiza el rendimiento. Además, son relativamente más fáciles de instalar.

Aquí hay varios diseños de Cajas eléctricas independientes.

Opción de montaje en pared

La opción de montaje en pared implica montar el cuadro eléctrico sobre una superficie plana, preferentemente en una pared. Esto es posible mediante el uso de almohadillas extendidas y soportes de pared.

La ventaja de la opción de montaje en pared es que permite ahorrar espacio y maximizar el rendimiento. También son relativamente más fáciles de instalar, lo que reduce el costo total de su caja eléctrica.

Hay diferentes diseños que puede tener un gabinete para montaje en pared. Estos diseños incluyen diseños de puerta simple, puerta doble y cubierta con bisagras.

Opción de montaje en el suelo

La opción de montaje en el suelo es muy similar a la opción de montaje independiente. La principal diferencia es que la opción de montaje en el suelo no tiene base de sujeción.

Al instalar con esta opción, debe atornillarla o sujetarla al piso de su gabinete eléctrico. Después de la instalación, es difícil moverla, por lo que tiene opciones de diseño limitadas para su aplicación.

Aquí tienes una guía donde también podrás aprender Cómo montar un armario eléctrico.

Diseño de bastidores para cajas electrónicas

Según diversas pautas, existen distintos tipos de bastidores que puede tener en su gabinete electrónico. Por ejemplo, si considera el tamaño de su gabinete, tendrá una pista sobre qué bastidor usar.

También debe tener en cuenta la funcionalidad de su gabinete. La funcionalidad le ayuda a identificar el rack de gabinete que desea y a diseñarlo en su gabinete electrónico.

El costo es otro factor a tener en cuenta al diseñar el bastidor de su gabinete electrónico. Los diferentes tipos de bastidores tienen diferentes precios, incluido el costo del material y el costo de instalación.

La disponibilidad de estos racks de gabinetes en diferentes materiales le brinda opciones a la hora de seleccionar el mejor para usar. Al seleccionar el material a utilizar, debe considerar la carga máxima del sistema eléctrico.

Los tipos más comunes de bastidores para cajas electrónicas son:

Bastidores para gabinetes electrónicos

Este tipo de bastidor de gabinete ofrece un entorno controlable para sus componentes eléctricos. Además, es un bastidor independiente que ofrece estabilidad para su gabinete durante el funcionamiento.

Un gabinete de rack para equipos electrónicos tiene puertas en la parte delantera y trasera que ofrecen ventilación. Esto es vital para controlar la temperatura del gabinete.

Puede utilizar este tipo de bastidor en recintos que requieran un alojamiento adecuado de componentes eléctricos. El tipo de bastidor de recinto electrónico de gabinete depende de la carga de componentes y del requisito de configuración.

Caja electrónica para gabinete

Bastidores para gabinetes electrónicos de servidores

Los racks para gabinetes electrónicos de servidores son ideales en aplicaciones que requieren máxima ventilación, lo que facilita el control de temperatura. El rack cuenta con puertas frontales, traseras y laterales, que están adecuadamente ventilados.

La ventaja de este tipo de bastidor es que puede soportar cargas enormes de hasta 1200 libras. Sin embargo, debe verificar el diseño de su gabinete antes de decidir la carga máxima que puede soportar.

Caja para rack de electrónica para servidores

Bastidores de cajas electrónicas sísmicas

Los racks sísmicos son ideales para su uso en áreas que experimentan diferentes vibraciones e impactos, ya que pueden soportar el efecto que las vibraciones e impactos pueden tener en su gabinete.

Es fundamental anclar siempre al suelo los recintos con bastidores sísmicos para fines de estabilidad.

La ventaja de este tipo de rack es la protección que ofrece a los componentes presentes en el gabinete, lo que minimiza las interrupciones en el funcionamiento de su gabinete electrónico.

Caja de protección electrónica sísmica

Racks de gabinetes electrónicos de ubicación conjunta

Un rack de ubicación conjunta para gabinetes electrónicos es la mejor opción cuando se desea un subgabinete en el gabinete. Consta de varios compartimentos individuales, cada uno con su puerta.

La ventaja de este tipo de bastidor es la ventilación adecuada por delante y por detrás. La ventilación adecuada es un aspecto fundamental para controlar la temperatura de la caja electrónica.

Los racks de ubicación conjunta están disponibles en distintos tamaños según las especificaciones de su gabinete electrónico. Los tamaños típicos varían entre 24 y 39 pulgadas.

Rack de gabinete electrónico de ubicación compartida

Bastidores de cajas electrónicas abiertas

Se puede utilizar un rack de caja electrónica abierta en aplicaciones que requieran un acceso rápido a los componentes electrónicos, ya que carece de cualquier barrera lateral que pueda dificultar su acceso.

