Elektrische berekening

We maken een lijst met enkele veelvoorkomende berekeningsformules die u kunt gebruiken bij het kiezen van een solid state relay (SSR) / solid state module (SSM) of het ontwerpen van een circuit.

Let op: HUIMU Industrial (HUIMULTD) aanvaardt geen aansprakelijkheid voor fouten in gegevens noch voor een veilige en / of bevredigende werking van apparatuur die op basis van deze informatie is ontworpen.

Formules voor elektrische stroomberekening

---

● Enkele fase laden

P = U · I · cosφ
U is de spanning (meestal 220VAC), I is de stroom.

● Drie fasen laden

P = √3 · U _L · I _L · cosφ = 3 · U _P · I _P · cosφ
U _L is de lijnspanning (normaal 380VAC), I _L is de lijnstroom , U _P is de fasespanning (normaal 220VAC) , I _P is de fasestroom.

● Vermogensfactor (cos φ)

Als het belastingstype een resistieve belasting is (zoals een elektrische verwarming), dan is cos φ = 1; Als het belastingstype inductieve belasting is (zoals een elektromotor), dan is 0 <cos φ <1. Neem bijvoorbeeld de elektromotor, wanneer de elektromotor volledig is belast, de actieve stroom het grootst is, de reactieve stroom het kleinst en de vermogensfactor ongeveer 0,85; wanneer de belasting licht of onbelast is, is de actieve stroom klein, is de reactieve stroom groot en is de vermogensfactor tussen 0,4 en 0,7. Dus nemen we meestal een vermogensfactor van 0,78 of 0,8. Als het belastingstype capacitieve belasting is (zoals vermogenscompensator), dan is cos φ <0.

● Piekwaarde, effectieve waarde, gemiddelde waarde

De wisselspanning is een sinusgolf en de spanningswaarde verandert periodiek van 0 naar de maximale waarde (U _MAX ), dus de piekwaarde (U _PK ) is gelijk aan de maximale waarde. De effectieve waarde van AC wordt gespecificeerd door het thermische effect van de stroom, dat wil zeggen dat een AC-stroom en een DC-stroom door weerstanden met respectievelijk dezelfde weerstandswaarde gaan, en als ze dezelfde warmte in dezelfde tijd genereren, dan is de effectieve waarde van deze wisselstroom is gelijk aan de waarde van deze gelijkstroom. Aangezien de effectieve waarde van de sinusvormige wisselspanning gelijk is aan de gemiddelde wortelkwadraatwaarde (U _RMS of U), U _RMSwordt meestal gebruikt om de effectieve waarde van de wisselspanning weer te geven. Normaal gesproken is de AC-spanningswaarde die we detecteren via detectieapparatuur (zoals multimeters) de effectieve spanningswaarde en de AC-spanningswaarde die op de elektrische apparatuur is gemarkeerd, is ook de effectieve waarde (zoals 220VAC, 380VAC). De gemiddelde wisselspanning (U _AV ) is de gemiddelde spanningswaarde over een periode. De gemiddelde wisselspanning is gelijk aan de integraal van de spanning in één cyclus gedeeld door 2π (de tijd in één cyclus). Theoretisch is de DC-spanningswaarde die wordt verkregen na rectificatie van de wisselspanning gelijk aan de gemiddelde waarde van de wisselspanning.

U _PK = √2 · U _RMS = 1.414 · U _RMS
U _AV = 2 / π · U _PK = 0.637 · U _PK

Evenzo kunnen we volgens de wet van Ohm de piekwaarde (IPK of IMAX), de effectieve waarde (IRMS) en de gemiddelde waarde (IAV) van de wisselstroom krijgen.

I _PK = √2 · I _RMS = 1.414 · I _RMS
I _AV = 2 / π · I _PK = 0.637 · I _PK

Omdat de waarde van DC-stroom of DC-spanning constant is, hebben ze geen maximale waarde, effectieve waarde en gemiddelde waarde.

Formules voor berekening deratingfactor

---

Aangezien de prestaties van het solid-state relais / solid-state module worden beïnvloed door de werkomgeving en het belastingstype, moet de Derating Factor (of Current Multiple Factor) worden overwogen bij het selecteren van de nominale stroomwaarde van het solid-state relais / solid-state module .

