Электрический расчет

Мы составим список некоторых общих формул расчета, которые вы можете использовать при выборе твердотельного реле (SSR) / твердотельного модуля (SSM) или при разработке схемы.

Внимание: HUIMU Industrial (HUIMULTD) не несет ответственности за ошибки в данных, а также за безопасную и / или удовлетворительную работу оборудования, разработанного на основе этой информации.

Формула расчета электроэнергии

---

● Однофазная нагрузка

P = U · I · cosφ
U - Напряжение (обычно 220 В переменного тока), I - Ток.

● трехфазная нагрузка

P = √3 · U _L · I _L · cosφ = 3 · U _P · I _P · cosφ
U _L - линейное напряжение (обычно 380 В переменного тока), I _L - линейный ток, U _P - фазное напряжение (обычно 220 В переменного тока) I _P - Фазовый ток.

● Коэффициент мощности (cos φ)

Если тип нагрузки - резистивная нагрузка (например, электрический нагреватель), то cos φ = 1; Если тип нагрузки - индуктивная нагрузка (например, электродвигатель), то 0 <cos φ <1. Возьмем в качестве примера электродвигатель: когда электродвигатель полностью загружен, активный ток наибольший, реактивный ток наименьший, а коэффициент мощности составляет около 0,85; когда нагрузка мала или нет нагрузки, активный ток мал, реактивный ток велик, а коэффициент мощности находится в диапазоне от 0,4 до 0,7. Таким образом, мы обычно берем коэффициент мощности 0,78 или 0,8. Если тип нагрузки - емкостная нагрузка (например, компенсатор мощности), то cos φ <0.

● пиковая стоимость, эффективная стоимость, средняя стоимость

Напряжение переменного тока представляет собой синусоидальную волну, и его значение напряжения периодически изменяется от 0 до максимального значения (U _MAX ), поэтому его пиковое значение (U _PK ) равно максимальному значению. Эффективное значение переменного тока определяется тепловым эффектом тока, то есть пропускает переменный ток и постоянный ток через резисторы с одинаковым значением сопротивления соответственно, и если они генерируют одинаковое тепло в одно и то же время, то эффективное значение этого переменного тока равна значению этого постоянного тока. Поскольку эффективное значение синусоидального переменного напряжения равно его среднеквадратичному значению (U _RMS или U), U _RMSобычно используется для представления эффективного значения напряжения переменного тока. Обычно значение напряжения переменного тока, которое мы обнаруживаем с помощью оборудования для обнаружения (например, мультиметров), является значением эффективного напряжения, а значение напряжения переменного тока, отмеченное на электрооборудовании, также является эффективным значением (например, 220 В переменного тока, 380 В переменного тока). Среднее напряжение переменного тока (U _AV ) - это среднее значение напряжения за период. Среднее напряжение переменного тока равно интегралу напряжения в одном цикле, деленному на 2π (время в одном цикле). Теоретически, значение напряжения постоянного тока, полученное после двухполупериодного выпрямления переменного напряжения, равно среднему значению переменного напряжения.

U _PK = √2 · U _RMS = 1,414 · U _RMS
U _AV = 2 / π · U _PK = 0,637 · U _PK

Точно так же, согласно закону Ома, мы можем получить пиковое значение (IPK или IMAX), эффективное значение (IRMS) и среднее значение (IAV) переменного тока.

I _PK = √2 · I _RMS = 1,414 · I _RMS
I _AV = 2 / π · I _PK = 0,637 · I _PK

Поскольку значение постоянного тока или постоянного напряжения является постоянным, они не имеют максимального значения, эффективного значения и среднего значения.

Формулы расчета коэффициента снижения

---

Поскольку на производительность твердотельного реле / ​​твердотельного модуля влияет рабочая среда и тип нагрузки, коэффициент номинального тока (или многократный коэффициент тока) следует учитывать при выборе значения номинального тока твердотельного реле / ​​твердотельного модуля. ,

I _R = I _L / α
I _R - номинальное значение тока твердотельного реле / ​​твердотельного модуля;
I _L - значение тока нагрузки постоянного тока или эффективное значение тока нагрузки переменного тока (действующее значение);
α - коэффициент снижения.