La ausencia de barreras lo convierte en una opción ideal para su uso en aplicaciones de alta temperatura. Esto se debe a la máxima ventilación, que ayuda a controlar la temperatura.

Sin embargo, no se puede utilizar para aplicaciones pesadas ya que no puede soportar cargas pesadas.

Considere los accesorios que instalará en el gabinete electrónico

Existen diferentes accesorios que puedes instalar en tu caja electrónica. Estos accesorios facilitan el funcionamiento de tu caja y reducen los riesgos que pueden ocurrir durante su funcionamiento.

Los accesorios comunes que puedes tener en tu caja electrónica son:

Mecanismos de bloqueo

Los accesorios con mecanismo de bloqueo ayudan a proteger su caja electrónica, impidiendo que personal no autorizado acceda a ella.

Hay diferentes mecanismos de bloqueo disponibles según el nivel de protección que desee para su gabinete.

Mecanismos de monitoreo de temperatura

Los mecanismos de control de temperatura sirven para verificar y regular la temperatura de funcionamiento de su gabinete. La regulación de la temperatura es un aspecto fundamental del funcionamiento de su gabinete, ya que minimiza el sobrecalentamiento de los componentes.

Accesorios de ventilación

Los accesorios de ventilación facilitan el proceso de enfriamiento de la carcasa electrónica, ya que permiten que el aire frío ingrese a la carcasa y que el aire caliente escape.

Una ventilación adecuada permite el correcto funcionamiento de su gabinete electrónico.

Accesorios de montaje

Estos accesorios son fundamentales durante el proceso de montaje de su caja eléctrica, ya que garantizan que la caja eléctrica esté colocada correctamente, lo que minimiza las posibilidades de rotura.

Una caja electrónica con un dispositivo de montaje

Considere la gestión de cables en el gabinete electrónico

La gestión de cables es un aspecto fundamental de la organización de su armario eléctrico. Una gestión adecuada minimiza diversos riesgos que pueden surgir en su interior.

Pueden surgir diversos riesgos debido a una mala gestión de los cables en su gabinete. Entre estos riesgos se incluyen:

Largas horas de instalación

Una mala gestión de los cables en el cuadro eléctrico puede hacer que la instalación se prolongue durante mucho tiempo, lo que puede retrasar un proyecto y aumentar su coste total.

Las largas horas de instalación se utilizan principalmente para determinar qué cable es para qué propósito y dónde debe instalarse.

Tiempo de inactividad no programado

Los tiempos de inactividad no programados surgen cuando la gestión de cables dentro del gabinete eléctrico es deficiente. La causa puede variar desde fallas eléctricas hasta que el gabinete no funciona.

La causa principal de esto suele ser una instalación incorrecta o daños en los cables durante la instalación.

Bajo rendimiento de la aplicación

El rendimiento de su gabinete se reduce debido a una mala gestión de los cables. La causa principal de esto es la instalación incorrecta de los cables.

Un bajo rendimiento genera mayores costos operativos y reduce la producción general.

Mantenimiento regular de su gabinete eléctrico

Debe realizar un mantenimiento periódico de su caja eléctrica cuando la gestión de cables es deficiente. El mantenimiento periódico aumenta el costo operativo general de su caja electrónica.

Por lo tanto, es necesario gestionar los cables de forma adecuada durante la instalación y el mantenimiento. Las principales formas de gestionarlos de forma adecuada son:

Bujes de cable

Este tipo de gestión de cables consiste en proteger la abertura de los cables mediante el aislamiento de los mismos, lo que evita que los cables sufran daños en caso de rozaduras o tirones.

Los pasacables también minimizan los cortocircuitos al separar los cables individuales. Según la situación, existen diferentes tipos de pasacables que puedes aplicar a tus cables.

Estos tipos incluyen bujes de presión, bujes de alivio de tensión y bujes de ajuste a presión abiertos.

Clips para cables

Las abrazaderas para cables implican el uso de clips para asegurar los cables a lo largo de la superficie de la carcasa electrónica. La ventaja de este método es que elimina cualquier elemento que cuelgue de los cables y que provoque daños.

De esta forma, podrá disponer de los cables de forma ordenada, lo que facilita su identificación e instalación. Además, hay dos tipos de clips para cables disponibles para su selección.

El primer tipo es un componente de dos partes que incluye un componente para agrupar los cables.

El otro componente facilita la fijación del clip en su caja eléctrica. Este tipo depende de la superficie de montaje de su caja eléctrica, que debe permitir el uso de clavos.

El segundo tipo utiliza adhesivo en lugar de clavos y es rentable en cuanto a su compra e instalación.