I _R = I _L / α
I _R is de nominale stroomwaarde van de solid-state relais / solid-state module;
I _L is de DC belastingstroom waarde of de AC-belastingstroom effectieve waarde (effectieve waarde);
α is de reductiefactor.

Afhankelijk van de werkomgeving van de solid-state relais / solid-state module (ventilatie, temperatuur, onderhoudstijd, enz.), Kan de reductiefactor in drie niveaus worden verdeeld: Beschermd, Normaal en Ernstig.
Voor resistieve belastingen (zoals elektrische verwarming, gloeilamp, enz.), Α = 0,5 (beschermd), α = 0,5 (normaal), α = 0,3 (ernstig);
Voor inductieve belastingen (zoals motor, transformator, enz.), Α = 0,2 (beveiligd), α = 0,16 (normaal), α = 0,14 (ernstig);
Voor capacitieve belastingen (zoals vermogenscompensator, enz.), Α = 0,2 (beveiligd), α = 0,16 (normaal), α = 0,14 (ernstig).

Huidige Multiple Factor is het omgekeerde van Derating Factor.

I _R = I _L · β
I _R is de nominale stroomwaarde van de solid-state relais / solid-state module;
I _L is de DC belastingstroom waarde of de AC-belastingstroom effectieve waarde (effectieve waarde);
β is de huidige meervoudige factor.

Voor resistieve belastingen (zoals elektrische verwarming, gloeilamp, enz.), Β = 2 (beschermd), β = 2 (normaal), β = 3 (ernstig);
Voor inductieve belastingen (zoals motor, transformator, enz.), Β = 5 (beschermd), β = 6 (normaal), β = 7 (ernstig);
Voor capacitieve belastingen (zoals vermogenscompensator, enz.), Β = 5 (beveiligd), β = 6 (normaal), β = 7 (ernstig).

Als u bijvoorbeeld een solid-state relais van DC naar AC-paneel nodig heeft om een ​​220VAC, 10A resistieve belasting te schakelen, en dit solid-state relais nodig heeft om ononderbroken te werken in een slechte ventilatieomgeving, dan volgens de reductiefactor β = 3 (ernstig), u moet MGR-1D4830 kiezen (DC naar AC, belasting: 480VAC, 30A).

Varistor-berekeningsformules

---

Als de belastingpiekspanning hoog is, moet u de varistor (zoals MOV, ZNR) parallel aansluiten op de uitgangsaansluiting van de solid-state relais / solid-state module.

V _imA = V _1mA = (a · v) / (b · c)
V _imA is de varistorspanning wanneer de stroom XmA is. Vanwege de huidige waarde wordt meestal ingesteld op 1mA, kan deze ook worden uitgedrukt als V _1mA ; a is de spanningsfluctuatiecoëfficiënt, in het algemeen 1,2; b is de varistorfoutwaarde, in het algemeen 0,85; c is de verouderingscoëfficiënt van de component, in het algemeen 0,9; v is de DC-bedrijfsspanning of de AC RMS-spanning.

Daarom kan de bovenstaande formule worden vereenvoudigd als:
Voor DC-circuit, V _imA ≈1.6 · v
Voor AC-circuit, V _imA ≈1.6 · V _p = 1.6 · √2 · V _AC
V _p is de piekspanning, V _AC is de effectieve waarde.

Over het algemeen is de varistor-spanning 1,6 keer de belastingsspanning, maar wanneer de belasting een inductieve belasting is, moet de varistor-spanning 1,6-1,9 keer de belastingsspanning zijn om de veiligheid te waarborgen.

Gelijkrichtingscircuitberekeningsformules

---

● Eenfase-half-gelijkrichtingscircuit

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

● Eenfase full-wave rectificatiecircuit

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

● Eenfase-brugcorrectiekring

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

● Eenfase-halffiltercorrectiefiltercircuit

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, als f = 50Hz, dan is T = 1/50 = 20ms

● Eenfase full-wave rectificatiefiltercircuit

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, als f = 50Hz, dan is T = 1/50 = 20ms

● Eenfase brugcorrectiefiltercircuit

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, als f = 50Hz, dan is T = 1/50 = 20ms

V _RSM = V _RRM + 200V
V _RSM (niet-herhalende piek-reverse-spanning), is de maximaal toelaatbare piekwaarde van de reverse-spanning die kan worden toegepast op de omgekeerde richting van het apparaat; V _RRM (Repetitive Peak Reverse Voltage), is de maximaal toelaatbare waarde van de reverse-spanning die herhaaldelijk op de omgekeerde richting van het apparaat kan worden toegepast.