В зависимости от рабочей среды твердотельного реле / ​​твердотельного модуля (вентиляция, температура, время обслуживания и т. Д.) Коэффициент снижения характеристик можно разделить на три уровня: защищенный, нормальный и серьезный.
Для резистивных нагрузок (таких как электронагреватель, лампа накаливания и т. Д.) Α = 0,5 (защищено), α = 0,5 (нормальное состояние), α = 0,3 (тяжелое состояние);
Для индуктивных нагрузок (таких как двигатель, трансформатор и т. Д.) Α = 0,2 (защищенный), α = 0,16 (нормальный), α = 0,14 (тяжелый);
Для емкостных нагрузок (таких как компенсатор мощности и т. Д.) Α = 0,2 (защищенный), α = 0,16 (нормальный), α = 0,14 (тяжелый).

Текущий мультифактор является обратным коэффициентом снижения.

I _R = I _L · β
I _R - номинальное значение тока твердотельного реле / ​​твердотельного модуля;
I _L - значение тока нагрузки постоянного тока или эффективное значение тока нагрузки переменного тока (действующее значение);
β - текущий множитель.

Для резистивных нагрузок (таких как электронагреватель, лампа накаливания и т. Д.) Β = 2 (Защищено), β = 2 (Нормально), β = 3 (Сильно);
Для индуктивных нагрузок (таких как двигатель, трансформатор и т. Д.) Β = 5 (защищено), β = 6 (нормальное состояние), β = 7 (тяжелое состояние);
Для емкостных нагрузок (таких как компенсатор мощности и т. Д.) Β = 5 (защищенный), β = 6 (нормальный), β = 7 (тяжелый).

Например, если вам нужно твердотельное реле панели постоянного тока в переменный для переключения резистивной нагрузки 220 В, 10 А и если это твердотельное реле должно работать непрерывно в условиях плохой вентиляции, то в соответствии с коэффициентом снижения β = 3 (серьезный), Вы должны выбрать MGR-1D4830 (от постоянного тока до переменного тока, нагрузка: 480 В переменного тока, 30 А).

Варисторные расчетные формулы

---

Если пиковое напряжение нагрузки высокое, обязательно подключите варистор (например, MOV, ZNR) параллельно к выходной клемме твердотельного реле / ​​твердотельного модуля.

V _imA = V _1mA = (a · v) / (b · c)
V _imA - напряжение варистора, когда ток равен XmA. Поскольку текущее значение обычно устанавливается на 1 мА, оно также может быть выражено как V _{1 мА} ; а - коэффициент колебаний напряжения, обычно 1,2; b - значение ошибки варистора, обычно 0,85; с - коэффициент старения компонента, обычно 0,9; v - рабочее напряжение постоянного тока или среднеквадратичное напряжение переменного тока.

Поэтому приведенную выше формулу можно упростить следующим образом:
Для цепи постоянного тока ， V _imA ≈1,6 · v
Для цепи переменного тока ， V _imA ≈ 1,6 · V _p = 1,6 · √2 · V _AC
V _p - пиковое напряжение, V _AC - это пиковое напряжение эффективное значение.

Как правило, напряжение варистора в 1,6 раза больше напряжения нагрузки, но когда нагрузка является индуктивной нагрузкой, напряжение варистора должно быть в 1,6-1,9 раза больше напряжения нагрузки для обеспечения безопасности.

Формулы расчета схемы выпрямителя

---

● Однофазный полуволновой выпрямительный контур

U ₀ = 0,45 · U ₂
I ₀ = 0,45 · U ₂ / R _L
I _V = I ₀
U _RM = √2 · U ₂

● Однофазный двухполупериодный выпрямительный контур

U ₀ = 0,9 · U ₂
I ₀ = 0,9 · U ₂ / R _L
I _V = 1/2 · I ₀
U _RM = 2 · √2 · U ₂

● однофазный мостовой выпрямительный контур

U ₀ = 0,9 · U ₂
I ₀ = 0,9 · U ₂ / R _L
I _V = 1/2 · I ₀
U _RM = √2 · U ₂

● Однофазный полуволновой выпрямительный фильтр

U ₀ = U ₂
I ₀ = U ₂ / R _L
I _v = 1/2 · I ₀
U _RM = 2 · √2 · U ₂
C≥ (3 ~ 5) · T / R _L
T = 1 / f, если f = 50 Гц, то T = 1/50 = 20 мс