La limitación de su uso es que el adhesivo puede aflojarse con el tiempo, lo que provoca que se despegue todo el clip, lo que hace que el cable quede colgando, lo que puede suponer un peligro a largo plazo.

Los diferentes tipos de clips de cable que puede utilizar incluyen clips de cable de riel DIN, clips de cable autoadhesivos y clips de cable de montaje con tornillos.

Abrazadera de cable

Las abrazaderas para cables tienen las mismas características que las grapas para cables, pero la principal diferencia está en el ámbito de aplicación.

Las abrazaderas para cables son ideales para utilizarlas para gestionar cables más gruesos. Su función es sujetar los cables y facilitar su recorrido en el cuadro eléctrico.

El chat de ruta es fundamental para ayudarlo durante la resolución de problemas y el mantenimiento de sus cables. También ayuda a minimizar el acoplamiento inductivo, que causa problemas de interferencia.

Los distintos tipos de abrazaderas para cables incluyen abrazaderas con montaje de tornillo y abrazaderas para mazos de cables. También existen las abrazaderas para montaje en árbol de fuego y las abrazaderas para cables con bisagra y cierre superior.

Elija un mejor acabado de superficie para el gabinete eléctrico

Los distintos acabados de superficie tienen distintos efectos en el cuadro eléctrico. Por lo tanto, debe tener en cuenta varios factores antes de decidir qué acabado de superficie aplicar al cuadro eléctrico.

Estos factores incluyen:

Ubicación del gabinete eléctrico

Los distintos acabados de superficie reaccionan de forma diferente al entorno en el que se encuentra la carcasa. Por ejemplo, un acabado de superficie determinado puede desprenderse si se lo somete a un entorno cálido.

Otro acabado superficial puede desprenderse si se lo expone a un ambiente frío, pero esto afecta la durabilidad del gabinete eléctrico.

Es necesario que el acabado de la superficie que seleccione sea compatible con el entorno operativo de su gabinete. Esto mejora la durabilidad y el atractivo visual de su gabinete eléctrico.

Temperatura de funcionamiento

Conocer la temperatura de funcionamiento de su gabinete puede ayudarle a reducir los riesgos. Por ejemplo, puede utilizar rápidamente un acabado específico que reaccione negativamente a las altas temperaturas.

El uso de acabados que no toleran determinadas temperaturas supone unos costes operativos elevados ya que es necesario realizar un mantenimiento periódico.

Los principales acabados de superficie disponibles para su gabinete eléctrico son:

Polvo de uretano de poliéster

Este tipo de acabado de superficie es ideal para un gabinete eléctrico para exteriores. Ofrece un acabado de superficie suave y duradero que se adhiere correctamente al gabinete.

El polvo de uretano de poliéster ofrece protección contra diversos factores como el calor y los productos químicos.

Líquido de electrorecubrimiento

El líquido de electrocoat utiliza una composición acrílica catódica para formar un acabado de superficie resistente a la corrosión. Además, le da un acabado resistente a su gabinete eléctrico.

La ventaja de este acabado superficial es su durabilidad, lo que reduce el coste operativo general.

Polvo epoxi

El polvo de epoxi proporciona un acabado superficial resistente y duradero para su caja eléctrica. La ventaja de este acabado es su resistencia a diversos factores, como la corrosión y los aceites disolventes.

Por lo tanto, dispone de una amplia gama de áreas en las que puede utilizar este acabado de superficie en su armario eléctrico.

La aplicación de polvo epoxi deja un aspecto brillante en la carcasa. Sin embargo, la exposición prolongada a la luz ultravioleta afecta su durabilidad.

Elija un mejor acabado de superficie para su gabinete

Enfoque en el sistema de enfriamiento del gabinete eléctrico

Existen dos formas principales de enfriar el armario eléctrico: los métodos de enfriamiento convencionales, naturales y forzados.

Refrigeración natural y convencional

El enfriamiento natural y convencional permite el flujo de aire natural en el gabinete eléctrico. Sin embargo, este método depende del diseño del gabinete.

Debe diseñar su recinto para permitir el máximo flujo de aire para lograr la máxima refrigeración. Esto se logra asegurando la ventilación en la parte superior e inferior del recinto.

La ventilación superior e inferior puede ser fija o flexible para que puedas quitarla cuando sea necesario.

Es una forma económica de permitir el flujo de aire hacia el interior del armario eléctrico, ya que no aumenta el coste operativo del mismo.

La principal limitación del flujo de aire natural convencional es que aumenta la suciedad en el recinto, lo que puede reducir la eficiencia del recinto, ya que la suciedad se acumula en los componentes.