V _DSM = V _DRM + 200V
V _DSM (niet-herhalende piek-uit-spanning), is de maximaal toelaatbare piekwaarde van uit-spanning die kan worden toegepast op de voorwaartse richting van het apparaat; V _DRM (Repetitive Peak Off-State Voltage), is de maximaal toelaatbare waarde van de off-state spanning die herhaaldelijk op de voorwaartse richting van het apparaat kan worden toegepast.

I _t ² = I _TSM ² -t _w / 2
t _w is helft sinusperiode; I _{TSM is} dit de maximale niet-repetitieve piekstroom in één cyclus; als de frequentie 50Hz is, I _t ² = 0.005 I _TSM ² (Amps ² · sec)

Formules voor berekening van warmteopwekking

---

Wanneer de solid-state relais werken, heeft het uitgangscircuit een spanningsval van 1 ~ 2V. Wanneer de solid-state modules (of voedingsmodules) werken, heeft het uitgangscircuit een spanningsval van 2 ~ 4V. En de elektrische energie die ze verbruiken wordt overgedragen als warmte, en deze warmte is alleen gerelateerd aan hun bedrijfsstroom. Het solid-state relais heeft een calorische waarde van 1,5 watt per ampère (1,5 W / A) en de solid-state module heeft een calorische waarde van 3,0 watt per ampère (3,0 W / A). De warmte die wordt gegenereerd door het driefasencircuit is de som van de warmte die wordt gegenereerd door elke fase.

Single Phase of DC halfgeleiderrelais: P = 1,5 · I
Single Phase of DC halfgeleidermodule: P = 3,0 · I
P is de warmte gegenereerd door halfgeleiderrelais / halfgeleidermodule, en de eenheid is W; I is de werkelijke laadstroom en de eenheid is A.

Normaal gesproken, als de laadstroom 10A is, moet een koellichaam worden uitgerust. Als de laadstroom 40A of hoger is, moet een luchtgekoeld of watergekoeld koellichaam worden uitgerust.

Formules voor berekening van warmteafvoer

---

De warmteafvoerprestaties van het koellichaam zijn gerelateerd aan het materiaal, de vorm, het temperatuurverschil en enz.

Q = h · A · η · ΔT
Q is de warmte die wordt afgevoerd door het koellichaam; h is de totale thermische geleidbaarheid van het koellichaam (W / cm ² · ° C), meestal aluminium materiaal ongeveer 2.12W / cm ² · ° C, het kopermateriaal ongeveer 3.85W / cm ² · ° C, en staalmateriaal is ongeveer 0,46 W / cm ² ° C; A het oppervlak van het koellichaam (cm ² ); η is het koellichaamrendement, dat hoofdzakelijk wordt bepaald door de vorm van het koellichaam; ΔT is het verschil tussen de maximale temperatuur van het koellichaam en de omgevingstemperatuur (° C).

Daarom kan uit de bovenstaande formule worden verkregen dat hoe groter het oppervlak van het koellichaam is, hoe groter het verschil met de omgevingstemperatuur is en hoe beter de warmteafvoerprestatie is.

Common Unit Conversion

---

1MΩ = 10 ³ kΩ = 10 ⁶ Ω = 10 ⁹ mΩ
1F = 10 ³ mF = 10 ⁶ μF = 10 ⁹ nF = 10 ¹² pF
1H = 10 ³ mH = 10 ⁶ μH
1MV = 10 ³ kV = 10 ⁶ V = 10 ⁹ mV = 10 ¹² μH
1kA = 10 ³ A = 10 ⁶ mA = 10 ⁹ μA
1W = 10 ³ mW = 1J / s = 1V · A
1HP = 0.75kW
1kW · h = 10 ³ W · h = 10 ³ V · A · h = 10 ⁶ V · mA · h = 3.6 · 10 ⁶ J
1cm = 10mm = 0.39in
1 cm ² = 0,16 m2 in
° F = 1,8 ° C + 32
K = ° C + 273,15

KORTE VEILIGHEIDSHANDLEIDING

VEILIGHEID EERST!

Er is niets belangrijker dan het beschermen van uw eigen veiligheid.