● Однофазный двухполупериодный выпрямительный фильтр

U ₀ = 1,2 · U ₂
I ₀ = 1,2 · U ₂ / R _L
I _v = 1/2 · I ₀
U _RM = √2 · U ₂
C≥ (3 ~ 5) · T / 2R _L
T = 1 / f, если f = 50 Гц, то T = 1/50 = 20 мс

● Однофазный мостовой выпрямительный фильтр

U ₀ = 1,2 · U ₂
I ₀ = 1,2 · U ₂ / R _L
I _v = 1/2 · I ₀
U _RM = √2 · U ₂
C≥ (3 ~ 5) · T / 2R _L
T = 1 / f, если f = 50 Гц, то T = 1/50 = 20 мс

V _RSM = V _RRM + 200
В V _RSM (неповторяющееся пиковое обратное напряжение), это максимально допустимое значение скачка обратного напряжения, которое может быть приложено к обратному направлению устройства; V _RRM (повторяющееся пиковое обратное напряжение) - это максимально допустимое значение обратного напряжения, которое можно многократно прикладывать к обратному направлению устройства.

V _DSM = V _DRM + 200
В V _DSM (неповторяющееся пиковое напряжение в выключенном состоянии) - максимально допустимое значение скачка напряжения в выключенном состоянии, которое может быть приложено к прямому направлению устройства; V _DRM (повторяющееся пиковое напряжение в выключенном состоянии) - это максимально допустимое значение напряжения в выключенном состоянии, которое можно многократно прикладывать к прямому направлению устройства.

I _t ² = I _TSM ² · t _w / 2
t _w - период полусинуса; I _TSM - максимальный неповторяющийся импульсный ток в состоянии за один цикл; если частота 50 Гц, I _t ² = 0,005 I _TSM ² (Ампер ² · сек)

Формулы расчета тепловыделения

---

Когда твердотельные реле работают, выходная цепь имеет падение напряжения на 1 ~ 2 В. Когда твердотельные модули (или силовые модули) работают, выходная цепь имеет падение напряжения 2 ~ 4 В. И электрическая энергия, которую они потребляют, передается в виде тепла, и это тепло связано только с их рабочим током. Твердотельное реле имеет теплотворную способность 1,5 Вт на ампер (1,5 Вт / А), а твердотельный модуль имеет теплотворную способность 3,0 Вт на ампер (3,0 Вт / А). Тепло, генерируемое трехфазным контуром, является суммой тепла, генерируемого каждой фазой.

Однофазное или постоянное твердотельное реле: P = 1,5 · I
Однофазное или постоянное твердотельное модуль: P = 3,0 · I
P - тепло, выделяемое твердотельным реле / ​​твердотельным модулем, и единица измерения - W; I - фактический ток нагрузки, а единица измерения - A.

Обычно, если ток нагрузки составляет 10 А, радиатор должен быть оборудован. Если ток нагрузки составляет 40 А или выше, необходимо оборудовать радиатор с воздушным или водяным охлаждением.

Формулы расчета тепловыделения

---

Эффективность рассеивания тепла радиатором зависит от его материала, формы, разности температур и т. Д.

Q = h · A · η · ΔT
Q - тепло, рассеиваемое радиатором; h - общая теплопроводность радиатора (Вт / см ² · ° C), обычно алюминиевый материал составляет около 2,12 Вт / см ² · ° C, медный материал - около 3,85 Вт / см ² · ° C, и стальной материал составляет около 0,46 Вт / см ² ° С; А - площадь поверхности радиатора (см ² ); η - эффективность радиатора, которая в основном определяется формой радиатора; ΔT - это разница между максимальной температурой радиатора и температурой окружающей среды (° C).

Следовательно, из вышеприведенной формулы можно получить, что чем больше площадь поверхности теплоотвода, тем больше разница от температуры окружающей среды и тем лучше характеристика рассеивания тепла.