También es necesario realizar un mantenimiento periódico del gabinete para eliminar la suciedad, lo que aumenta el costo operativo general del gabinete eléctrico.

Flujo de aire por convección forzada

El flujo de aire por convección forzada es una forma artificial de permitir el máximo flujo de aire en su gabinete eléctrico.

Hay dos formas en que esto es posible, es decir, el uso de ventiladores y sopladores.

El ventilador permite que el aire fluya hacia el interior del gabinete en forma paralela al eje de las aspas. La ventaja de los ventiladores es que permiten el flujo de aire a alta presión.

Los ventiladores son comunes en aplicaciones con menos resistencia dentro del gabinete. Los sopladores permiten el flujo de aire hacia el gabinete de manera perpendicular al eje de los sopladores.

La ventaja de los ventiladores es que se pueden utilizar con contrapresión desde el gabinete. En un gabinete electrónico en particular, se debe utilizar una combinación de ventilador y soplador.

Centrarse en las características de seguridad de los armarios eléctricos

Las características de seguridad de los armarios eléctricos facilitan su manejo y funcionamiento seguros. Puede tener diferentes características de seguridad en su armario eléctrico según diversos factores, como su tamaño.

Las principales características de seguridad que puede obtener en su gabinete eléctrico son:

Conforme a los estándares necesarios

La primera característica de seguridad que debe comprobar es asegurarse de que un armario eléctrico determinado cumpla con los estándares necesarios. Este tipo de armario le ofrece la garantía de que funcionará en la configuración indicada.

Debe preguntar a su fabricante sobre los estándares de calidad si no está seguro de ellos.

Cerraduras y pestillos de puertas

El acceso no autorizado a su armario eléctrico puede dar lugar a riesgos inesperados. Por lo tanto, es prudente asegurarse de que su armario tenga todos los mecanismos de cierre seguros y protegidos.

Estos mecanismos incluyen tener cerraduras y pestillos en las puertas de su gabinete eléctrico.

Mecanismos de control de temperatura

El funcionamiento de un armario eléctrico suele dar lugar a una producción de alta temperatura. Si no se mantiene esta temperatura, siempre se producirá una avería inesperada en el armario.

Puede evitar esta falla instalando mecanismos de control de temperatura adecuados en su gabinete. Existen diferentes mecanismos de control de temperatura que puede instalar en su gabinete eléctrico.

Por ejemplo, puede tener unidades de monitoreo de temperatura, un ventilador, un soplador o una ventilación adecuada.

Sistema de gestión de cables

Un sistema de gestión de cables evita que se produzcan cortocircuitos en el interior del cuadro eléctrico, ya que garantiza que no haya interacción entre los cables.

También es fundamental para facilitar el funcionamiento correcto de su gabinete. Por lo tanto, debe asegurarse de que exista una gestión adecuada de los cables para reducir los riesgos asociados con el enredo de los mismos.

Diseño de caja eléctrica

Siempre debes asegurarte de que el diseño de tu armario eléctrico sea compatible con los diferentes entornos en los que lo instales.

Por ejemplo, al instalar aplicaciones de alta temperatura, debe asegurarse de que todos los componentes puedan soportar la temperatura.

Esto incluye el acabado de la superficie y los cables que utilice. La compatibilidad del diseño con el entorno minimiza los riesgos que pueden dificultar el correcto funcionamiento de su armario eléctrico.

El mecanismo de bloqueo de la puerta es una de las características de seguridad.

Verificar el cumplimiento de las normas y regulaciones establecidas

Antes de comprar su armario eléctrico, debe comprobar diversas normas y reglamentos de cumplimiento y seguridad. Estas normas de calidad son:

Normativa nacional

Se trata de una norma que garantiza la calidad de su armario eléctrico. Su armario debe certificar sus prestaciones y características de protección para contar con esta norma.

Debe consultar las distintas normas NEMA antes de comprar su gabinete. Cada uno de estos tipos certifica el rendimiento específico de su gabinete.

Clasificaciones IP (IEC 60529)

Las clasificaciones IP protegen su caja eléctrica contra partículas de polvo y agua, lo que facilita el funcionamiento eficiente de su caja.

La clasificación IP consiste en un sistema de numeración de dos dígitos. Estos números indican el nivel de protección contra líquidos y partículas de polvo.

RoHS

Esta norma suele limitar el nivel de materiales peligrosos que puede tener en su armario eléctrico. Además, la norma protege su equipo eléctrico y su armario al garantizar que instale los materiales adecuados.

CE

Esta norma indica que su equipo cumple con la mayoría de los estándares medioambientales y de salud de la UE.

Por lo tanto, es una norma vital a la hora de importar su recinto a países de la Unión Europea.

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