Volg de veilige bedieningsregels en bedieningsinstructies strikt op. Als u zichzelf niet veilig kunt houden, stop dan met werken en vertrek onmiddellijk. Als u een onzeker of onoplosbaar probleem tegenkomt, raadpleeg dan tijdig het relevante technische personeel, neem geen risico's. Voordat u elektrische apparaten gebruikt, test of onderhoudt, moet u het volgende weten:

§1.Wat zijn de gevaren van elektriciteit?

Elektriciteit maakt ons leven gemakkelijker, maar tegelijkertijd kan het ook grote schade aanrichten aan ons kwetsbare lichaam vanwege de enorme energie. De elektrische schade aan het menselijk lichaam kan worden onderverdeeld in: Elektrische schok (zoals tintelingen, branderig gevoel, spasmen, verlamming, coma, ventriculaire fibrillatie of verstopping, ademhalingsmoeilijkheden of ademhalingsstilstand); Elektrisch letsel (zoals elektrische brandwonden, huidmetallisatie). Wanneer de elektrische stroom door het hart passeert, kan dit hartstoornissen veroorzaken, waardoor het oorspronkelijke contractie- en expansieritme, hartfalen en de bloedcirculatie worden vernietigd, wat de dood veroorzaakt door hypoxie in de hersenen. Wanneer de elektrische stroom door het centrale zenuwstelsel (hersenen en ruggenmerg) stroomt, kan dit de ademhaling en verlamming veroorzaken. Het thermische effect van de elektrische stroom kan elektrische brandwonden veroorzaken. Het chemische effect van de elektrische stroom kan elektrische brandwonden en metallisatie van de huid veroorzaken. Het elektromagnetische effect van de elektrische stroom zal ook straling produceren. Bovenstaand letsel kan secundaire schade veroorzaken.

Volgens de verschillende reacties van het menselijk lichaam na contact met de stroom, kan de stroom worden verdeeld in de volgende vier niveaus:
1. Waargenomen stroom: de minimale stroomwaarde die door het menselijk lichaam kan worden gevoeld maar geen schadelijke fysiologische reacties veroorzaakt, dat is 1mA (AC, 50 ~ 60Hz) of 5mA (DC) voor volwassenen.
2. Reactiestroom: de minimale stroomwaarde die ervoor kan zorgen dat spieren onbewust samentrekken, dat is 5 mA (AC, 50 ~ 60 Hz) of 25 mA (DC) voor volwassenen.
3. Veilige stroom: de maximale stroomwaarde die het menselijk lichaam vrij van de voeding kan verwijderen zonder pathologische schade na een elektrische schok, die 10 mA (AC, 50 ~ 60Hz) of 50mA (DC) is voor volwassenen.
4. Fatale stroom: de minimale stroomwaarde die ventriculaire fibrillatie kan veroorzaken en levensbedreigend is, meestal voor volwassenen 50 mA (AC, 50 ~ 60Hz), 80 mA (DC).

De elektrische weerstand van de menselijke huid is 1000 ~ 3000Ω (normaal) en 800 ~ 1000Ω (wanneer de geile buitenlaag van de huid wordt vernietigd), dus de veiligheidsspanning kan worden berekend volgens de wet van Ohm (I = U / R). Omdat de huidweerstand wordt beïnvloed door vele factoren (zoals kleding, zweet, geleidend stof in de lucht), is het kiezen van de veilige spanning redelijker in plaats van de veilige stroom. In een droge omgeving is de veiligheidsspanning 24VAC (50 ~ 60Hz) of 120VDC; in een vochtige omgeving is de veiligheidsspanning 12VAC (50 ~ 60Hz) of 40VDC.

§2. Hoe het gevaar van elektriciteit te vermijden?

1. Elektrische isolatie

Het elektrisch geladen object (of geladen lichaam) moet worden omgeven door een niet-geleidend isolatiemateriaal. Het houden van de isolatie van distributielijnen en elektrische apparatuur is de basisvoorwaarde om de persoonlijke veiligheid en de normale werking van elektrische apparatuur te waarborgen. De prestaties van elektrische isolatie kunnen worden gemeten aan de hand van de isolatieweerstand en de diëlektrische sterkte.