Общее преобразование единиц

---

1 МОм = 10 ³ кОм = 10 ⁶ Ом = 10 ⁹ мОм
1F = 10 ³ мкФ = 10 ⁶ мкФ = 10 ⁹ нФ = 10 ¹² пФ
1Н = 10 ³ мГн = 10 ⁶ мкГн 1
МВ = 10 ³ кВ = 10 ⁶ В = 10 ⁹ мВ = 10 ¹² мкГн 1
кА = 10 ³ А = 10 ⁶ мА = 10 ⁹ мкА
1 Вт = 10 ³ мВт =
1 Дж / с = 1 В · 1 л.с. = 0,75
кВт 1 кВт · ч = 10 ³ Вт · ч = 10 ³ В · A · h = 10 ⁶ В · мА · h = 3,6 · 10 ⁶ J
1 см = 10 мм = 0,39 дюйма
1 см ² = 0,16 кв.м в
° F = 1,8 ° C + 32
K = ° C + 273,15

КРАТКОЕ РУКОВОДСТВО ПО БЕЗОПАСНОСТИ

БЕЗОПАСНОСТЬ ПРЕЖДЕ ВСЕГО!

Нет ничего важнее, чем защита собственной безопасности.

Пожалуйста, строго соблюдайте правила безопасной эксплуатации и инструкции по эксплуатации. Если вы не можете быть в безопасности, прекратите работу и немедленно уходите. Если вы столкнулись с неопределенной или неразрешимой проблемой, пожалуйста, своевременно обратитесь к соответствующему техническому персоналу, пожалуйста, не рискуйте. Перед использованием, тестированием, обслуживанием электроприборов необходимо знать следующее:

§1. Каковы опасности электричества?

Электричество делает нашу жизнь более удобной, но в то же время она также может нанести огромный ущерб нашему уязвимому телу из-за его огромной энергии. Электрические повреждения организма человека можно разделить на: поражение электрическим током (такие как покалывание, ощущение жжения, спазм, паралич, кома, фибрилляция или остановка желудочков, затруднение дыхания или остановка дыхания); Электрическая травма (например, электрический ожог, металлизация кожи). Когда электрический ток проходит через сердце, он может вызвать сердечную дисфункцию, разрушая первоначальный ритм сокращения и расширения, сердечную недостаточность и прекращая кровообращение, вызывая смерть из-за гипоксии в мозге. Когда электрический ток проходит через центральную нервную систему (головной и спинной мозг), он может вызвать остановку дыхания и паралич. Тепловое воздействие электрического тока может вызвать электрические ожоги. Химическое воздействие электрического тока может вызвать электрические ожоги и металлизацию кожи. Электромагнитное воздействие электрического тока также вызывает излучение. Вышеуказанная травма может привести к вторичному повреждению.

В соответствии с различными реакциями человеческого тела после контакта с током ток можно разделить на следующие четыре уровня:
1. Воспринимаемый ток: минимальное значение тока, которое может ощущаться человеческим телом, но не вызывает вредных физиологических реакций, который составляет 1 мА (переменный ток, 50 ~ 60 Гц) или 5 мА (постоянный ток) для взрослых.
2. Реакционный ток: минимальное значение тока, которое может привести к бессознательному сокращению мышц, которое для взрослых составляет 5 мА (переменный ток, 50 ~ 60 Гц) или 25 мА (постоянный ток).
3. Безопасный ток: максимальное значение тока, которое человеческое тело может свободно избавиться от источника питания без патологического повреждения после удара током, которое для взрослых составляет 10 мА (переменный ток, 50 ~ 60 Гц) или 50 мА (постоянный ток).
4. Фатальный ток: минимальное значение тока, которое может вызвать фибрилляцию желудочков и угрожает жизни, которое обычно составляет 50 мА (переменный ток, 50 ~ 60 Гц), 80 мА (постоянный ток) для взрослых.

Электрическое сопротивление кожи человека составляет 1000 ~ 3000 Ом (обычно) и 800 ~ 1000 Ом (когда внешний слой кожи поврежден), поэтому защитное напряжение можно рассчитать по закону Ома (I = U / R). Поскольку на сопротивление кожи влияют многие факторы (такие как одежда, пот, проводящая пыль в воздухе), выбор безопасного напряжения является более разумным, чем безопасного тока. В сухой среде безопасное напряжение составляет 24 В переменного тока (50 ~ 60 Гц) или 120 В постоянного тока; во влажной среде безопасное напряжение составляет 12 В переменного тока (50 ~ 60 Гц) или 40 В постоянного тока.