2. Veiligheidsafstand

De elektrisch geladen objecten moeten op een bepaalde afstand van de grond, het menselijk lichaam, andere geladen objecten en andere voorzieningen of apparatuur worden gehouden. Buiten een dergelijke veiligheidsafstand is er geen gevaar wanneer het menselijk lichaam of object zich in de buurt van het geladen lichaam bevindt, zoals de veiligheidsafstand voor het stroomverdeelapparaat, de veiligheidsafstand voor onderhoud en de veiligheidsafstand voor de werking.

3. Veilige stroomcapaciteit

De veilige stroombelastbaarheid is de maximale hoeveelheid stroom die continu door het apparaat mag stromen. Als de stroom de veilige stroombelastbaarheid van het apparaat overschrijdt, zal de door het apparaat gegenereerde warmte de toelaatbare waarde overschrijden, wat schade aan de isolatielaag kan veroorzaken en zelfs elektrische lekkage en brand kan veroorzaken. Daarom moet u, voordat u een apparaat selecteert, de veilige stroomcapaciteit kennen.

4. Markering

De duidelijke, nauwkeurige en uniforme markering is een andere belangrijke voorwaarde voor het waarborgen van de veiligheid van elektriciteit. De gevaarlijke zone moet bijvoorbeeld worden gemarkeerd met een waarschuwingsmarkering, het apparaat met verschillende structuur en verschillende parameters kan worden geïdentificeerd met de modelnummermarkering, de draden met verschillende aard en verschillende doeleinden kunnen worden geïdentificeerd door kleurmarkering (bijvoorbeeld fase Een draad is geel, fase B-draad is groen, fase C-draad is rood, blootliggende aardingsdraad is zwart; AC-lus van secundair systeemcircuit is geel, de negatieve voeding is blauw en de signaal- en waarschuwingscircuits zijn wit).

§3. Hoe veilig te werken

1. Beschermende uitrusting

Controleer voordat u een elektrisch apparaat bedient, of u rubberen geïsoleerde handschoenen, geïsoleerde schoenen, antistatische kleding, een veiligheidsbril en andere beschermende uitrusting hebt gedragen. En u moet ook bevestigen dat er brandblusvoorzieningen of andere veiligheidsvoorzieningen binnen het opgegeven bereik zijn.

2. Bedieningsgereedschap

U moet controleren of het gereedschap dat u gebruikt, isolerend is. Als het isolatiemateriaal verouderd en gevallen is, moet het onmiddellijk worden vervangen. Gebruik een explosiebestendig hulpmiddel als er explosie- en brandgevaar bestaat.

3. Voorzorgsmaatregelen bij bediening

● Werk niet met stroom.
● Zorg ervoor dat de werkomgeving droog is, de temperatuur geschikt is en de ventilatieomstandigheden goed zijn.
● Zorg ervoor dat de werktafel schoon is en vrij van stof, metaalafval, enz.
● Controleer of de draden correct zijn aangesloten volgens de markering. Voor DC-apparaten, draai de positieve en negatieve polen niet om.
● Zorg ervoor dat alle elektrische en elektronische apparatuur binnen de nominale waarde werkt.
● Zorg ervoor dat al het apparaat veilig is geaard.
● Als het apparaat een grote capaciteit of een grote inductie heeft, kunt u het niet direct aanraken, zelfs nadat de stroom is uitgeschakeld, omdat het in een oogwenk een hoge spanning van enkele duizenden volt uitvoert. U moet wachten op zijn natuurlijke ontlading of hem met geweld ontladen met behulp van hulpapparatuur onder veilige omstandigheden.
● Voordat u het spanningsregelapparaat gebruikt, moet u ervoor zorgen dat de regelaar zich in de begintoestand bevindt (nulspanning, 0 V).
● Wanneer u elektrische of elektronische apparatuur gebruikt, moet u, zodra u de verbrande geur ruikt, abnormale geluiden hoort, abnormale omstandigheden ziet, zoals knipperen van het display of het indicatielampje, de stroom onmiddellijk uitschakelen en de apparatuur controleren.
● Als het apparaat vanwege een storing moet worden vervangen, wordt aanbevolen om een ​​apparaat met hetzelfde model of dezelfde technische parameters te gebruiken.
● Druk niet onmiddellijk op de stopknop nadat de elektromotor is gestart, omdat de startstroom 6-7 keer de nominale stroom is. Als deze onmiddellijk stopt, zal andere apparatuur doorbranden.