§ 2. Как избежать опасности электричества?

1. Электрическая изоляция

Электрически заряженный объект (или заряженное тело) должен быть закрыт непроводящим изоляционным материалом. Сохранение изоляции распределительных линий и электрооборудования является основной предпосылкой обеспечения личной безопасности и нормальной работы электрооборудования. Характеристики электрической изоляции можно измерить по ее сопротивлению изоляции и диэлектрической прочности.

2. Безопасное расстояние

Электрически заряженные объекты должны находиться на определенном расстоянии от земли, тела человека, других заряженных объектов и других объектов или оборудования. За пределами такого безопасного расстояния нет опасности, когда человеческое тело или объект находятся близко к заряженному телу, например, безопасное расстояние для распределительного устройства, безопасное расстояние для технического обслуживания и безопасное расстояние для работы.

3. Безопасная текущая пропускная способность

Безопасная пропускная способность по току - это максимальная величина тока, которая может непрерывно проходить через устройство. Если ток превышает безопасную токонесущую способность устройства, тепло, выделяемое устройством, превысит допустимое значение, что приведет к повреждению изоляционного слоя и даже к утечке электроэнергии и пожару. Поэтому, прежде чем выбрать устройство, вам необходимо знать его безопасную пропускную способность.

4. Маркировка

Четкая, точная и равномерная маркировка является еще одной важной предпосылкой обеспечения безопасности электроэнергии. Например, опасная зона должна быть помечена предупреждающей маркировкой, устройство с другой структурой и различными параметрами может быть идентифицировано с помощью маркировки номера модели, провода различной природы и различного назначения могут быть идентифицированы с помощью цветной маркировки (например, фаза Провод желтого цвета, провод Фазы В зеленого цвета, провод Фазы С красного цвета, незаземленный провод заземления черного цвета, контур переменного тока цепи вторичной системы - желтого цвета, отрицательный источник питания - синего цвета, а сигнальные и предупреждающие цепи - белого цвета).

§ 3. Как безопасно работать

1. Защитное снаряжение

Перед эксплуатацией электрического устройства убедитесь, что вы носили резиновые перчатки, утепленную обувь, антистатическую одежду, защитные очки и другое защитное оборудование. И вам также необходимо подтвердить, что в указанном диапазоне находятся противопожарные или другие средства безопасности.

2. Инструменты управления

Вам необходимо проверить, обладает ли используемый вами инструмент изоляционной способностью, если изоляционный материал состарен и уронен, его следует немедленно заменить. Если существует риск взрыва и возгорания, используйте взрывозащищенный инструмент.

3. Меры предосторожности при эксплуатации

● Пожалуйста, не работайте с питанием.
● Пожалуйста, убедитесь, что рабочая среда сухая, подходящая температура и хорошие условия вентиляции.
● Убедитесь, что рабочий стол чистый, на нем нет пыли, металлического мусора и т. Д.
● Убедитесь, что провода подключены правильно в соответствии с маркировкой. Для устройств постоянного тока, пожалуйста, не меняйте положительный и отрицательный полюсы.
● Убедитесь, что все электрическое и электронное оборудование работает в пределах номинального значения.
● Убедитесь, что все устройство надежно заземлено.
● Если в устройстве имеется большая емкость или большая индуктивность, вы не сможете напрямую прикоснуться к нему даже после выключения питания, поскольку оно мгновенно выдаст высокое напряжение в несколько тысяч вольт. Вам следует дождаться его естественного разряда или принудительно разряжать его с помощью вспомогательного оборудования в безопасных условиях.
● Перед использованием устройства регулирования напряжения убедитесь, что регулятор находится в исходном состоянии (нулевое напряжение, 0 В).
● При использовании электрического или электронного оборудования, после того, как вы почувствуете запах сожженного запаха, услышите ненормальные звуки, увидите ненормальные условия, такие как мигание дисплея или светового индикатора, немедленно выключите питание и проверьте оборудование.
● Если устройство необходимо заменить из-за неисправности, рекомендуется использовать устройство с той же моделью или техническими параметрами.
● Пожалуйста, не нажимайте кнопку остановки сразу после запуска электродвигателя, потому что его пусковой ток в 6-7 раз превышает номинальный ток, и если он остановится немедленно, он сгорит другое оборудование.